18.1. Сировина та асортимент продукції

Сировиною для виробництва борошна, яке є в свою чергу ос­новною сировиною для виготовлення хліба, є пшениця та жито. Одержують борошно також із кукурудзи, ячменю та вівса при пе­реробці їх на крупи.

В Україні маємо близько 200 млинів, які можуть виготовляти (7...8) млн.т. борошна щорічно. На вироблення 1т. Борошна вит­рачається

(105... 120) кВт електроенергії та 40 гривень (за да­ними 2000 року).

Млини продуктивністю до 100 т/добу вважають низькопро­дуктивними, а вище 300 т/добу — високопродуктивними. Розви­нулось будівництво мінімлинів з продуктивністю десятки тон на добу, або декілька тон за годину.

Вихід борошна визначається складом анатомічних частин зернини. Наприклад, пшениця містить в середньому 82,5% крох­малистої частки. Тобто теоретичний вихід борошна складає теж 82,5%, яке відповідає за якістю вищому сорту борошна.

До якості зерна, яке перероблюють на борошно, ставлять певні вимоги: вологість не вище (12,5...13,5)%, сміттєві домішки— не більше 2%, шкідливих — не більше 0,20%, зернові домішки — не більше 5% для пшениці та 4% — для жита, в тому числі не більше 3% пророслих зерен. Кількість та якість клейковини в пшениці по­винна відповідати виробці стандартного борошна за клейковиною. У відповідності з ГОСТу 46.004-99 "Борошно пшеничне" — ВС-24, I= 25, II= 21, дертьове — 18% клейковини. Одним із вимірюваних показників якості пшениці є наявність золи (зольність) в окремих анатомічних частинах. Зольність цілого зерна пшениці складає (1,5...2,2)%, жита — (1,7...2,2)%, плодових та сім'яних оболонок — (8... 15)%, крохмалистого ендосперму — (0,35.. .0,50), зародку із щит­ком — (5...7)%. За кількістю золи в борошні можна судити про на­явність оболонок у борошні, тобто про його якість (сорт). Кількість клейковини в зерні для сортового помелу повинна бути не менше 25%, а для дертьового — не мешш 20%.

Для виробки хлібопекарського борошна в основному викори­стовують пшеницю м'яких сортів, які в свою чергу, діляться умовно на сильні, середні та слабкі. Клейковина сильних пше­ниць еластична та пружна, і такі пшениці використовують як поліпшувачі до слабких пшениць, борошно яких для випічки

694

хліба самостійно не використовують, оскільки їх клейковина нестійка. Борошно середніх за якістю пшениць для випічки хліба може бути використовано без поліпшувачів. Борошно слабких пшениць самостійно використовується для кондитерських ви­робів (печіво, бісквіти, торти). Пшениця твердих сортів іде голо­вним чином для виробки макаронного борошна, з якого готують макарони, лапшу, галушки, вареники, тощо.

Пшеничне борошно виробляють вищого (ВС), першого (Іс), другого (ІІС) сорту та обійну (дертьову). Поділ борошна на сорти залежить від наявності в ньому оболонок, кількість яких визна­чається за зольністю. Так, у борошна вищого сорту зольність не перевищує 0,55%, тобто в ньому майже відсутні оболонки і воно складається тільки з ендосперму. Борошно 1-го сорту має не більше 0,75%, а 2-го сорту — не більш 1,25% зольності, тобто містить деяку частину оболонок. Борошно дертьове одержують майже з цілого очищеного зерна з виходом 96%. Питльоване бо­рошно відповідає вищому сорту за зольністю, але його крупність значно більше — (200...350) мк замість (30...50) мк. Питльоване борошно одержують в результаті зменшення виходу борошна вищого сорту в кількості 10%, а ману крупу вібирають до 2% теж за рахунок зменшення виходу борошна вищих сортів. Макаронне борошно виробляють вищого та першого сорту з більшою крупністю частинок — (100...150) мк.

З жита виробляють борошно дертьове, сіяне та обдирне. Дер­тьове борошно одержують при односортному помелі жита з 95%-вим вихідом, крупність — (30...60) мк та зольністю нижче золь­ності зерна на 0,07%. Обдирне борошно (87% вихід) містить мен­ше оболонок, зольність його не перевищує 1,45%. Найбільш якісне сіяне житнє борошно (вихід 63%), зольність якого не пер-вищує 0,75%.

Вихід (об'єм) хліба із 100 г борошна з сильної пшениці в се­редньому складає не менш ніж 500 см, а формостійкість — не менш 0,4 (відношення висоти до діаметра для черінкового хліба). Помели пшениці та жита тобто послідовність виконання операцій по переробці класифікують за різними ознаками. Кратність подрібнення зерна (разові, повторні), розвиненості помелу в цілому, розвиненості процесу збагачення крупок, разові та сор­тові (одно-, дво-, багато-сортні і ті.), ці ознаки переміщуються між собою. Наприклад, помели жита можуть бути двосортні: 80%-вий з виходами борошна сіяного 15%, обдирного — 65%

695

(або 30 та 50%); сіяний - - 63%-вий сіяної 63%; обдирний 87%-вий — обдирної 87%, житній 95%-вий — обійної 95% і т.д. З пшениці трьохсортний 75%-вий помел: борошна ВС — (10...30)%, І — 40...50%, ІІ — 5...15%;односортні: ВС — 75%, І — 78%.

Процес утворення або одержання борошна можна розгляда­ти як послідовний багатократний процес відокремлення цент­ральної частини — ендосперму від оболонок. Спочатку зернину роздроблюють на декілька частинок і отримують так звані доб­ротні крупки, тобто крупки, одержані з центральної частини -ендосперму, та так звані "жовті" крупки, тобто такі, які мають на одному із боків залишки оболонок.

На наступних етапах технологічного процесу добротні крупи відокремлюють від "жовтих", а останні шліфують, тобто відокрем­люють від них частинки оболонок. Після цього жовті крупи стають добротними, але менших розмірів. Оболонки, в яких залишилась на внутрішній поверхні деяка частка ендосперму, підлягають вимо-лу на спеціальних вимельних системах. Оболонки, від яких відо­кремлено майже всі частки ендосперму, називають висівками.

Проте периферичні частки пшениці містять значну кількість природних вітамінів групи В (токофероли), що хактеризуються по­зитивним впливом на якість борошна. Зараз є багато пропозицій щодо використання периферичних частинок (висівок) для збага­чення борошна білками, вітамінами, мінеральними добавками.

Для підвищення ефективності процесу відокремлення оболо­нок від ендосперму треба підвищити різницю в їх фізичних влас­тивостях, тобто ендосперм повинен стати більш крихким, а обо­лонки більш пластичними. Для цього зерно перед помелом підля­гає гідротермічній обробці, яка і забезпечує ці вимоги. Узагаль­нену функціональну схему виробництва борошна можно уявити так, як це зображено на рис. 18.1.

Приймання, розміщення та зберігання зерна здійснєються на примлиновому елеваторі. Там також формують помельні партіі зерна, тобто змішують зерно з різними показниками якості для одержання партій зерна, які б відповідали вимогам за клейкови­ною, скловидністю, зольністю, засміченістю, тощо.

Щодо розміщення зерна на примлиновому елеваторі, то воно повинно відповідати певним вимогам. Рекомендують, щоб запас зерна був не менш місячної потужності млина. Зерно в елеваторі розміщують з урахуванням його властивостей та показників якості. Партіі зерна зберігають окремо:

696

Рис. 18.1 Узагальнена функціональна схема виробництва борошна

697

- за вологістю — при різниці значень 1% і більше;

- за зольністю — не менше 1,97 та більше 1,97%;

- за скловидністю — менше 40%, від 40 до 60 і більше 60%;

- за місткістю клейковини — вище 26%, 25...20 та нижче 20%;

- за об'ємною масою — вище 750 г/л; від 750 до 690 та менше 690 г/л.

Крім того, зберігають окремо зерно сильної або слабкої пше­ниці, пошкодженої клопом-черепашкою, полинне, тощо.

Склад помельної суміші визначають розрахунками, користу­ючись вимогами до якості помельної партії з урахуванням наяв­ності зерна в елеваторі. Помельну суміш складають з двох, або чотирьох компонентів.

Очищення від домішок та готування зерна до помелу здійсню­ють в підготовчому відділені млина. При очищенні відокремлю­ють домішки та деяку частину оболонок. Після очищення зерно підлягає гідротермічній обробці, тобто зволоженню, нагріваншо та частково сушінню. Після такого процесу ендосперм повинен бути достатньо крихким, а оболонки — пластичними.

Підготовлене таким чином зерно надходить до розмельного відділення, де його поверхню спочатку зволожують, тобто дода­ють до 0,5% води, що робить оболонки ще більш пластичними.

Для утворення крупок призначені дертьові (драні) системи на вальцьових верстатах; на відстані (0,5...1,5) мм між вальцями зер­но подрібнюється декілька разів. Після кожного подрібнення крупки сбртують на розсівах. Кожну пару "вальцьовий верстат-розсів" називають системою. Для одержання крупок використо­вують (4... 10) таких систем в залежності від виду помелу.

Збагачування крупок, тобто відокремлення добротних кру­пок від жовтих (крупок з оболонками) здійснюється частково на розсівах, круповійках та так званих шліфовочних системах. Шліфовальні системи "вальцьовий верстат-розсів" відрізняються від дертьових меншими міжвальцьовими зазорами та відповідни­ми розмірами решіт на розсівах.

Розмел крупок здійснюють на розмельних системах, в яких використовуються вальці з гладкою шліфованою поверхнею та сита, відповідні до розмірів частинок борошна.

Сортування та збагачування крупок здійснюється в результаті взаємодії рухомого на ситах продукту під дією зворотно-посту­пального руху ситового корпусу та вихідної течії повітря. Повітря відсмоктується із ситового простору, пронизує всі три яруси сит і

698

надходить до аспіраційної мережі. Продукт (суміш крупок), який підлягає сортуванню та збагаченню, направляють до кожної по­ловини машини окремими потоками. Потім крупки надходять до приймальної коробки і за допомогою клапанів рівномірно роз­поділяються по ширині сит та направляються на сита верхніх ярусів. При збільшенні розпушування шару продукту повітрям частинки з більшою густиною переміщуються до нижнього шару, ближчого до поверхні сита, а частинки з меншою густиною (жовті) та найбільш шорсткі — до верхнього шару. Таким чином здійснюється сортування та збагачення продукту. Стінки та заслінки виконані з оргскла, тобто прозорими, що дозволяє спос­терігати процес сортування та збагачення на верхньому ярусі сит.

Вимел висівок здійснюють на бичових та щіткових машинах, в яких відокремлення частинок ендосперму від висівок залежить від зазору між щітками (бичами) та ситовою поверхнею.

Формування сортів борошна здійснюють дозуванням окре­мих потоків на всіх етапах утворення борошна за зольністю (ВС — 0,5%, І — 0,75%, ІІ — 1,25%). Контроль борошна, яке ут­ворюється на різних етапах розмельного відділення, здійснюють на розсівах за сортами. Вибій (фасування в мішки) та фасування в мілкі пакети здійснюється в окремому вибійному відділенні.

При визначенні схеми помелу та режимів окремих техно­логічних операцій керуються Правилами організації та ведення технологічного процесу на млинах, який є основним документом при розробці конкретної організації процесу помелу зерна. Крім того треба зважати на те, що властивості зерна формуються в за­лежності від багатьох різнорідних факторів як в процесі дозрівання зерна у полі, так і при наступному зберіганні та об­робці (сушіння, очищення, тощо).

Підготовка пшениці до помелу. Технологічні схеми підготов­ки пшениці до помелу визначають в залежності від структурно-механічних властивостей зерна (в першу чергу від скловидності), якості та асортименту виробляємого борошна.

При виробці оббійного борошна схему підготовки будують на тих же принципах, що й схему підготовки жита, тобто включають (крім попереднього очищення в елеваторі) очищення від домішок в зерноочисному відділенні та поверхні зерна на лущильних машинах.

При виробці хлібопекарського борошна одного або декіль­кох сортів схема підготовки більш розвинена. Вона включає:

- попереднє очищення зерна від домішок (в сепараторах та

699

магнітних апаратах) на елеваторі та в зерноочисному відділенні млина;

- очищення зерна від домішок та його поверхні в оббійних та щіткових машинах;

- миття та гідротермічну обробку зерна;

- повторне очищення поверхні зерна та недовгочасне відво-ложення перед розмелом.

Зерно до розмелу готують послідовно або паралельно. В пер­шому випадку такий засіб використовують для млинів невеликої потужності, приблизно до (200...220) т на добу. Спочатку прово­дять підготовку м'якої пшениці першої групи скловидності, а потім другої або третьої групи. Змішують зерно після відволоження.

При паралельному засобі м'яку високоскловидну та низькос-кловидну пшеницю готують окремо в двох секціях, а змішують партії в необхідній пропорції після відволоження або перед 1-ю дертьовою системою. Цей засіб використовують на млинах се­редньої потужності (250...300) т/добу.

Підготовку озимої (IV тип) та ярової (І і III типів) пшениці та­кож рекомендують проводити роздільно.

При паралельній підготовці зерна на окремих технологічних лініях можна досягти не тільки кращого технологічного ефекту роботи машин (підбором сит в сепараторах та розмірів чарунок в трієрах), але і використати кращі режими гідротермічної об­робки (режими зволоження та пропарювання) в залежності від природних особливостей зерна.

Роздільна підготовка зерна забезпечує більш високі показни­ки роботи мукомельного заводу за виходом та якістю борошна і питомим витратам енергії. Хлібопекарські властивості борошна, що одержано прироздільній підготовці пшениці, також відрізня­ються кращими показниками.

Роздільна підготовка зерна до розмелу можлива тільки при умовах суворого додержання правил розміщення та зберігання пшениці за показниками його технологічних властивостей.

При підготовці твердої пшениці до розмелу в макаронне бо­рошно особливу увагу придають очищенню від насіння сміттєвих рослин, чорних та потемнілих зерен та інших домішок, оскільки при попаданні їх в борошно різко погіршується зовнішній вигляд макаронних виробів. Для очищення зерна рекомендують застосо­вувати мийні та щіткові машини, оскільки в оббивних машинах з абразивним циліндром зернини розрушуються.

700

Питльоване борошно виробляють в результаті зменшення ви­ходу борошна вищого сорту до 10%. Ману крупу (добротні круп­ки) відбирають при сортових помелах пшениці до 2% за рахунок зменшення виходу борошна більш високого сорту, який одержу­ють при помелі.

Поряд з оцінкою сортів борошна за зольністю та крупнотою широко використовують оцінку якості борошна за білизною. В табл. 18.1 наведено тимчасові норми білизни (в умовних одини­цях шкали приладу) пшеничного борошна за фотоелектричним приладом ФПМ-1.

Таблиця 18.1

Норми білизни пшеничного хлібопекарського борошна

Формування сортів борошна здійснюють дозуванням потоків на всіх етапах утворення борошна за зольністю (В.с-0,5%, І — 0,75%, II — 1,25%). Контроль борошна, яке утворюється на різних етапах розмельного відділення, здійснюють на розсівах за сортами. Вибій (фасування в мішки) та фасування в мілкі пакети здійснюється на окремій вибійній дільниці.

При переробці зерна пшениці в борошно утворюється значна кількість відходів. їх класифікують за наявністю в них зерна: 1-ша категорія — вміст зерна (30...50)% — вміст — (10...30)% та пил оббивальних машин (білий) і 2-га категорія — вміст зерна (2... 10)% та пил сірий. До 3-ї категорії відносять відходи із вмістом зерна не більше 2%, пил аспіраційний та оббивний (чор­ний). Відходи 1-ї і 2-ї категорії використовують для корму, відхо­ди 3-ї категорії для кормів не придатні. Кількість та якість відходів підлягають обов'язковому контролю.

Узагальнену мету борошномельного виробництва можна сформулювати як одержання максимального прибутку за раху­нок підвищення виходу готової продукції в основному вищих сортів при обмеженнях за потужністю — в межах припустимих

701

Рис. 18.2. Структурна схема млина як об'єкта керування

702

Рис. 18.13. Класифікація подрібнюючих машин

703

навантажень на устаткування, та за якістю — не нижче передба­чених відповідними регламентами.

На рис. 18.2 зображено технологічну схему виготовлення бо­рошна, як об'єкта керування, а класифікацію подрібнюючих ма­шин для зерна на рис. 18.3.

Автоматизоване керування на нижньому рівні здійснюється такими системами:

- дистанційне автоматизоване керування поточно-транспорт­ним та технологічним устаткуванням елеватора (електроприводом);

- автоматична стабілізація режимів сушарок;

- автоматична стабілізація вологості зерна після зволоження;

- автоматична стабілізація співвідношення витрат "зерно-во-да" при дозволоженні зерна;

- автоматична стабілізація витрат зерна на першій дертьовій системі;

- автоматичне керування формуванням партій помельної суміші;

- автоматична стабілізація білизни борошна І та II сортів, а також контроль білизни борошна вищого сорту.

Класифікація методів подрібнення зерна і основні види дефор­мації, що відбуваються при подрібненні представлені на рис. 18.3.