способ переработки зерна гречихи повышенной влажности

Формула изобретения

Способ переработки зерна гречихи повышенной влажности, включающий очистку зерна от примесей, пропаривание в течение 4-6 мин при давлении 0,35-0,6 МПа, сушку в два этапа: вначале 30 мин воздухом с температурой 90-100°С, затем 60 мин воздухом с температурой 120-130°С, и последующее шелушение.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области мукомольно-крупяной промышленности, а именно к переработке некондиционного зерна гречихи с влажностью 17,0-22,0%, и может быть применено на гречезаводах.

Из уровня техники не выявлено способов переработки зерна гречихи влажностью 17,0-22,0% в товарную крупу.

Известна стандартная технология получения крупы из зерна гречихи, реализованная в промышленности, которая включает подготовку зерна к переработке и непосредственно переработку его в крупу путем шелушения. Подготовка зерна к переработке в крупу включает отделение примесей, гидротермическую обработку (ГТО) и сушку пропаренного зерна.

Основными примесями в зерне гречихи являются семена культурных и дикорастущих растений, механических включений. Очищают зерно от примесей в воздушно-ситовых сепараторах, крупяных рассевах AI - БРУ, триерах, камнеотделительных машинах.

Гидротермическая обработка гречихи включает пропаривание зерна, его отволаживание, сушку и охлаждение. Перед пропариванием зерно подогревают до 35-40°С (предварительный нагрев зерна сокращает расход пара на пропаривание и сушку), пропаривание ведут при давлении пара 0,25-0,30 МПа в течение 5 минут. В результате конденсации пара на более холодном зерне образуется пленка воды, быстро проникающая вглубь зерна, между оболочками и ядром, ослабляя их связь и способствуя отслаиванию оболочек от ядра, набуханию зерна. После пропаривания проводят отволаживание, при этом завершаются физико-химические процессы в зерне. Процесс отволаживания длится от 4 часов до суток в зависимости от параметров зерна, поступающих на переработку. После отволаживания зерно сушат воздухом с температурой 120-140°С до остаточной влажности 13,0-13,5%, охлаждают и подают на шелушение (Мельников Е.М. Технология крупяного производства. М., 1991. с.111-114). Выход гречневой крупы составляет не менее 68,0% (в том числе колотых зерен 3,0-5,0%), содержание испорченных зерен не более 0,2%.

Данный промышленный способ предусматривает жесткие требования к зерну, поступающему на переработку на крупозаводы по влажности и содержанию испорченных зерен. Так, влажность зерна гречихи, поступающей на зернозаводы для переработки в крупу, должна быть не более 16,0% при наличии сушилок на этих заводах и не более 14,5% при их отсутствии; содержание испорченных зерен не более 0,2% (ГОСТ 19092-92).

В настоящее время в период заготовок на приемные пункты зерноперерабатывающих предприятий поступает большое количество влажного и сырого зерна гречихи, которое подвергалось длительному хранению. С одной стороны, сельхозпроизводители осознанно (при отсутствии возможности) или неосознанно нарушают стандартные требования по хранению зерна в течение длительного срока. С другой стороны, не на всех предприятиях имеются установки для предварительной сушки. При хранении зерна гречихи с повышенной влажностью происходит саморазогревание зерна, при наличии высоких температур и влажности активизируется деятельность микроорганизмов, что приводит к появлению испорченных зерен (испорченными считаются загнившие, заплесневелые, сильно поджаренные и обуглившиеся зерна - т.е. зерна с испорченным ядром).

При переработке зерна повышенной влажности (17,0-22,0%) промышленным способом получают гречневую крупу, не соответствующую ГОСТ по содержанию испорченных зерен (5,0-8,0% вместо требуемых 0,2%).

Для того чтобы влажность зерна гречихи для переработки в крупу соответствовала ГОСТ, его перед отделением примесей и ГТО необходимо подсушить.

Известны способ сушки зерна и гранулированных материалов (пат. РФ №2171958, опубл. 2001 г.), способы сушки зерна и семян (пат. РФ №2196417, опубл. 2003 г.; пат. РФ №2282117, опубл. 2006 г.). Данные способы сушки зерна не предназначены для сушки зерна гречихи повышенной влажности.

Известен способ сушки зерна крупяных культур (пат. РФ №2020391, опубл. 1994 г.). заключающийся в предварительном нагреве зерна отработанным сушильным агентом с влагосодержанием 30-35 г/кг и температурой 90-120°С с последующим обезвоживанием зерна при температуре, на 10-15°С превышающей предельно допустимую температуру нагрева зерна. Данный способ тоже не может быть использован для переработки в крупу зерна гречихи с влажностью 17,0-22,0%, поскольку такое зерно - влажное по всей массе, и воздействие высоких температур приводит к испарению влаги изнутри зерна к поверхности - в массе зерно дополнительно пропаривается (варится), что приводит в дальнейшем к выпуску нестандартной продукции.

Технической задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является разработка способа переработки зерна гречихи с влажностью 17,0-22,0%, позволяющего получить крупу гречихи, удовлетворяющую требованиям ГОСТ.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе переработки зерна гречихи повышенной влажности, включающем очистку от примесей, пропаривание, сушку и последующее его шелушение, пропаривание проводят 4-6 минут при давлении 0,35-0,6 МПа, сушку осуществляют непосредственно после пропаривания вначале 30 минут воздухом с температурой 90-100°С, а затем 60 минут воздухом с температурой 120-130°С.

Таким образом, отличительными признаками предлагаемого изобретения являются проведение процесса пропаривания при более «жестких» режимах - давлении 0,35-0,6 МПа с последующей сушкой пропаренного зерна в два этапа - вначале воздухом с температурой 90-100°С в течение 30 минут, а затем воздухом с температурой 120-130°С в течение 60 минут, при этом из процесса исключается стадия отволаживания.

Проведение процесса в таких условиях позволяет получить крупу гречихи с выходом 68,0% (в том числе колотого зерна менее 1,0%) с содержанием испорченных зерен менее 0,2%, т.е. соответствующую ГОСТ.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Общеизвестно, что на поверхности корневой системы растений и на его зеленых частях развивается большое количество разнообразных микроорганизмов. Многие из них переходят из почвы на растение, а затем в зерно, где они всегда содержатся в определенном количестве.

Здоровые нормально созревшие семена содержат микрофлору только на своей поверхности и в прилегающем к ней участке микро- и макрокапилляров. Внутри части зерна остаются стерильными, их заражение происходит лишь в условиях бурного развития микроорганизмов при хранении во влажном состоянии в течении длительного времени (особенно активизируется плесень), что приводит к появлению испорченных зерен.

Зерновые массы с повышенной влажностью при длительном хранении подвергаются саморазогреванию. Наличие повышенной температуры и повышенной влажности в массе активизируют деятельность микроорганизмов. Как показали исследования при длительном хранении зерна с повышенной влажностью, контакт испорченных зерен, обладающих большой физиологической активностью (которую можно отнести только за счет микрофлоры, т.к. никакой жизнеспособностью они не обладают) со здоровыми зерновками приводит к необратимым биохимическим процессам, результатом которых является их заражение - появляются пигментированные (частично поврежденные) зерна, которые характеризуются появлением темных пятен на поверхности ядра гречихи на одной или всех сторонах, а также на ребрах тетраэдра. То есть, пигментированное зерно - зерно с уже начавшимся нарушением структуры, но еще не с испорченным ядром - при дальнейшей переработке является носителем испорченных зерен. Пигментированные зерна всегда присутствуют в зерне в незначительном количестве, но в зерне гречихи повышенной влажности их количество может достигать 3-8%.

По внешнему виду определить пигментированные зерна практически невозможно (на начальной стадии заражения они по цвету почти не отличаются от здоровых зерен), а существующие методы отделения от гречихи сорных примесей не позволяют отделить на этом этапе пигментированные зерна от здоровых в силу одинаковости линейных размеров зерен и отсутствия различий по аэродинамическим характеристикам.

Следует отметить, что хотя общее количество испорченных зерен устанавливается отдельным анализом (ГОСТ 13586.2-81 регламентирует предельно допустимое количество испорченных зерен гречихи в готовой крупе, при промежуточных стадиях процесса количество испорченных зерен ГОСТ не контролируется) наличие пигментированных зерен ГОСТ не определяется. Пигментированные зерна с точки зрения ГОСТ испорченными не являются и как таковые перед началом процесса переработки не определяются. Однако, как показали эксперименты, именно наличие пигментированных зерен и приводит к выпуску нестандартной продукции.

Так, при применении стандартных приемов обработки, сушки и последующей переработки зерна с влажностью 17,0-22,0% и наличием пигментированных зерен в количестве 3-8% происходит выработка нестандартной продукции, поскольку при повышении давления происходит стерилизация микроспор и выделение их с влагой с поверхности в массу зерна, а длительный контакт конденсата, испорченных и пигментированных зерен в процессе отволаживания, а также сушки приводит к необратимым биохимическим изменениям и появлению большого количества испорченного зерна, т.е. выпуску нестандартной продукции.

В предлагаемом способе переработки зерна гречихи с повышенной влажностью создаются оптимальные условия для уничтожения микрофлоры с поверхности пигментированных зерен. Перед пропариванием зерно гречихи предварительно не сушат. Проведение пропаривания в течение 4-6 минут при остаточном давлении 0,35-0,6 МПа приводит к стерилизации микрофлоры (микроспор). Исключение стадии отволаживания и проведение сушки непосредственно после пропаривания позволяет, во-первых, избежать многочасового контакта испорченных и пигментированных зерен, т.е. остановить процесс биохимического разрушения зерна, а во-вторых, сразу удалять потоком теплоносителя конденсат, насыщенный микроспорами, не давая им проникнуть вглубь зерна. Процесс сушки проводят в две стадии - сначала до влажности 18-20%, а затем до 14-14,5%. Выполнение режимов сушки без резких перепадов температуры позволяет избежать термодинамического удара и уменьшить растрескивание зерна (т.е уменьшить количество колотого зерна в готовой крупе - по ГОСТ допускается менее 3%, по заявляемому способу получаем 0,6-0,7%).

Следует отметить, что режимы проведения процесса выбирают опытным путем исходя из влажности зерна и количества пигментированных зерен. Изменение режимов способа в сторону их уменьшения не позволяет снизить количество испорченных зерен, а изменение в сторону увеличения - повышает энергозатраты способа, а также количество колотых зерен в готовой крупе.

Способ конкретного выполнения. Зерно гречихи с влажностью 22% и содержанием пигментированных зерен 7% нагревают в бункере предварительного подогрева до 35°С в течение 20 минут и подают в пропариватель периодического действия. Пропаривание проводят 6 минут при остаточном давлении 0,6 МПа. Затем зерно подают в сушилку шахтного типа, одновременно подают теплоноситель - теплый воздух с температурой 90-100°С и сушат 30 минут. При этом влажность зерна уменьшается до 18-20%. Затем зерно переводят во вторую сушилку и сушат воздухом с температурой 120-130°С в течение 60 минут. При этом влажность зерна уменьшается до 14,0-14,5%. После шелушения выход готовой крупы - 68% (в том числе количество колотого зерна 0,6%), содержание испорченных зерен 0,18%.

Данный способ переработки зерна гречихи повышенной влажности позволяет получать продовольственную крупу гречихи, соответствующую ГОСТ, из некондиционного зерна гречихи.