Обогащение крупок при сортовом помоле зерна тритикале

Эффективность сортового помола определяется степенью извлечения эндосперма. Степень извлечения эндосперма при современной технике помола зерна определяется многими факторами, среди которых значительную роль играет процесс обогащения крупок (ситовеечный процесс).

Процесс разделения крупок по добротности (по содержанию эндосперма) возможен при условии различий свойств составляющих компонентов. Существующая классификация предусматривает некоторую условность деления крупок на собственно крупки (частицы эндосперма), сростки (частицы, со стоящие из эндосперма сросшиеся с оболочками) и оболочек (частицы с незначительным вкраплением эндосперма). Данная классификация достаточно подробно описана в литературе, образцы тритикалевых крупок представлены на рис. 1.



Исследуя процесс разделения крупок, получаемых в драном процессе сортового помола пшеницы, К.В. Дрогалин пришел к выводу, что различия по плотности частиц эндосперма и сростков незначительны и не являются фактором, определяющим их делимость [2,3]. В основе ситовеечного процесса лежит «различие показателей аэродинамических свойств частицы в зависимости от соотношения эндосперма и оболочек в частице и от крупности самой частицы» [3]. К сожалению, в настоящее время трактовка работы ситовеечной машины в учебной и другой литературе ошибочно дается как процесс деления по плотности частиц эндосперма и сростков.

Существенные различия формы частиц эндосперма, сростков и оболочек хорошо описано в литературе (1), что собственно и определяет эффективность разделения частиц по добротности в ситовеечной машине.
Гранулометрические характеристики - средневзвешенный размер частиц - X (диаметр круга равный по площади исследуемой частицы), вытянутость (отношение длины к ширине - L/b), гладкость (отношение фактического периметра проекции частицы к периметру равновеликого круга - G) - определяли на установке ГИУ-2.

Анализ полученных данных показал, что имеет место существенное различие по размерам, форме частиц, получаемых в ситовеечном процессе, что определяется содержанием в них эндосперма. Различия в размерах частиц определяется их формой. Следует отметить, что методика определения размера на установке ГИУ-2, заключается в определении эквивалентного размера частицы произвольной формы по ее площади. Поэтому частицы сходовых фракций имели существенно больший размер, т.к. они имели вытянутую форму, с неровными краями и характеризовались большими значениями гладкости.

В качестве примера в таблице 1 приведены характеристики исходных продуктов крупной крупки для обогащения на ситовеечной системе. Абсолютно аналогичные результаты были получены при анализе продуктов и других систем.




Статистический анализ результатов показал на наличие статистически достоверных различий формы частиц различных фракций и тесной связи этих критериев с зольностью (рис. 2). Наиболее тесная связь имеет место между показателем гладкости и зольностью. Таким образом, была количественно оценена зависимость качества продуктов, получаемых в ситовеечном процессе, от размеров и формы частиц.



Существенное различие по форме позволяет достаточно просто классифицировать частицы и соответственно определять целесообразность осуществления ситовеечного процесса. Целесообразность организации ситовеечного процесса диктуется содержанием собственно крупок, которое должно превышать 0,5. Этим обстоятельством объясняется неэффективность ситовеечного процесса при современной технологии сортовых помолов зерна ржи, когда крупки в основной массе представляют собой как сростки.

Разрабатывая технологию переработки зерна тритикале с выраженным пшеничным фенотипом, было проведено исследование состава промежуточных продуктов с I-III драных системах с целью выявления целесообразности ситовеечного процесса [4-6].

Определение количества частиц различных классов в промежуточных продуктах драных систем проводили следующим образом. Смесь частиц определенного класса равномерно в один слой распределяли на ровной, хорошо освещенной белой поверхности. Подсчет частиц производили на площади 1 см2 (площадка 1x1 см), используя текстильную лупу 7х .

Количество выборок сформированных таким образом составляло не менее 7. Определение необходимого объема измерений проводили на основании статистического анализа. Количество частиц в выборке варьировали в широком диапазоне, однако, для фракции 900/560 количество частиц от 15 до 55 шт, для фракций 560/355 и 355/250 количество частиц в выборке от 35 до 150 штук.



Как видно из рисунка 3 экспериментальные точки зависимости концентрации крупок от объема выборки достаточно равномерно распределены в исследованном пространстве. Статистический анализ показал независимость содержания крупок от объема единичной выборки. Коэффициент корреляции менее 1%. Таким образом, данный способ оценки содержания частиц различных классов дает объективную информацию. Необходимый объем измерений определяли по стабилизации средневзвешенного значения концентрации крупок от количества частиц, как это показано на рисунке 4. Данные показывают, что стабилизация показателя концентрации крупок достигается при общем количестве частиц более 700.



В качестве примера такого исследования приведены результаты анализа фракции 355/250 III драной системы при по моле зерна тритикале сорта Александр (табл. 2-3).




Анализ состава крупок характеризуется следующими величинами:

  • - среднее значение содержания крупок по 14 отдельным выборкам - 74,9% (s=6,39);
  • - среднее значение содержания крупок, рассчитанных по общему объему -1391штук составило - 74,8%.

Стабилизация значения концентрации крупок наступило при общем объеме 694 штук, дальнейшее увеличение количества измерений практически не влияло на результат.

Аналогичным образом были проведен анализ промежуточных продуктов размола 3-х сортов зерна тритикале (табл. 4-6).










При анализе крупной крупки (900/560), начиная со II др. с. и средней крупки (560/355) III др. с. содержание частиц эндосперма резко снижается.
Средневзвешенное значение (медиана) состава фракции 900/560 - II др.с. составило: крупки - 28,0%; сростки - 58,7%; сход - 13,3%.
Средневзвешенное значение (медиана) состава фракции 560/355 - III др. с. составило: крупки - 42,0%; сростки - 50,4%; сход - 7,6%.
Это подтверждается и показателем зольности данных фракций. Зольность фракции 900/560 II др. с. варьировала от 2, 29 до 2,94%. Зольность фракции 560/355 для III др. с. от 2,50 до 3,31%. Целесообразность обогащения крупок в ситовеечных машинах имеет смысл при концентрации «чистых» крупок более 50%.

Сопоставляя качественные характеристики различных фракций драных систем, можно заключить, что промежуточные продукты размола зерна сорта тритикале «Вокализ» являются лучшими по содержанию крупок, а сорт «Александр» по этому показателю худшим.

Из таблиц следует, что лучшими показателями обладали крупки II др с. Как правило, фракция 355/250 содержала крупок несколько больше, чем в других фракциях, что подтверждает общее правило формирования промежуточных продуктов раз мола. Для фракции 900/560 характерно значительное содержание сходовых продуктов. Среднее значения отношения сростки/ сход составило 1,15. Для фракции 560/355 это отношение составило - 2,61 и для фракции 355/250 - 2,54.
Эффективность ситовеечного процесса при обогащении крупок драных систем представлена в таблице 7.



Выводы. Таким образом, установлено высокое содержание крупок в промежуточных продуктах сортового помола зер на тритикале. На основании чего можно сделать вывод о целесообразности их извлечения. В итоге это позволит увеличить выход муки высоких сортов, получать крупки типа манной, получать крупки для макаронных изделий.

Обогащение крупок драных систем сортового помола тритикале характеризуется высокой эффективностью, которая составила от 71,0 до 80,8%.

Список литературы

1. Панкратов Г.Н. Гранулометрическая характеристика крупок / Г.Н. Панкратов, Т.Н. Дмитриева, A.C. Талалаев // Хлебопродукты. - 2003. -№ 8.-С. 35-36.
2. Дрогалин, К.В.. Основные факторы, влияющие на качество работы ситовеек различных типов // Труды ВНИИЗ. вып. XX. Заготиздат. : М-1950.
3. Технология мукомольного производства. Под ред. Я.Н. Куприца. Заготиздат. : М. - 1951.
4. Кандроков, Р.Х. Технология переработки зерна тритикале в крупу типа «манная» / Р.Х. Кандроков, Г.Н. Панкратов // Хлебопродукты. - 2017. - № 1. - С. 52-54.
5. Туляков, Д.Г. Оценка свойств муки из зерна тритикале с использованием системы Миксолаб / Д.Г. Туляков, Е.П. Мелешкина, И.С. Витол, Г.Н. Панкратов, Р.Х. Кандроков // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2017. - № 1. - С. 20-23.
6. Meleshkina E. Р. Innovative trends in the development of advanced Triticale grain processing technology / E. P. Meleshkina, G. N. Pankratov, I. S. Vitol, R. H. Kandrokov, and D. G. Tulyakov // «Foods and Raw materials», 2017, vol. 5, no. 2, pp. 70-82.
 

Панкратов Г.Н., д.т.н., проф.;
Кандроков Р.Х., к.т.н.

ВНИИЗ - филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН

Статья опубликована в сборнике:
Инновационные технологии производства и хранения материальных ценностей для государственных нужд. – 2018. - №10(10). – С.203-215.


 
Наверх ↑