О.П. Верещинський, канд. техн. наук, генеральний директор ТОВ «ОЛИС» (г. Одеса)

Згідно з дослідженнями Я. М. Куприця, цільне зерно являє собою деяку природну інженерну споруду, що має досить міцний каркас еліпсоїдної форми, армований найміцнішою анатомічної частиною зерна – оболонкою. При додаванні зовнішніх зусиль каркас поводиться як монолітна конструкція. В.Я. Гіршсон показав, що опір руйнуванню цілого зерна як комплексної конструкції вище, ніж ендосперму, і нижче міцності оболонок. Наведені твердження дозволяють припустити, що зниження питомого змісту оболонок і порушення їх цілісності, що забезпечується лущенням, сприяє зниженню енергоємності подальшого подрібнення зерна, а також визначає кількісно-якісні показники продуктів подрібнення. У даній статті наведені результати експериментальної перевірки сформульованої гіпотези.

З метою визначення характеру передбачуваних залежностей, кількісної їх оцінки, а також можливості подальшого практичного використання результатів був виконаний цикл експериментів, у ході яких подрібнювали зерно пшениці IV типу з показниками якості, близькими до базисних (склоподібність 47%, натура 780 г/л). Випробовувані зразки зерна кондиціювали із застосуванням рекомендованих режимів [1], лущили у лабораторному голендрі із забезпеченням індексів лущення до 10% і подрібнювали при режимах, що забезпечують загальну кількість видобутих проміжних продуктів 30-70%. Подрібнення проводили у лабораторному вальцьовому верстаті з кінематичними, геометричними параметрами робочих органів і з навантаженнями на їх робочі зони, рекомендованими для I драної системи сортового хлібопекарського помелу зерна пшениці [1].

Для зерна, обробленого з різними індексами лущення k, були побудовані графіки залежностей питомих витрат енергії на подрібнення ЕИ від загальної кількості видобутих И проміжних продуктів (див. мал., вид а). Як видно з графіка, зростання індексу лущення зерна k призводить до різкого зниження питомих витрат енергії ЕИ на всьому діапазоні заданих від загальної кількості здобуття И.

  • вид а

  • вид б

Залежність витрат енергії ЕИ на подрібнення зерна від загального И (а)
та кількості видобутих проміжних продуктів від індексу лущення k (б).

Інтенсивне, практично лінійне зниження питомих витрат енергії ЕИ спостерігається при значеннях індексу лущення до 5% (мал., вид б). Так, при k = 3% значення ЕИ знижуються приблизно в 1,3 рази, а при k = 5% – в 1,5 рази, у порівнянні з витратами питомої енергії, необхідними для забезпечення тотожної кількості видобутих продуктів при подрібненні зерна, що не зазнало лущення. При подальшому збільшенні k від 5 до 10% значення ЕИ знижуються не більше ніж у 1,15 рази.

Аналіз енергоємності подрібнення лущеного зерна показав, що характеристики міцності зерна у значній мірі забезпечуються верхніми його оболонками (плодовою і насіннєвою) і визначаються їх питомою кількістю.

У таблиці представлені кількісно-якісні показники подрібненого зерна, обробленого з різними значеннями індексу лущення k. З ростом значень k при тотожних значеннях И вихід великих продуктів, особливо великої крупки, істотно збільшується за рахунок зниження виходу дунсту і борошна. Підвищення добротності великих продуктів, а також зниження зольності сходових продуктів пояснюється зниженням питомого вмісту оболонок у лущеному зерні пропорційно індексу його лущення. Зміна зольності борошна, пов'язана зі зміною його виходу, як правило, є закономірністю утворення борошна на початкових системах драного процесу. Однак, як показали наші спостереження, борошно, отримане із лущеного зерна в ході описаних дослідів, характеризується більш високою зольністю, але за показником «білість» приблизно відповідає борошну, отриманому з не лущеного зерна. Згідно з результатами роботи [2], виконаної у дослідницькому інституті TNO (Нідерланди), борошно, вироблене з лущеного зерна, містить в 1,3-1,5 рази більше алейронового шару. Очевидно, що перехід у борошно оголеного лущенням високозольного, але не пігментованого алейрону практично не відбивається на показнику «білість», але істотно впливає на його зольність.

Кількісно - якісні показники продуктів подрібнення

Загальне
здобуття, %		 Відходи
лущення, %		 Схід 1000 мкм, % Велика
крупка, %		 Середня
крупка, %		 Дрібна
крупка, %		 Дунст, % Борошно, %
30 / 0,84 0 70 / 1,97 12,350/ 1,27 4,68 / 0,95 6,03 / 0,71 1,93 / 0,67 4,3 / 0,74
40 / 0,94 0 60 / 2,09 15,60 / 1,09 6,30 / 0,96 8,00 / 0,71 2,10 / 0,64 4,9 / 0,68
50 / 1,01 0 50 /2,25 15,10 / 1,28 9,40 / 0,96 9,40 / 0,78 4,20 / 0,68 9,2 / 0,64
60 / 0,98 0 40 / 2,60 19,10 / 1,91 11,20 / 0,79 13,90 / 0,60 4,70 / 0,56 11,5 / 0,59
70 / 1,29 0 30 / 3,01 16,50 / 2,12 13,60 / 0,85 18,10 / 0,61 5,60 / 0,57 14,9 / 0,57
30 / 0,97 4,0 / 4,42 66 / 1,68 13,61 / 1,17 4,60 / 0,92 5,50 / 0,79 1,90 / 0,66 3,4 / 0,88
40 / 0.89 4,0 / 4,42 56 / 1,78 18,90 / 1,00 8,50 / 0,87 7,50 / 0,71 2,70 / 0,59 5,2 / 0,85
50 / 1,09 4,0 / 4,42 46 / 2,04 19,76 / 1,25 12,90 / 1,15 9,70 / 0,79 3,20 / 0,66 8,9 / 0,81
60 / 1,12 4.0 / 4.42 36 / 2,33 24,60 / 1,54 12,00 / 0,85 13,20 / 0,76 4,10 / 0,61 9,5 / 071
70 / 1,18 4.0 / 4.42 26 / 2,81 20,10 / 2,14 15,20 / 0,99 18,60 / 0,69 5,70 / 0,57 13,7 / 065
30 / 0,88 8,0 / 5,02 62 / 1,54 14,71 / 1,01 4,50 / 0,83 5,00 / 0,73 1,90 / 0,57 3,6 / 0,92
40 / 0,94 8,0 / 5,02 52 / 1,73 21,20 / 0,98 6,40 / 0,92 6,90 / 0,75 2,50 / 0,67 5,0 / 0,69
50 / 0,92 8,0 / 5,02 42 / 2,05 25,50 / 1,05 8,70 / 0,79 8,90 / 0,68 3,10 / 0,61 6,0 / 0,76
60 / 0,66 8,0 / 5,02 32 / 2,15 26,70 / 1,09 11,20 / 0,73 11,20 / 0,62 3,60 / 0,58 7,3 / 0,75
70 / 0,95 8,0 / 5,02 22 / 2,70 22,00 / 1,52 15,30 / 0,78 17,00 / 0,67 5,00 / 0,59 10,6 / 0,67

Таким чином, за рахунок попереднього лущення зерна пшениці значно знижуються витрати енергії на його подрібнення, підвищується вихід і якість великих проміжних продуктів при зниженні середньозваженої зольності загальної кількості видобутих продуктів, а борошно збагачується біологічно цінними речовинами алейронового шару.

Опубліковано у виданні «Хлібопродукти» 12/2012

 

ЛІТЕРАТУРА
  • Правила организации и ведения технологического процесса на мукомольных заводах. – М: ВНПО «Зернопродукт, 1991 Ч. 1.– 74 с.
  • Эверс, А.Д. Определение зольности - полезный стандарт или пустая трата времени"?/ А.Д. Эверс‚ М. Келфкенс, Е МакМастер // Хранение и переработка зерна. – 2003. – № 9. – С. 40–46.