Содержание

Введение

1 Состояние вопроса 1.1 Ботанические особенности пшеницы как зерна для переработки в крупу, химический состав зерна пшеницы. 1.2 Требования к качеству зерна пшеницы перед производством крупы 1.3 Качественные показатели крупы «Полтавская» 1.4 Химический состав крупы «Полтавская» 1.5 Современное оборудование для производства крупы «Полтавская» 2 Технологическая часть 2.1 Выбор и описание технологической схемы подготовки и переработки зерна пшеницы 2.2 Расчет и подбор оборудования подготовительного отделения 2.3 Баланс шелушильного отделения 2.4 Расчет и подбор оборудования шелушильного отделения 2.5 Компоновка оборудования подготовительного и шелушильного отделения Список использованных литературных источников

Введение

Современная крупяная промышленность принадлежит к числу социально значимых отраслей агропромышленного комплекса РБ.

В крупяной промышленности проводится модернизация крупозаводов с переводом на современные энерго – и ресурсосберегающие технологии.

Существующие мощности позволяют удовлетворить потребность населения республики в традиционных видах круп: перловой, ячневой, овсяной, гречневой, пшеничной, горохе.

Учитывая возрастающую потребность рынка в новых видах крупяной продукции экспресс – приготовления, а также с целью производства импортозамещающей продукции, на крупозаводах внедряются новые прогрессивные технологии (высокотемпературная обработка зерна и крупы методами варки, пропаривания, микронизации, инфракрасного излучения), позволяющие получать из традиционных видов крупы зерновые продукты быстрого приготовления, а также хлопья, не требующие варки, которые в свою очередь служат основным сырьем для производствапищевыхконцентратов с фруктовыми, овощными наполнителями (каши, супы).

Учитывая требования времени, для насыщения потребительского рынка фасованной крупяной продукцией практически все предприятия модернизировали фасовочные цеха и участки, установили современные линии и аппараты, позволяющие производить фасовку продукции разного развеса, использовать расширенный ассортимент тароупаковочных материалов по качеству и дизайну соответствующие современным требованиям. Для поставки в торговую сеть с целью сохранения товарного вида продукции осуществляется групповая упаковка. На всех предприятиях внедрена система товарной нумерации и штрихового кодирования.

Перспективы развития крупяной промышленности связаны с повышением уровня технической оснащенности предприятий, расширением ассортимента выпускаемой продукции, улучшением ее качества и повышением конкурентоспособности, освоением новых технологий, рынков сбыта[1].

1 Состояние вопроса

1.1 Ботанические особенности пшеницы как зерна для переработки в крупу, химический состав зерна пшеницы

Пшеница (лат. Tríticum) – род травянистых, в основном однолетних растений семейства Злаки; ведущая зерновая культура во многих странах, в том числе и в Беларуси. Внешний вид пшеницы Дурум, из которой вырабатывают Полтавскую крупу, представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Внешний вид пшеницы Дурум

Анатомическое строение колоса пшеницы представлено на рисунке 2.

Рисунок 2 – Анатомическое строение колоса пшеницы

Однолетние травянистые растения 40 – 150 см высотой. Корневая система мочковатая, развивается в верхнем слое почвы, отдельные корни проникают на глубину до 180 см. Стебель – соломина. Высота его (40 – 130 см) определяет устойчивость к полеганию и связана с урожайностью. Новые высокоурожайные сорта отличаются короткой (50 – 85 см) жёсткой соломиной и превосходят по урожайности высокорослые сорта. Окраска соломины при созревании – белая, кремовая, золотисто – жёлтая, у некоторых фиолетовая. Лист состоит из листового влагалища, охватывающего стебель, и линейной листовой пластинки.

Общее соцветие – прямой, линейный, продолговатый или яйцевидный, сложный колос длиной от 3 до 15 см, с не распадающейся или распадающейся при плодах на членики осью. Колоски одиночные, расположены на оси колосьев двумя правильными продольными рядами, сидячие, все одинаковые, 9 – 17 мм длины, с 3 – 5 тесно сближенными цветками, из которых верхний обычно недоразвит; ось колоска очень коротковолосистая, без сочленений, с короткими нижними члениками и более длинным самым верхним члеником.

Колосковые чешуи обычно 6 – 15 мм длиной, продолговатые или яйцевидные, кожистые, реже перепончатые, вздутые, неравносторонние, вверху не равнобоко усечённые, голые или коротковолосистые

Нижние цветковые чешуи 7 – 14 мм длиной, от яйцевидных до продолговатых, кожистые, гладкие, шероховатые или коротковолосистые.

Верхние цветковые чешуи обычно немного короче нижних, по более – менее крылатым килям очень короткореснитчатые; цветковые плёнки в числе 2, обычно цельные, по краю реснитчатые.

Тычинок 3, с пыльниками 2 – 4,5 мм длиной.

Пшеница – самоопылитель. У большинства видов цветение закрытое. Плод – голая или плёнчатая зерновка 5 – 10 мм (обычно называется зерном), овальной, эллиптической, яйцевидной, удлинённой или шаровидной формы, с продольной бороздкой на брюшной стороне, чаще белого или красного (красновато – бурого) цвета.

По консистенции зерно бывает мучнистое (мягкая пшеница) и стекловидное (твёрдая и лучшие сорта мягкой пшеница); 1000 зёрен весят 20 – 50 г, у некоторых видов и форм 70 г и более.

Растения яровые или озимые[2].

Химический состав зерна пшеницы.

Пшеница (Triticum) – самая важная продовольственная культура. В мировом производстве зерна и в Беларуси пшеница занимает первое место. Такое значение пшеницы обусловлено ее высокой урожайностью, большим содержанием эндосперма (80 – 84 % от массы зерна), что дает возможность при его переработке получать высокий выход сортовой муки. Ценными являются также свойства белкового, углеводного и ферментативного комплекса пшеницы. В пшенице на долю глиадина и глютенина приходится более 80 % общего содержания белка. Эти белки находятся в пшенице в соотношении 1,1:1 – 1,5:1. Набухая, они поглощают 200 – 300 % воды по отношению к своему сухому весу и образуют связную эластичную массу – клейковину.

Упруго – эластичные свойства клейковины дают возможность получать из пшеничной муки хлеб с высокой пористостью, высококачественные макароны, кондитерские и другие изделия.

Крахмал пшеницы хорошо набухает и при клейстеризации дает вязкий, сравнительно устойчивый клейстер.

Строение зерна пшеницы представлено на рисунке 3.

1,2,3 – плодовые оболочки; 4,5,6 – семенные оболочки; 7 – алейроновый слой; 8 – слои клеток плодовой оболочки пшеницы с поверхности; 9 – эндосперм; 10 – щиток; 11 – почечка; 12 – осевая часть зародыша; 13 – корешок.

Рисунок 3 – Строение зерна пшеницы

Плодовые оболочки, образовавшиеся из стенок завязи, состоят из нескольких слоев клеток: наружный слой – эпидермис, эпикарпий, мезокарпий и эндокарпий.

В целом масса плодовых оболочек составляет 4 – 6 % от веса зерна.

Подплодовыми лежат семенные оболочки, которые состоят из двух слоев клеток: верхний пигментный слой, внутренний слой гиалиновый.

Семенные оболочки относительно легки, масса их составляет 2 – 2,5 % от всего зерна.

В состав плодовых и семенных оболочек входят 3,5 – 4,5 % минеральных веществ (золы), 43 – 45 % гемицеллюлоз и пентозанов, 18 – 22 % клетчатки, 4,5 – 4,8 % азотистых веществ, немного сахара и жира.

Внутренняя часть зерна – эндосперм – подразделяется на наружный, или алейроновый слой и собственно эндосперм – мучнистое ядро.

Алейроновый слой по химическому составу и строению клеток отличается как от оболочек, так и от собственно эндосперма. При помоле пшеницы он отделяется от мучнистого ядра преимущественно с оболочками в виде отрубей. Клетки алейронового слоя по мере приближения к зародышу уменьшаются и затем исчезают, так что зародыш покрыт только оболочками.

Химический состав алейронового слоя имеет следующие особенности. В нем находится большое количество белков – 38 % и более, преимущественно относящихся к альбуминам и глобулинам, не способным образовывать клейковину, 9 – 10 % жира, 6 % сахара (сахарозы), 15 % клетчатки, 9 – 10 % золы, значительное количество гемицеллюлозы. Алейроновый слой богат водорастворимыми витаминами: В1 и В2 и особенно витамином РР.

Масса алейронового слоя составляет в среднем 7 % от массы зерна (от 4 до 9 %). Зольность алейронового слоя колеблется от 8 до 11 %.

Большой интерес представляет так называемый субалейроновый слой, непосредственно прилегающий к эндосперму. Он обнаружен при тонком шлифовании зерновки пшеницы на тангенциальном абразивном станке.

Мучнистое ядро (эндосперм) занимает всю внутреннюю часть зерна. Оно состоит из крупных объемных клеток, заполненных крахмалом и частицами белков.

Зерна пшеницы бывают полностью стекловидными в том случае, когда все клетки эндосперма заполнены без воздушных пор и прослоек. Если клетки эндосперма рыхлые и содержат мельчайшие поры, зерно будет непрозрачным мучнистым.

Стекловидные зерна отличаются от мучнистых содержанием белка и физическими свойствами – плотностью и твердостью.

Химический состав эндосперма отличается от состава всех других частей зерна. Эндосперм содержит весь крахмал зерна, количество которого составляет 78 – 82% от массы эндосперма, около 2 % сахарозы, 0,1 – 0,3 % редуцирующих сахаров, 13 – 15 % белков, преимущественно глиадина и глютенина, образующих клейковину. Характерным является малое содержание в эндосперме золы (0,3 – 0,5 %), жира (0,5 – 0,8 %), пентозанов (1 – 1,5 %), клетчатки (0,07 – 0,12 %). Продукты, полученные из эндосперма, содержат наименьшее количество зольных элементов (Ca, P, Fe и др.) и витаминов.

Разные слои эндосперма неодинаковы по содержанию белка. Распределение белка по слоям эндосперма составляют ряд от центра к периферии (7,4 – 8,6 – 9,5 – 13,9 – 16 %). Эндосперм составляет от 80 до 84 % массы зерна.

Зародыш пшеницы, находящийся на остром конце зерна, представляет собой ту часть зерна, из которой развивается новое растение. Снаружи зародыш покрыт плодовыми и семенными оболочками. Зародыш содержит: 33 – 39 % белка, в том числе нуклеопротеиды, альбумины, глобулины и проламины; свыше 25 % сахаров, главным образом сахарозы; 12 – 15 % жира; 2,2 – 2,6 % клетчатки и около 5 % минеральных веществ.

Зародыш пшеницы богат витаминами: Е – 158 мг/кг, В1 – 19 мг/кг (в щитке – 148 мг/кг); В2 – 12 мг/кг; В6 – 12,5 мг/кг; РР – 64 мг/кг; полезными зольными макро – и микроэлементами, содержит активные ферменты. Масса пшеничного зародыша составляет 2 – 3 % от массы зерна.

Распределение веществ в анатомических частях зерна пшеницы зольных элементов, клетчатки, пентозанов и крахмала представлено в таблице 1.

Таблица 1 – Распределение веществ в анатомических частях зерна пшеницы

Части зерна	Масса, %	Содержание, % сухого веса
		зо-лы	крах-мала	клет-чатки	бел-ка	жи-ра	саха-ра	пенто-занов
Эндосперм	78,0-84,0	0,4	80,0	0,1	14,0	0,7	2,3	1,5
Алейроновый слой	2,8	4,8	4,2	3,1	3,9	3,3	3,3	3,3
Плодовые и семенные оболочки	2,8	4,8	4,2	3,1	3,9	3,3	3,3	3,3
Зародыш	2,8	4,8	4,2	3,1	3,9	3,3	3,3	3,3
Целое зерно	100	1,9	66,0	2,0	16,0	2,0	3,0	7,5

Сравнительная характеристика мягкой и твёрдой пшеницы по содержанию в них веществ представлена в таблице 2.

Таблица 2 – Сравнительная характеристика мягкой и твёрдой пшеницы по содержанию в них веществ

Вид пшеницы	Содержание, %						Зольность, %
	воды	белковых веществ	углеводов	клетчатки	липидов
Мягкая	14,0	12,0	68,7	2,0	1,7	1,6
Твёрдая	14,0	13,8	66,6	2,1	1,8	1,7

Углеводы пшеницы представлены крахмалом, сахарами (в основном сахарозой и в меньшем количестве глюкозой и фруктозой), клетчаткой и пентозанами.

Масло пшеницы содержит главным образом олеиновую и линолевую кислоты, но также заметное (10 %) количество линоленовой кислоты. Оно весьма нестойко и легко прогоркает. Фосфатиды (лецитин) составляют 0,4 – 0,5 % от массы зерна. Кроме того, содержатся стерины, каротиноиды и витамин Е (альфа – токоферол).

В составе зольных элементов отмечено большое содержание фосфора, калия, магния, меньшее – кальция и железа, а также микродоз марганца, меди, цинка и других микроэлементов.

В зерне пшеницы содержатся водо – и жирорастворимые витамины: каротиноиды (каротин), витамин Е (токоферол), витамины группы В (тиамин, рибофлавин, пантотеновая кислота, пироксин), ниацин и др.

Доля минеральных элементов – 1,5 – 3,0 %. Из макроэлементов много фосфора, калия, магния, но они находятся в связанном состоянии в виде солей фитиновой кислоты и плохо усваиваются; в пленчатых культурах много кремния. Зерно является источником многих микроэлементов – цинка, марганца, молибдена, кобальта и других.

На качество получаемых продуктов оказывают влияние ферменты а – и β – амилазы, гидролизующие крахмал, фитаза, расщепляющая фитин, протеиназа – белок. В здоровом зерне активность ферментов невелика. Повышенная активность ферментов характерна для дефектного зерна.

Окраска зерна обусловлена присутствием пигментов – хлорофилла и каротиноидов [3].