Процесс крупообразования при переработке зерна тритикале в хлебопекарную муку
Расширение ассортимента продуктов питания за счет использования различных сортов тритикалевой муки и крупы как целой, так и номерной является перспективным направлением для перерабатывающей и пищевой отраслей промышленности. Это подтверждается повышенным интересом как со стороны производителей, так и со стороны исследователей пищевых продуктов. Мукомольные, хлебопекарные и биохимические свойства различных сортов и промышленных партий зерна тритикале, активно изучаемые в последнее время, позволяют рекомендовать использовать продукты переработки тритикале для широкого применения и для социально незащищенных слоев населения [1-5].
Процесс размола зерна тритикале мало исследован, особенности крупообразования в драном процессе практически не выявлены, соответственно, отсутствуют научно обоснованные режимы измельчения. Первоочередной задачей исследования с целью дальнейшей оптимизации процесса размола зерна является выявление закономерностей формирования промежуточных продуктов, т.е. установление их гранулометрических характеристик, прежде всего, в драном крупообразущем процессе.
В исследовании, проведенном в лаборатории «Технология и техника мукомольного производства» ФГБНУ «ВНИИЗ», были использованы пробы зерна тритикале различных сортов, выращенного в 2013 и 2014 годах. Измельчение проводили на размоло-сортирующих аппаратах РСА-4 и РСА-5.
Просеивание промежуточных продуктов измельчения зерна тритикале проводили на лабораторном рассеве У1-ЕРЛ-2. Комплект сит включал сита с размерами отверстий от 90 мкм до 1500 мкм. Продолжительность просеивания было определено экспериментально и составило 10 минут.
На рисунке 1 представлены результаты анализа гранулометрического состава продуктов размола зерна тритикале сорта «Консул».
Для выявления закономерностей распределения по размерам частиц, получаемых при измельчении на различных этапах технологического процесса, при анализе целесообразно заменить абсолютный размер относительным. Целесообразность и эффективность такого подхода была показана в работе [6].
Относительной размерной характеристикой служит отношение истинного (для данного способа измерения) размера к медиане данного распределения, или как отношение размера отверстий данного сита X, к размеру отверстий сита - Me, сита проход которого составляет 50% массы продукта

(1). На рисунке 2 представлен результат такого преобразования данных рисунка 1. Из рисунка 2 следует, что распределение (по размерам частиц продуктов размола имеет общий характер и говорит о единой закономерности образования новых частиц при измельчении вне зависимости от системы. На основании данного заключения можно подобрать единое уравнение аппроксимации зависимости величины извлечения от относительного размера отверстий сита.
Простейшим способом описания зависимости выхода фракции от размера частиц может служить полином и в частности полином третьей степени

который обеспечивал достоверность, характеризуемую R2 > 0,93 (критерий Фишера Fpac/ FTa6-5,01/5,05).
Данное уравнение аппроксимации имеет частный характер, коэффициенты которого не имеют определенного физического смысла.
Наиболее важным для разработки материального баланса помола является выявление закономерности распределения по размерам продуктов размола крупочных систем драного процесса (I-III др.с). С этой целью был проведен эксперимент по измельчению зерна тритикале на I, II, III драных систем при варьировании режимов измельчения от 22 до 92% извлечения. Результат эксперимента представлен на рисунке 3. Анализ данных рисунка 3 показал, что зависимость величины прохода от размера отверстий сита может быть описана показательной функцией вида

где а, b, с - эмпирические коэффициенты, х - текущий размер отверстий сита. Me – средневзвешенный размер (размер отверстий сита, проход которого составляет 50%).
В процессе обработки экспериментальных данных бы использован метод линеаризации путем замены координат

. В дальнейшем, используя метод наименьших квадратов были определены коэффициенты уравнения и было получено
Статистический анализ подтвердил достоверность такого представления гранулометрического состава (критерий Фишера Fpac/ Fтаб - 1,95/4,95). В качестве иллюстрации представлены результаты сопоставления экспериментальных данных с данными, полученными расчетным путем.
На основании полученного уравнения была разработана номограмма для решения практических задач по проектированию технологических процессов размола зерна тритикале.
Каждая кривая на рисунке 5 характеризует распределение частиц продуктов размола по размерам и соответствует определенному режиму измельчения, который задается 2-мя величинами - № сита (размер отверстий) и величиной прохода данного сита.
Изучение влияния стекловидности на выход и качество промежуточных продуктов проводили на трех пробах зерна тритикале: №1 - сорт «Зимогор» -стекловидность 95%, №2 - сорт «Капрал» - стекловидность 65%, №3 - сорт «Трибун» - стекловидность 40%. Режим измельчения варьировал по системам: на I др.с. от 18 % до 37 %, на II др.с. от 18 % до 42 %, на III др.с. от 39 % до 62 %.
В таблице 1 представлены результаты лабораторных исследований в виде суммарных значений выхода / зольности полученных фракций I—III др.с. Размеры сит обозначены в микрометрах (мкм).
Анализ зольности промежуточных продуктов крупочных систем (I-III др.с.) позволил выявить некоторые закономерности.

Рост режима измельчения влияет, главным образом, на выход крупных фракций промежуточных продуктов. В то же время, не выявлено значимое влияние стекловидное™ на выход смеси крупной и средней крупок. Выход мелких фракций (смесь мелкой крупки и дунста) остается относительно стабильной величиной, однако, зольность данных фракций возрастает с ростом извлечения. Лучшие результаты имели место при суммарном извлечении порядка 70 %, при этом извлечение на I др.с. составляло 20-25 %, а на III др.с. 50%.
Таким образом, по результатам проведенных исследований выявленные закономерности процесса измельчения зерна тритикале позволили разработать модель процесса крупообразования и рекомендовать режимы измельчения.
Литература:
1. Кандроков, Р.Х. Влияние ГТО на выход и качество тритикалевой муки / Р.Х. Кандроков, А.А. Стариченков, Т.С. Штейнберг /У Хлебопродукты. -2015. -№ 1.-С. 64.
2. Панкратов, Г.Н. Технологические свойства новых сортов тритикалевой муки / Г.Н. Панкратов, Е.П. Мелешкина, Р.Х. Кандроков, И.С. Витол // Хлебопродукты. - 2016. - № 1. - С. 60.
3. Витол И.С. Биохимическая характеристика новых сортов тритикалевой муки / И.С. Витол, Е.П. Мелешкина, Р.Х. Кандроков. И.А. Вережникова, Г.П. Карниленко // Хлебопродукты. - 2016. - № 2. - С. 42.
4. Панкратов, Г.Н. ВЫСОКОЭФФЕКТИВНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛЕБОПЕКАРНОЙ МУКИ ИЗ ЗЕРНА ТРИТИКАЛЕ РАЗЛИЧНОГО КАЧЕСТВА Г.Н. Панкратов, Е.П. Мелешкина, Р.Х. Кандроков, С.Н. Коломиец /7 Селекция тритикале, агротехника, технология использования зерна и кормов: Труды международной научно-практической конференции / ФГБНУ «ДЗНИИСХ» - Р.: ООО «Издательство ЮГ», 2016. - с. 145-152.
5. Мелешкина, Е.П. НОВЫЕ СОРТА ТРИТИКАЛЕВОЙ МУКИ И ИХ БИОХИМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА / Е.П. Мелешкина, И.С. Витол, Р.Х. Кандроков 7 Селекция тритикале, агротехника, технология использования зерна и кормов: Труды международной научно-практической конференции / ФГБНУ «ДЗНИИСХ» - Р.: ООО «Издательство ЮГ», 2016. - с. 138-144.
Панкратов Г.Н., д.т.н., профессор, Кандроков Р.Х., к.т.н.
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт зерна и продуктов его переработки» Россия, г. Москва
Статья опубликована в сборнике:
Усиление конкурентного потенциала пищевых предприятий путем развития эффективных биотехнологий: сборник материалов научно-практической конференции, 15-16 сентября 2016 г., Санкт-Петербург. – М.: Издательский комплекс «Буки веди», 2016. – С.97-103.