Курсовая работа: Технология переработки зерна в муку

Наружные покровы зерновки состоят из плодовой оболочки, которая образованна несколькими рядами пустотельных клеток. Ниже расположена семенная оболочка, состоящая из пигментного и слоев. Далее следует эндосперм, крайний слой которого – алейроновый - значительно отличается от остальной части его крахмального мучнистого эндосперма; Плодовые и семенные оболочки полностью охватывают эндосперм и зародыш, алейроновый слой над зародышем отсутствует или же представлен отдельными группами морфологически измененных клеток. Толщина оболочек и алейронового слоя, являющаяся сортовым признакам зерна, изменяется в широких приделах зависимости от района произрастания и условий вегетации. Клетки крахмалистого эндосперма, расположенных ближе к периферии, отличаются от клеток, расположенных в глубине. Различают три вида клеток:

периферийные, призматические и центральные [1]. Периферийные клетки примыкают к алейроновому слою; они примерно одинаковые по всем направлениям, но могут быть продолговатыми, ориентированными по радиусу зерновки. Призматические клетки расположены в несколько рядов и также направлены длинной осью к центру зерновки; они занимают центральную часть бочков, иногда доходят до центра щечек. Центральные клетки расположены с внутренней стороны призматических. Периферийные клетки эндосперма отличаются от более глубоко расположенных и по типу заполняющих их крахмальных зерен, которые имеют среднюю крупность и выравненность. Среди них нет ни очень мелких, ни очень крупных. Клетки остальной части эндосперма заполнены крупными и мелкими крахмальными зернами,

Взаиморасположенных крахмальных зерен в полости среза, их форма, размеры, соотношение и количество крахмальных зерен разной величины и формы определяют характерную мазанку эндосперма. С ней определенным образам связана стекловидность зерна, а также его технологические свойства. Так, слишком большое или слишком маленькое количество мелкозерного крахмала соответствует невысоким хлебопекарным достоинством зерна.

В создании стекловидности и мучнистости эндосперма существенную роль также играют мелкие зерна крахмала. Если они огранены и плотно соприкасаются, без значительных прослоек белка, эндосперм мучнистый, если же они округлы и между ними есть толстые прослойки белка - эндосперм стекловидный. Н.С. Суворов [39] считает, что зерновка пшеницы по своей природе стекловидна. Развитие мучнистости эндосперма связано с разрушением первоначальной плотной структуры эндосперма микротрещинами. Они образуются в результате периодической смены напряжений, возникающих в зерновке при увлажнении и высыхании, под влиянием переменных природных условий. В соответствии с этим мучнистость обусловлена полным отражением света стенками микротрещин, заполненных воздухом. В последнее время большое внимание уделяется изучению структуры эндосперма с точки зрения связи белковых прослоек с крахмальными зернами. [8; И]. Установлено [26], что среднее количество прикрепленного белка для стекловидной пшеницы составляет 1,8%, а для мучнистой 0,93%, т. е почти в два раза меньше; в мучнистом зерне на долю промежуточного белка приходится около 37%, а в стекловидном зерне 12%, т. е в три раза меньше. Распределение химических веществ по анатомическим частям зерна пшеницы приведено в таблице 1. [25].

Таблица 1. Содержание основных химических компонентов в анатомических частя зерна, в %

Анатомические части зерна	Химические компоненты					Зольность
белок	крахмал	Сырая клетчатка	Пентозаны	Липиды
Плодовая оболочка	5,0-7,6	-	20,5	27.5	1,0	3,4-4,3
Семенная оболочка	12,0-19,5	-	ЬО-1,2	13,8-36,0	0-0,2	12,6-20,0
Алейроновый слой	18,0	-	-	-	-	14,4-17,2
эндосперм	12,9	78,8	0,15	2,7	0,7	0,45
Зародыш с щитком	24,3-41,3	-	2,46	9,7	15,0	5,35-6,32

Как видно содержание белка выше в стекловидном зерне, чем в мучнистом. Резко также повышается содержание белка в периферической зоне эндосперма по сравнению с центральной.

3.1 Влияние тепла и влаги на структуру зерна

Выше было отмечено, что технологические свойства зерна находятся в тесной зависимости от его структуры. Важно выяснить, насколько взаимосвязаны их изменения под воздействием тепла и влаги. Особенно на этот процесс влияет то, что ткани зерна построены из высокополимеров: белков, углеводов, липидов. поэтому любое изменение содержания влаги сказывается на их физико-химических свойствах и термодинамических характеристиках состояния, а через них и на технологических свойствах зерна. Не меньшее значение имеет также изменение температуры, в результате которого изменяется состояние поглощенной тканями зерна воды, степень ее "связанности". Чем заметнее в результате данного процесса изменились свойства воды, тем существеннее это сказалось на свойствах биополимеров.

Наконец, очень важно то, что зерно представляет собой живой организм, в обычных условиях хранения находящийся в состоянии покоя. Клетки зародыша а алейронового слоя сохраняют жизнедеятельность, которая проявится с большой интенсивностью при содержании влаги в зерне и температурных условиях, близких к оптимальным для прорастания зерна [30; 35]. Все исследователи утверждают, что при увлажнении зерна снижается его стекловидность, причем с повышением температуры этот процесс усиливается. Изменение стекловидности зерна происходит не только при быстром его увлажнении в подготовительном отделении мельницы. В

процессе хранения зерна поглощение поров воды из атмосферы также вызывает снижение этого показателя.

Главной причиной снижения стекловидности зерна является разрушение его эндосперма микротрещинами при проникании воды в его толщину; влияют также и другие процессы биохимической и коллоидно-химической природы. Также, под влиянием тепла и влаги изменяются геометрические размеры оболочек и алейронового слоя. Независимо от метода и режима гидротермической обработки наибольшим изменениям подвержена семенная оболочка, меньше изменяется плодовая оболочка и алейроновый слой, на изменение толщины плодовой оболочки температура практически не влияет. Толщена семенной оболочки особенно заметно возрастает при повышении температуры от 20 до 30 градусов, затем изменения уменьшаются (в относительном выражении). Размер клеток алейронового слоя почти не изменяется как от действия температуры, так и от продолжительности обработки. При увлажнении стекловидного зерна пшеницы с 13 до 17, 19и 24% наблюдается закономерный прирост объема крахмальных зерен. В центральной части эндосперма набухание выражено меньше, чем в субалейроновом слое [5]. Особенно резкие изменения происходят при обработки зерна насыщенным паром (скоростное кондиционирование). Несколько другое наблюдается при отволажевании зерна в течении 24 часов. В этом случае количество мелких зерен в центральной части эндосперма несколько возрастает [4]. Особенно большие изменения геометрической характеристики крахмальных зерен наблюдается

при обработке пшеницы паром [31]. Как полимерное тело и живой организм, зерно четко реагирует на любое воздействие влагой или теплом; даже при наиболее мягком режиме увлажнения (сорбционном) наблюдаются заметные структурные преобразования [12; 21]. Поэтому при хранении зерна необходимо создавать неизменные и безопасные условия. Для процесса гидротермической обработки зерна при некоторых сочетаниях параметров структурные изменения выражены в максимальном размере; видимо, это режимы являются оптимальными в технологическом отношении [23; 32].

3.2Влияние влажности зерна на качество помола

Влажность зерна зависит от условий, в которых оно находится [10]. Способность гидрофильных биополимеров зерна поглощать и удерживать влагу зависит от температуры окружающей среды, температуры процесса и некоторых других факторов, наиболее важным из которых являются особенности анатомического строения и химического состава зерна, в след за изменением параметров внешней среды происходит ответное изменение влажности зерна, которое продолжается вплоть до нового уровня влажности, определенного конкретным сочетанием отмеченных выше условий [24]. Такая установившееся влажность зерна называется равновесной, следует учитывать, что установившееся равновесие носит динамический характер [9; 37]. Известно, что при десорбционном обезвоживании зерна равновесная влажность его будет выше, чем при сорбционном увлажнении, при неизменных прочих условиях, включая ссора и свойства зерна [7]. В средней части изотерм, разность во влажности зерна пшеницы достигает двух и более процентов.

Взаимодействие зерна с парообразной водой зависит только от условий взаимодействия (режимных параметров) и не зависит от технологических и сортовых особенностей зерна [38]. Механизм сорбционного взаимодействия зерна с водой может быть представлен следующим образом. Зерно по весу сухих веществ более чем на 90% состоит из гидрофильных биополимеров (белков и углеводов) [27]. В.Л. Кретович установил, что при 14,5-15,0% влажности резко интенсифицируется дыхание зерна и другие физиологические процессы. В результате происходит убыль сухих веществ зерна, а при некоторых биохимических процессах может образоваться вода.

Вычисление гигроскопического влагосодержания имеет особое значение. Эта величина определяет предельную сорбционную емкость зерна, связанную с термодинамические возможной в данных условиях гидратацией биополимеров зерна. Завершение сорбционного поглощения зерном поров воды свидетельствует о прекращении энергетического взаимодействия биополимеров зерна и с молекулами воды, т. е о прекращении связывания воды. Эндосперм зерновки макрокаппиляров не имеет, а в их качестве выступает межмолекулярные промежутки. Следовательно, эндосперм по классификации А.В. Лыкова [28; 29] представляет собой плотное телоколлоидное тело. Зародыш пшеницы менее гидрофилен, чем эндосперм. Однако при более высокой влажности атмосферы его влагосодержание изменяется намного быстрее, чем остальных анатомических частей.

В условиях повышенной влажности атмосферы зародыш хорошо поглощает влагу из воздуха, что отвечает физиологическим потребностям семян. Внутренний перенос влаги в зерне, механизм распределения ее по химическим веществам и технологические свойства зерна оказываются тесно взаимосвязанными.

Таким образом, при анализе литературы о зерне нами выяснено, что влага и тепло влияют на технологические, физико-химические и структурные свойства зерна. Все эти свойства имеют большое значение в практической работе мельзаводов.

4. Цель, задачи и методика проведения исследования

Целью данной работы: Дать оценку качества, поступающего на ОАО "Новоузенский элеватор", а также изучить влияние качества зерна на выход муки и ее качество.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

Провести анализ качества зерна, поступающего на ОАО "Новоузенский элеватор";

Изучить степень подготовки зерна к помолу;

Изучить влияние качества зерна на выход муки и ее качественные показатели;

Для поставленных задач были проанализированы помольные партии зерна, поступающие со следующих хозяйств на ОАО "Новоузенский элеватор": ЗАО "Дмитровское", ЗАО "Луч", ЗАО "Алгайский", ЗАО "Куриловское", ЗАО "Новая жизнь", ЗАО "Горькореченское", ЗАО "Красный партизан", ЗАО "Таловское".

Основным методом были сравнительно-анатомический и лабораторный. На их основе дана оценка качества поступающего зерна на ОАО "Новоузенский элеватор", эффективность подготовки зерна к помолу, выявлены особенности технологии производство муки, определены основные показатели качества зерна и муки, дана экономическая оценка предприятию.

Определению анализируемых показателей качества зерна пшеницы и готовой продукции осуществлялось по соответствующим ГОСТам в производственно-технической лаборатории:

ГОСТ-10967-90 Зерно. Методы определения запаха и цвета [14] ;

ГОСТ-10840-64 Зерно. Методы определения натуры [15] ;

ГОСТ-10987-76 Зерно. Методы определения стекловидности [16] ;

ГОСТ-13586.1-68 Зерно. Методы определения количества и качества клейковины в пшенице [17] ;

ГОСТ-13586.4-83 Зерно. Методы определения зараженности и поврежденности вредителями [18] ;