Глубокая переработка сырья

 

 

 

 

 

Реферат на тему

«Глубокая переработка сырья»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание
Введение	3
1 Хранение и обработка  зерна	5
1.2 Измельчение зерна и получение отрубей и муки	6
1.3 Описание и функционирование технологического потока переработки пшеничной муки на крахмал и клейковину	13
1.4 Производство глюкозно-фруктозных сиропов	17
1.5 Гидролиз крахмала	19
Заключение	22
Список использованной литературы	23

Введение

Зерно является основным продуктом  сельского хозяйства. Из зерна вырабатывают важные продукты питания: муку, крупу, хлебные и макаронные изделия. Зерно  необходимо для успешного развития животноводства и птицеводства, что  связано с увеличением производства мяса, молока, масла и других продуктов. Зерновые культуры служат сырьем для  получения крахмала, патоки, спирта и других продуктов. К продуктам  переработки зерна относят муку, макаронные изделия, крупу, хлеб. Зерномучные  продукты являются основным поставщиком  усвояемых углеводов – главного энергетического компонента пищи. При  потреблении 500 г пшеничного хлеба  из муки первого и высшего сортов в организм поступает от 21 до 64 % суточной потребности в жизненно необходимых  кислотах.

При подготовке проекта был  использован мировой передовой  опыт по глубокой переработке зерна, позволяющий промышленным способом выделить и использовать большинство  зерновых компонентов, включая отруби для производства высокобелковых комбикормов  с высоким содержанием клейковины. Кроме того, новые технологии позволяют  получать из зерна глютен, крахмал, фруктозу, сироп, а также, что особенно важно, - топливный биоэтанол.

Комплексная и глубокая переработка  пшеницы с использованием всех ее составляющих частей может резко  повысить экономическую эффективность  основного производства, и выручка  от продаваемых побочных продуктов  может во много раз превысить  выручку от продажи основного  продукта.

Одним из наиболее значимых продуктов переработки зерна  пшеницы является клейковина (известная  за рубежом как "витал-глютен"). Cтоимость клейковины на сегодняшний день на мировых ранках составляет $ 1200 - 1500 за тонну. Основным потребителем глютена являются предприятия мукомольной и хлебопекарной промышленности. Пшеничный хлеб своим существованием обязан клейковине - именно она определяет хлебопекарные свойства муки.

Добавление в муку клейковины, получаемой в качестве побочного  продукта при других видах переработки  зерна, значительно снижает ее себестоимость, ведь затраты на исходное сырье равны  нулю. Одним из немногих производств, где клейковина может выделяться в качестве побочного продукта, является спиртовое производство.

Схема глубокой переработки зерна выглядит следующим образом:

Проблема недостаточного содержания клейковины в муке актуальна  не только для России. Ежегодно в  мире производится более 4 миллионов  тонн этого продукта, в том числе  в странах Европейского содружества  около 400 тысяч тонн.

Глютен, как чисто природный белок зерна, богат питательными веществами и имеет широкий спектр применения. В мучной промышленности, как чистая природная добавка, клейковина добавляется к муке, которая бедна клейковиной, а также используется в производстве хлеба, муки, пельменей, муки для лапши быстрого приготовления и добавок в муку для улучшения качества выпечки, приготовления пищи, улучшения качества продуктов питания и пищевой ценности; в пищевой промышленности, из клейковины можно сделать различные блюда, объединенных здоровья, питательных веществ и удобства, такие как вода из клейковины, хлеб, Судзи (своего рода соевый творог продукт), колбаса, кисло-сладкое мясо, обеденное мясо, мясные консервы и т. д.; в комбикормовой промышленности, клейковиной может быть заменена на часть α - крахмал, а также в некоторых рыбных кормах клейковина может заменить его в качестве источника белка, что делает состав аминокислот более разумным.

Рассмотри подробнее весь процесс переработки зерна.

1 Хранение и обработка  зерна

Послеуборочная обработка  зерна на току состоит из предварительной очистки, первичной очистки, временного хранения влажного зерна, сушки, вторичной очистки, сортировки.

Хранение зерна - комплекс мероприятий, способствующих сохранению запасов зерна. Правильная организация хранения зерна позволяет полностью сохранить его качество и свести к минимуму потери массы. Успех хранения зависит от подготовки хранилищ и партий зерна, соблюдения режима хранения. На сохранность зерна влияют его влажность, температура и связанная с ними интенсивность биохимических процессов, развитие в массе продукта микроорганизмов и вредителей хлебных запасов. В сухом зерне (влажность 10—12%) практически полностью прекращаются биохимические процессы, почти не развиваются микроорганизмы, насекомые и клещи. Такое зерно хорошо хранится многие годы, причём потери массы, например в зерне пшеницы, не превышают 0,01—0,04% в год. В зерне с повышенной влажностью резко возрастает интенсивность дыхания, активно развиваются микроорганизмы (например, плесневые грибы) и вредители хлебных запасов. Вследствие этого выделяется много тепла, что приводит к самосогреванию, значительной потере качества и массы (3—8%) и даже порче продукта (при повышении температуры до 55—60 °С). Влажность зерна, при которой интенсивность дыхания резко возрастает, называется критической. Для зерна пшеницы, ржи, ячменя, риса, гречихи она находится на уровне 14,5—15,5%, зерновых бобовых культур— 15—16%, проса, кукурузы и овса—13,5—14,5%. Кроме того, плесневые грибы образуют токсины, ядовитые для человека и животных, придают зерну неустранимый затхлый запах. Влажное зерно при хранении может прорасти, что также ухудшает его качество и увеличивает потери массы. Так, зерно пшеницы с влажностью 20—25% при темп-ре 20—25 °С за сутки теряет 0,05— 0,3% сухих в-в. Важнейшим фактором состояния зерновых масс является температура. При температуре ниже 10 °С интенсивность дыхания мала, микроорганизмы (в т. ч. плесневые грибы) и вредители хлебных запасов развиваются крайне медленно, не происходит самосогревания. В охлаждённом состоянии можно хранить и влажное зерно, однако наиболее стойки при хранении партии сухого охлаждённого зерна.

Зерно хранят в специальных хранилищах — зерноскладах, элеваторах. Перед загрузкой хранилищ зерном нового урожая их обеззараживают — проводят дезинсекцию влажным, аэрозольным или газовым способами. Дезинсекции подвергают всё оборудование, перевозочные средства, тару. Перед загрузкой в хранилища зерно сушат, очищают от семян сорняков, комочков земли и др. сора и охлаждают (до 12—15 °С и ниже). В некоторых случаях проводят химическое консервирование кормового зерна. Зерновые массы хранят в основном насыпью. Высота насыпи семенного зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса и гречихи (с влажностью ниже критической на 1,5—2%) в силосах элеватора до 30 м, проса, гороха и риса — до 15 м; в зерноскладах напольного типа при хранении пшеницы, ржи, ячменя, овса, риса, кукурузы, гороха и чечевицы высота насыпи до 3,5—5 м, проса, фасоли и др. зерновых бобовых культур— 2,5 м (сои — 2 м). Семена в мешках укладывают в штабеля высотой до 15 рядов [1].

За партиями зерна ведут  систематическое наблюдение. Проверяемая в различных участках насыпи температура даёт  ясное представление о надёжном  хранении (при 10 °С и ниже), менее устойчивом (при 20 °С и выше) и неблагополучном хранении, если температура в насыпи выше температуры воздуха. Проверяют также влажность зерна, наличие насекомых и клещей, в партиях семенного зерна определяют его всхожесть. При повышении температуры зерно охлаждают активным вентилированием. Запасы продовольственного и корм. зерна можно хранить 4—6 и более лет, семенное зерно озимых культур обычно хранят до 13—14 месяцев, яровых — 7—9 месяцев, страховые семенные фонды — 2 и более лет [1].

1.2 Измельчение зерна и получение отрубей и муки

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Мука —  продукт помола хлебного зерна пшеницы  или ржи. Свойства муки прежде всего зависят от химического состава и строения эндосперма зерна — места отложения питательных веществ. Его основную массу составляют природные полимеры — крахмал и белки. Их общее содержание в зерне пшеницы составляет около 85 % на сухое вещество. Строение эндосперма зерна определяет особенности вырабатываемой муки.

Различают три вида пшеницы: мягкую, мягкую стекловидную и твердую (дурум). Ткани эндосперма зерна мягкой пшеницы имеют мучнистую непрозрачную структуру, состоящую из мелких зерен крахмала, заключенных в тонкие прослойки белковых веществ. Из такого зерна вырабатывают хлебопекарную муку. Клетки эндосперма стекловидных, твердых видов пшеницы окружены толстыми аморфными прослойками белков, придающих им прозрачность. Стекловидные зерна по сравнению с мучнистыми имеют большую плотность, абсолютную массу и прочность. Из них вырабатывают муку (в виде крупки или полукрупки) для макаронных изделий.

В зависимости от качества муку подразделяют на обойную, высшего, первого или второго сорта, а  также на крупчатку. Обойная мука вырабатывается из несеяной муки и содержит в своем составе измельченные частицы эндосперма зерна и наружной оболочки (отрубей). Сортовую муку производят из сеяной муки. Каждый из видов сорта муки регламентирован соответствующими характеристиками свойств муки: цветом, зольностью, крупностью помола и количеством сырой клейковины.

Качество муки существенно  зависит от содержания в ней частиц оболочки — отрубей. Основными структурными компонентами оболочки являются клетчатка и зольные элементы (кремний, фосфор, калий и др.). Поэтому величина зольности муки является косвенной характеристикой количества отрубей. В общем случае считается, чем ниже зольность муки, тем меньше она содержит отрубей и имеет более высокое качество.

Промежуточными продуктами помола зерна являются крупки различных  размеров. Крупка чистого эндосперма зерна является высококачественным продуктом: крупчатка хлебопекарной  муки, крупка и полукрупка макаронной муки или манная крупа. Крупка, на поверхности которой имеется оболочка, при сортовых помолах подлежит дальнейшей обработке с целью удаления оболочки.

Особенности производства и  потребления готовой продукции. Мукомольные предприятия, как правило, размещаются в местах потребления  продукции. Сущность мукомольного производства заключается в измельчении зерна  и разделении его составных частей: оболочек, эндосперма и зародыша.

Зерно хлебных злаков имеет  сложную твердую, плотную и прочную  аморфно-кристаллическую структуру  с различными прочностными характеристиками составных частей. Поэтому для  переработки зерна применяют  различные машины и аппараты, оказывающие  механические и гидротермические воздействия  на зерно и продукты его разрушения.

Наружную поверхность  зерна очищают от приставшей пыли, отделяют бородки и частично снимают  плодовые оболочки и зародыши на обоечных и щеточных машинах. В энтоленторах зерно и продукты его измельчения подвергают стерилизации путем ударных воздействий. В результате живые вредители уничтожаются, зерна с личинками разрушаются, а личинки в основном погибают.

При сортовых помолах зерна  качество муки повышают путем его  гидротермической обработки. В результате такого воздействия ослабляются  связи между эндоспермом и  оболочками; структура оболочек из хрупкого состояния переходит в  пластично-вязкое. Все это в совокупности облегчает отделение плодовых и семенных оболочек зерна с минимальными потерями эндосперма. Кроме того, улучшаются хлебопекарные качества муки вследствие воздействия тепла на белковый комплекс увлажненного зерна. На многих этапах мукомольного производства из зерна и продуктов его измельчения удаляют металломагнитные примеси.

Зерно измельчают двумя параллельными  цилиндрическими вальцами, вращающимися навстречу один другому с различными скоростями. Обычно применяют нарезные мелющие вальцы, на поверхности которых  нанесены рифли. Профиль, уклон, количество и взаимное расположение рифлей выбирают в зависимости от требуемой крупности  помола и прочностных характеристик  измельчаемого зерна. Они должны обеспечивать максимальное количество крупок различных размеров при минимальном  выходе порошкообразной муки. Частицы  крупки, на поверхности которых сохранилась  оболочка, дополнительно подвергают шлифованию — многократному механическому воздействию рабочих органов шлифовальных машин на продукт путем интенсивного трения частиц друг о друга и о рабочие поверхности машины. При шлифовании с поверхности крупок удаляют частицы оболочки.

Значительное место в  мукомольном производстве занимают процессы разделения продуктов измельчения  зерна. Сначала их просеивают на рассевах и разделяют на несколько фракций, отличающихся крупностью частиц. Затем  производят сортирование фракций по качеству, т.е. разделяют на частицы, состоящие из чистого эндосперма, и частицы в виде сростков эндосперма с оболочкой. Такую операцию называют обогащением крупок и дунстов (промежуточные  по крупности продукты между крупой и мукой). Для обогащения применяются  ситовеечные машины, сортирующие сыпучие смеси по геометрическим и аэродинамическим характеристикам частиц. В этих машинах для сортирования по геометрическим признакам (крупности) служат сита, а по аэродинамическим (главным образом, по парусности) — потоки воздуха.

После сортирования крупки и дунсты подвергают дальнейшему  измельчению на размольных вальцовых  станках. Параметры рабочих органов  станков и режимы их работы зависят  от размеров измельчаемых частиц.

Прочность оболочки зерна  значительно превышает прочность  эндосперма, поэтому при сортовых помолах для разделения продуктов  измельчения применяют ударные  воздействия. Продукты размола дополнительно  измельчают в быстровращающихся  штифтовых и бичевых роторах  энтолейторов и деташеров. На последних стадиях драного и размольного процессов осуществляют вымол в бичевых и щеточных машинах. В них исходный продукт подвергают удару и истиранию, в результате чего нарушаются молекулярные силы сцепления между эндоспермом и оболочкой. Происходит отделение эндосперма (в виде муки) от отрубянистых частиц при минимальном их дроблении.

Формирование готовой  продукции — муки — по сортам осуществляется путем весового дозирования  и смешивания продуктовых потоков  с отдельных этапов технологического процесса. Продукцию упаковывают  в транспортную тару—тканевые мешки или в потребительскую тару — бумажные пакеты.