способ получения ячменной муки

Формула изобретения

Способ получения ячменной муки, включающий очистку зерна от примесей, измельчение в вальцовом станке, сортировку по крупности, аспирацию, помол зерна с рассортированием на драных и размольных системах до получения муки, отличающийся тем, что после очистки зерна проводят влаготепловую обработку путем увлажнения зерна до 21-22%, отволаживания 18-20 ч и обжаривания при температуре 210-220°С в течение 2-3 минут, при этом помол зерна осуществляют на трех драных и трех размольных системах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области мукомольно-крупяной промышленности.

Известен способ получения ячменной муки II сорта в количестве 3-5% при производстве перловой крупы, когда мука отбирается как побочный продукт. При получении перловой крупы ячмень сначала очищают от примесей, шелушат в обоечных машинах, а полученный пенсак отправляют на три системы шлифования, а после этого на две-три системы полирования, сортируют на рассевах, получая крупу различной крупности в количестве 45%, муку ячменную - 3,5%. Мука имеет серовато-синеватый цвет и некоторый специфический запах (см. кн. Егоров Г.А., Петренко Т.П. Технология муки и крупы. - М.: Издательский комплекс МГУПП, 1999, с.262-265; Дубцов Г.Г. Производство национальных хлебных изделий. - М.: Агропромиздат, 1991, с.16).

Недостатками этого способа являются получение муки с малым размером частиц, серовато-синеватого цвета; высокие энергозатраты вследствие применения шлифования и полирования.

Известен способ получения муки для детского и диетического питания из проросшего зерна ячменя, включающий очистку зерна от сорной примеси на сепараторе, мойку, проращивание при температуре 18-20°С в течение 4 суток, высушивание при температуре 60°С и размол до крупности детской и диетической муки: сход с сита №27 - не более 2%, проход сита №38 - не менее 60% (см. патент RU 2113128. Продукт для детского и диетического питания и способ его получения /B.C.Иунихина, В.Г.Курцева. Опубл. 1998. Бюл. №17. Иунихина В., Курцева В. Мука из проросшего зерна ржи, тритикале и ячменя в детском питании //Хлебопродукты, 1999, №7, с.10-11).

Недостатком способа является большая продолжительность процесса, вызванная необходимостью проращивания зерна, что требует дополнительных капитальных затрат на строительство бункеров.

Наиболее близким решением по технической сущности к заявленному является способ получения ячменной муки с выходом 70%, включающий очистку зерна от примесей, шелушение путем трех пропусков через обоечную машину с металлическим цилиндром и двух пропусков через машину с наждачным цилиндром. Схема помола включает шесть драных и шесть размольных систем, сходы с V и VI драных систем обрабатывают в щеточных машинах. Муку отбирают на ситах, размер отверстий которых составляет 315-280 мкм. В готовой муке содержание частиц размером более 315 мкм не должно превышать 5% (см. кн. Швецова И.А., Гаврилова Е.Н., Кузьменкова И.В. Производство муки из зерна и семян крупяных и нетрадиционных культур. - М.: ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1994, с.26).

Недостатками способа получения муки являются затраты электроэнергии на предварительную обработку, длительное измельчение за счет большого числа драных и размольных систем, в общей сложности количество которых включает 13 технологических систем, что также увеличивает затраты энергии на помол.

Таким образом, задача изобретения состоит в упрощении и повышении эффективности процесса производства, расширении ассортимента готовой продукции.

Техническим результатом изобретения является сокращение процесса помола с 13 до 7 систем, повышение выхода муки, увеличение содержания декстринов в муке, снижение энергозатрат.

Обеспечиваемый изобретением технический результат достигается тем, что в способе получения ячменной муки, включающем очистку зерна от примесей, измельчение в вальцовом станке, сортировку по крупности, аспирацию, помол зерна с рассортированием на драных и размольных системах до получения муки, согласно изобретению после очистки зерна проводят влаготепловую обработку путем увлажнения зерна до 21-22%, отволаживания 18-20 ч и обжаривания его при температуре 210-220°С в течение 2-3 мин, при этом помол зерна осуществляют на трех драных и трех размольных системах.

Отличительными признаками заявляемого способа по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями являются новые приемы и режимы обработки зерна, заключающиеся в увлажнении зерна до 21-22%, отволаживании 18-20 ч и обжаривании его при температуре 210-220°С в течение 2-3 мин, а также новые условия осуществления процесса помола, а именно на трех драных и трех размольных системах.

Зерно ячменя отличается от остальных пленчатых культур плотно сросшимися с зерновкой цветковыми пленками, требующими интенсивного механического воздействия для своего удаления. Кроме того, сильно развит алейроновый слой, обычно он состоит из трех-пяти рядов клеток. Поэтому зерно ячменя наиболее трудно подвергается шелушению. В известных способах для удаления цветковых пленок зерно ячменя несколько раз проходит через обоечные машины. Например, в прототипе зерно проходит трехкратную обработку в обоечной машине и двухкратную обработку в наждачной машине. Все это усложняет производство и повышает энергозатраты. Для устранения указанных недостатков и снижения прочности связи цветковых оболочек с ядром (эндоспермом) в заявляемом способе после очистки зерна перед измельчением предусмотрена влаготепловая обработка зерна.

При увлажнении и отволаживании зерна ячменя в нем развиваются сложные процессы, в результате которых изменяются все его свойства. Вступая во взаимодействие с веществами зерна, молекулы воды способствуют набуханию цветковых пленок и оболочек, активизации ферментов алейроного слоя и зародыша. После активации ферментной системы последних вода перемещается внутрь крахмалистой части эндосперма и разрушает его плотную структуру. Развивается набухание белков эндосперма в связи с их насыщением влагой, а под воздействием ферментов происходит частичный гидролиз углеводов и белков, т.е. происходит разрыхление эндосперма, способствующее возрастанию извлечения его из зерна и тем самым увеличению выхода муки. Кроме того, это облегчает в дальнейшем процесс измельчения зерна. При проведении экспериментальных исследований было выявлено, что в заявляемом способе во время отволаживания в зерне под действием ферментов накапливаются декстрины и другие водорастворимые вещества, способствующие повышению усвояемости готового продукта.

Развитие вышеуказанных процессов обеспечивают оптимальные режимы обработки зерна, установленные экспериментальным путем: увлажнение зерна до 21-22%, отволаживание - в течение 18-20 ч. Увлажнение зерна ниже 21% недостаточно для достижения максимальной активности ферментов, а увлажнение свыше 22% приводит к переувлажнению зерна.

Отволаживание свыше 20 ч способствует изменению структурно-механических свойств зерна, что нежелательно для дальнейшей его переработки; увеличению низкомолекулярных углеводов, что изменяет структуру выпекаемого хлеба. Если зерно отволаживать менее 18 ч, влага не успевает хорошо распределиться по ядру и активизировать деятельность ферментов.

При кондуктивном нагреве (обжаривании) увлажненного зерна ячменя при температуре 210-220°С в течение 2-3 минут в нем возникает внутреннее парообразование с повышением давления, что приводит к увеличению объема зерновок. Этот процесс сопровождается разрывами цветковой пленки по всей поверхности с частичным отделением и ослаблением ее связи с ядром, в результате чего они легко отделяются в процессе первичного измельчения и аспирации. Это позволило исключить необходимость обработки зерна в обоечной и наждачной машинах, снизить энергозатраты. Освобожденное от цветковой пленки дробленое ядро легко поддается дальнейшему измельчению, что позволило сократить процесс помола с 13 до 7 систем по сравнению с прототипом.

Оптимальные режимы термообработки были установлены в ходе экспериментальных исследований.

Повышение температуры обжаривания свыше 220°С в течение более 3 мин приводит к ухудшению органолептических свойств получаемой муки, некоторая часть зерна при обжаривании обугливается. При температуре обжаривания ниже 210°С и менее 2 мин структура эндосперма остается достаточно вязкой, что снижает выход муки и увеличивает ее зольность.

Таким образом, введение в заявляемый способ влаготепловой обработки: увлажнения, отволаживания, обжаривания с установленными экспериментально оптимальными режимами способствовало изменению структурно-механических свойств цветковых пленок, оболочек и ядра, в результате чего цветковые пленки и оболочки становятся более хрупкими, снижается прочность связи их с ядром, а ядро превращается в легко измельчаемый продукт. Благодаря указанным изменениям отпала необходимость в многоэтапном процессе шелушения, снизился расход энергии на измельчение, что позволило сократить процесс помола, а именно провести его на трех драных и трех размольных системах.

Полученная мука соответствует по зольности (показатель сортности) муке, получаемой по прототипу, но отличается повышенным содержанием декстринов, что делает ее более усвояемой (повышает ее биологическую ценность), а также увеличением выхода муки на 2,2%.

Сравнение предлагаемого способа с другими известными из уровня техники техническими решениями позволило установить, что авторами не обнаружены аналоги, включающие совокупность признаков, сходных или эквивалентных заявленным, что позволяет сделать вывод о соответствии предложения критериям “новизна” и “изобретательский уровень”.

Предлагаемый способ получения ячменной муки осуществляется следующим образом. Зерно ячменя очищают от примесей, после чего увлажняют до 21-22%, отволаживают 18-20 ч и обжаривают в жарочном аппарате при температуре 210-220°С в течение 2-3 мин, при этом удаляется излишняя влага, влажность зерна после обжаривания составляет 8-9%. После обжаривания зерно измельчают в вальцовом станке. Продукты измельчения сортируют по крупности в рассеве. Сход сита 4,2 возвращают на повторное измельчение. Фракцию, идущую проходом сита 4,2 и сходом сита 08, аспирируют и после удаления оболочек измельчают на трех драных и трех размольных системах до муки, крупность которой составляет: остаток на капроновом сите №27 не более 2%.

Примеры, подтверждающие осуществление способа.

Пример №1. Зерно очищают от примесей, увлажняют до 21%, отволаживают 18 ч, обжаривают в жарочном аппарате при температуре 210°С в течение 2 мин, измельчают в вальцовом станке, продукты сортируют по крупности в рассеве, сход сита 4,2 возвращают на повторное измельчение. Фракцию, идущую проходом сита 4,2 возвращают на повторное измельчение. Фракцию, идущую проходом сита 4,2 и сходом сита 08, аспирируют и после удаления оболочек измельчают на трех драных и трех размольных системах до муки. Выход муки составляет 68,6%.

Пример №2. Зерно очищают от примесей, увлажняют до 21%, отволаживают 19 ч, обжаривают в жарочном аппарате при температуре 215°С в течение 2 мин, измельчают в вальцовом станке, продукты измельчения сортируют по крупности в рассеве, сход сита 4,2 возвращают на повторное измельчение. Фракцию, идущую проходом сита 4,2 и сходом сита 08, аспирируют и после удаления оболочек измельчают на трех драных и трех размольных системах до муки. Выход муки составляет 69,8%.

Пример №3. Зерно очищают от примесей, увлажняют до 21%, отволаживают 19 ч, обжаривают в жарочном аппарате при температуре 220°С в течение 2 мин, измельчают в вальцовом станке, продукты измельчения сортируют по крупности в рассеве, сход сита 4,2 возвращают на повторное измельчение. Фракцию, идущую проходом сита 4,2 и сходом сита 08, аспирируют и после удаления оболочек измельчают на трех драных и трех размольных системах до муки. Выход муки составляет 70,6%.

Пример №4. Зерно очищают от примесей, увлажняют до 22%, отволаживают 19 ч, обжаривают в жарочном аппарате при температуре 210°С в течение 3 мин, измельчают в вальцовом станке, продукты измельчения сортируют по крупности в рассеве, сход сита 4,2 возвращают на повторное измельчение. Фракцию, идущую проходом сита 4,2 и сходом сита 08, аспирируют и после удаления оболочек измельчают на трех драных и трех размольных системах до муки. Выход муки составляет 70,4%.

Пример №5. Зерно очищают от примесей, увлажняют до 22%, отволаживают 18 ч, обжаривают в жарочном аппарате при температуре 215°С в течение 3 мин, измельчают в вальцовом станке, продукты измельчения сортируют по крупности в рассеве, сход сита 4,2 возвращают на повторное измельчение. Фракцию, идущую проходом сита 4,2 и сходом сита 08, аспирируют и после удаления оболочек измельчают на трех драных и трех размольных системах до муки. Выход муки составляет 72,1%.

Пример №6. Зерно очищают от примесей, увлажняют до 22%, отволаживают 18 ч, обжаривают в жарочном аппарате при температуре 220°С в течение 3 мин, измельчают в вальцовом станке, продукты измельчения сортируют по крупности в рассеве, сход сита 4,2 возвращают на повторное измельчение. Фракцию, идущую проходом сита 4,2 и сходом сита 08, аспирируют и после удаления оболочек измельчают на трех драных и трех размольных системах до муки. Выход муки составляет 72,2%.

Заявляемый способ может быть использован широко в пищевой промышленности, в частности мукомольно-крупяной.

Сравнительные данные способов по изобретению и прототипу приведены в таблице.

Таблица
Способы	Выход муки, %	Зольность, %	Крупность муки	Количество технологических систем помола
По изобретению	72,2	1,70	Содержание частиц размером более 250 мкм не более 2%	7
По прототипу	70,0	1,70	Содержание частиц размером более 315 мкм не превышает 5%	13

По сравнению с прототипом предлагаемый способ получения ячменной муки позволяет сократить технологический процесс помола с 13 до 7 систем, получить ячменную муку с выходом 72,2%, зольностью 1,70%, содержанием декстринов 4-6%; сократить энергозатраты за счет исключения процессов трехкратной обработки в обоечной машине и двухкратной обработки в наждачной машине.