Совершенствование технологических процессов переработки зерна в муку и крупу

Актуальность работы. Анализ состояния зерноперерабатывающей промышленности России и ряда зарубежных стран показывает, что, несмотря на очевидные достижения в этой промышленности, остаются ряд нерешенных проблем, связанных с улучшением качества и пищевой ценности муки и крупы, расширением ассортимента зерновых продуктов и повышением уровня пищевого использования зерна. Важным является также разработка новых виидов технологического оборудования, новых технологических процессов и их автоматизация. Широкое развитие за последнее время сети зерноперерабатывающих предприятий малой мощности вызвало проблему качества продукции на этих предприятиях из-за несовершенства технологических процессов и несоблюдения условий их функционирования. Решение этих проблем возможно только на основе широкого использования достижений науки в зерноперерабатывающей промышленности и подготовки высококвалифицированных специалистов.

Решению некоторых из указанных проблем и посвящена данная работа, в которой рассмотрены следующие вопросы:

— совершенствование технологических процессов очистки и подготовки зерна к помолу;

— совершенствование технологических процессов размола зерна;

— совершенствование технологических процессов переработки зерна в крупу;

— участие в подготовке учебника для вузов «Технологии зерноперерабатывающих производств» .•.

Указанные научные и научно-методические работы выполнены в разные годы в институте перерабатывающей промышленности (г.Москва) и Московском комбинате хлебопродуктов.

Цель и направление исследований. Основной целью работы является совершенствование технологических процессов очистки, подготовки, шелушения и размола зерна для улучшения качества хлебопродуктов и использование полученных результатов при подготовке учебника для вузов по технологиям зерноперерабатывающих производств.

В соответствии с поставленной целью определены следующие направления исследований, вытекающие, в основном, из запросов производства:

— обобщение научных разработок ведущих ученых и специалистов зерноперерабатывающей промышленности и использование их при подготовке учебника;

— повышение эффективности предварительной очистки зерна в элеваторах;

— совершенствование процесса формирования помольных партий-зерна;

— повышение эффективности шелушения зерна в мукомольном и крупяном производстве;

— совершенствование процесса предварительного измельчения зерна при сортовых помолах и создание новой высокопроизводительной машины для его осуществления;

— разработка и обоснование технологических предпосылок совершенствования конструкции вальцового станка для измельчения зерновых продуктов;

— изучение процесса стерилизации зерна в энтолейторе и определение возможности его использования дяя предразрушения зерна;

— совершенствование технологических процессов крупяного производства и разработка технологий производства новых крупяных продуктов повышенного качества;

— изложение новых научных и практических результатов в учебнике для вузов «Технологии зернолерерабатывающих производств» с использованием методических приемов, способствующих лучшему усвоению материала;

— предложить систему контрольных и тестовых заданий для обучаемых, разместить их на компьютерных" дискетах в приложении к учебнику.

Научная новизна. На основе синтеза и обобщений собственных исследований и исследований других авторов доказана принципиальная возможность дальнейшего повышения эффективности технологических процессов очистки, подготовки, шелушения и размола зерна для достижения высокого уровня пищевого использования зерна и улучшения качества хлебопродуктов:

— установлена высокая эффективность предварительной очистки зерна и выделения мелкой фракции, которая определяется изменением структурно-механических и технологических свойств очищенной зерновой массы, что и способствует улучшению качества муки;

— учитывая многоэтапный характер избирательного измельчения зерновых продуктов при сортовых помолах, обосновано применение на этапе предварительного измельчения более простой и менее энергоемкой машины, их сравнение с существующими измельчителями. Определены новые требования к вальцовым станкам, использование которых будет способствовать их совершенствованию;

— обоснованы механико-технические параметры новой машины для предварительного измельчения зерна;

— установлено изменение структурно-механических свойств зерна в результате его обработки в энтолейторах-стершшзаторах, что повышает его трещиноватость и положительно влияет на процесс предварительного измельчения;

— обоснован новый подход к объективной оценке процесса шелушения зерна в крупяном производстве, предложен критерий эффективности, отражающий конечные результаты полного шелушения всего зерна;

— обоснована новая технологическая схема комплексного использования сит и воздушных потоков концентратора для совершенствования наиболее сложного процесса — крупоотделения в крупяном производстве;

— предложены и обоснованы новые технологические методы и приемы производства пшена и зерновых хлопьев повышенного качества;

— разработаны и приложены к учебнику новые методики обучения в виде контрольных и тестовых заданий для совершенствования обучения с использованием компьютеров.

Практическая иенность работы. Практическую ценность работы можно оценить по двум направлениям: использование учебника студентами для получения знаний по технологии зерноперерабатывающих производств, а специалистами отрасли хлебопродуктов — для совершенствования технологических процессов переработки зерна и улучшения качества продукции на основе предложенных разработок:

— предварительной очистки и фракционирования зерна в зернохранилищах;

— формирования помольных партий зерна в мукомольном производстве;

— использования эффективных способов очистки поверхности зерна;

— предварительного измельчения зерна в крупообразующем процессе и изготовление новой измельчающей машины, исходные параметры которой разработаны;

— использования энтолейторов-стерилизаторов при подготовке зерна к помолу для его предразрушения;

— использования новой технологии производства пшена и универсальной технологии производства зерновых хлопьев, позволяющих улучшить качество готовой продукции;

— новых способов использования концентраторов в крупяном производстве для повышения эффективности процесса крупоотделения;

— рекомендаций по построению структуры технологических процессов мукомольного производства, что особенно важно для молодых специалистов.

Публикации. По материалам, представленным в диссертации, опубликовано 23 печатные работы, в том числе 1 авторское свидетельство, патент и учебник для вузов (в соавторстве).

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В учебнике и в отдельных разделах работы использованы работы известных ученых и специалистов, разработавших фундаментальные основы технологий зерноперерабатывающих производств. Это Я. Н. Куприц, В. Я. Гиршсон, П. Г. Демидов, А. Л. Соколов, Н. В. Панченко, Л. Е. Айзикович, А. Р. Демидов, М. Е. Гинзбург, Г. А. Егоров, Л. А. Глебов, С. В. Зверев, Л. И. Котляр, П. П. Тарутин и многие другие. Работы этих и других ученых, а также собственные работы, послужили основой создания учебника и новых разработок по совершенствованию отдельных этапов мукомольного и крупяного производства.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.

Проведенные исследования и изданный учебник для вузов по технологиям зерноперерабатывающих производств создают условия и возможности для дальнейшего совершенствования технологических процессов переработки зерна и повышения уровня знаний студентов и специалистов отрасли хлебопродуктов.

В работе:

1. Обоснована высокая эффективность предварительной очистки зерна до его направления на мукомольный завод: при выделении не менее 50−60% сорной и зерновой примеси, общий выход муки возрастает на 0,20,5%, при одновременном улучшении её- качества по зольностиболее высокие результаты в процессе предварительной очистки получены при выделении не менее 60−90% мелкой фракции (проход сит 2,0×20 мм или 2,2×20 мм), что объясняется пониженной прочностью мелкого зерна.

2. Показана высокая эффективность смешивания зерна различных исходных партий перед помолом: объёмный выход хлеба из смеси превышал расчётный по средневзвешенным показателям на 3.14%, что объясняется. как установлено рядом учёных (Я.Н.Куприц, Е. Д. Казаков и др.), влиянием биологического фактора смешиванияустановлено, что смесительная способность каждого компонента проявляется, если его содержание в смеси не менее 10%.

3. Установлено, что эффективность очистки поверхности зерна на обоечных машинах разных типов неодинакова. По совокупности технологических и эксплуатационных показателей предпочтение следует отдать машине горизонтального типа РЗ-БГО по сравнению с машиной РЗ-БМО: меньший расход энергии, в два раза меньше масса, удобство обслуживания из-за небольшой высоты машины РЗ-БГО.

4. Разработана и испытана новая машина для предварительного измельчения зерна, отличающаяся от вальцового станка повышенной производительностью (до 4000 кг/см. сут.) — пониженным расходом энергии (в 2 раза) при снижении металлоёмкости машины и занимаемой ею площади (в 4 раза).

5. Установлено, что применение предварительного измельчения зерна на предложенной машине позволяет повысить эффективность кру-пообразующего процесса при сортовых помолах за счёт увеличения выхода крупок и улучшения их качества.

6.На основе проведенных исследований процесса измельчения разработан в соавторстве новый отечественный вальцовый станок «Богатырь», отличающийся высокой производительностью и стабильностью работы. На вальцовый станок получен патент РФ.

7. Обоснована целесообразность использования машины истирающего действия (типа ЗШН) для одновременного шелушения проса и шлифования пшена, что упрощает технологический процесс, улучшает качество крупы и повышает её- стойкость при хранении.

8. Предложено научное обоснование и структура универсальной технологии производства зерновых хлопьев повышенного выхода и каче.

Чс ства.

9. Разработаны и приложены к учебнику новые контрольные и теС' товые задания для обучения с использованием компьютеров.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ МЕРКО А.И. с ^ Наименование рабОТ Характер работы Выходные данные Объем стр. Соавторы.

1. Влияние производительности вальцевого измельчителя на эффективность предварительного измельчения зерна печ. Зиблиогр. Указатель «Депонированные рукописи» М.: ВИНИТИ 1982, № 11 с. 75.

2. Предварительное измельчение зерна при различных режимах его кондиционирования перед размолом печ. Библиогр. Указатель «Депонированные эукописи» М.:ВИНИТИ, 1982, № 11 с. 75.

3. Влияние режимов предварительного измельчения зерна различной влажности печ. Библиогр. Указатель «Депонированные рукописи» М: ВИНИТИ, 1982, № 11 с. 75.

4. Способ автоматического управления формированием сортов муки № 1 423 185,1988 Авторскоевидегельство Гержой Н. Б. Гержой В.Н. Горбенко В. Н. Птушкин А.Т. Штительман Б.А.

5. Определение погрешности дозирования компонентов помольной партии печ. Сб. научных трудов ВНИИЗ, 1989 г. 3438 Гусев MB. ДудаеваВ.Д. Кузнецова Т. В. Куприянова Л.Г.

6. Оценка влияния межвальцовой зубчатой передачи на качество работы вальцового станка печ. М.:ЦНИИТЭИХлебо-продукты, 1989 г. 6 Старостин В.В.

7. Методические указания к проведению лабораторных работ на УНПК Московский комбинат хлебопродуктов печ. М.:МТИГШ, 1989 с. 20 Изосимов В. П. Панкратов Г. Н.

8. Исследование процесса дробления зерна ¦ печ. Сборник VIII конф. МУ и СП МТИПП 1114 июня 1991 с. 146 148 Старостин В.В.

9. Пути повышения эффективности процесса измельчения на мукомольных вальцовых станках печ. Гезисы конф. Посвященные 60-четию МТИПП, 1991×5950 Ефремов Н. И. Старостин В.В. Фенев С.В.

10. Анализ конструкций мукомольных вальцовых станков печ. М.: ЦНИИТЭИХле-Зопродуктов, 1993 г. 56 Владимирский А. А. Ефремов Н.И. Подгорный Ю. Л. Старостин В.В. Стрелков Е. В. Феферман Д.С.

11. Обслуживание, ремонт и контроль мукомольных вальцовых станков печ. М.: ЦНИИТЭХлебо-[Тродуктов, 1994 54 Малискевич Д. Л. Старостин В.В.

1 2 3 4 5 6.

12. Товое поколение отечественных мукомольных вальцовых станков яеч. W.: тезисы докладов межд.техн. конф. поев. 65-летию МГА. ПП изд. комгш МГАПП, 1996 94 Абдюшев М. М. Старостин В.В.

13. Мукомольный вальцовый станок печ. Ьатенг № 21J 5477 РФ 7 августа 1996 Старостин В В.

14. Проект нового отечественного вальцевого станка БОГАТЫРЬ печ. Гезисы докладов международной конференции «Современное 1укомольное производство и терспективы его зазвития» «Мельница ?7», 1997 ИПК с. 5 Абдюшев М. М. Голышев. В. И. Ефремов Н.И. Старостин В.В.

15. я[овые возможности применения машин Al-ЗШН-З при производстве крупы печ. Информационный сборник «Научно-Технические достижения и передовой опыт в уграсли хлебопродуктов» Выпуск 4, Хлебинформ, М. 1998 с.21−24 Мельников Е.М.

16. Производство быстроразвариваюшейся крупы и хлопьев. печ. Хлебопродукты № 12 1998 2021 Мельников Е.М.

17. Оценка эффективности процесса шелушения в крупяном производстве. печ. Информационныйборник «Научно-Гехнические постижения и передовой опыт в отрасли хлебопродуктов» Выпуск 5−6, Хлебинформ, М. 1998 1518 Мельников Е.М.

18. Концентратор в крупяном производстве печ. Журнал «Хранение и переработка зерна», Украина, Днепропетровск № 4, 1999 1516 Мельников Е.М.

19. Технологии зерноперерабатываюгцих производств печ. Учебник дня вузов, М., Интеграф сервис-1999 472 Бутковский В. А. Мельников Е.М.

20. Применение концентратора для разделения компонентов в крупяном производстве печ. Хлебопродукты № 8, 1999 19 Мельников Е.М.

IMPROVEMENT OF TECHNOLOGIC AL PROCESSES FOR GRAIN PROCESSING INTO FLOUR AND CEREALS.

The Thesis studied technological processes for cleaning, preparing, dehulling and milling grain in flour and cereal milling productions to improve the processes and increase the quality of grain products. High efficiency of preliminary grain cleaning prior to its processing at a flour mill production was proved. The best results were received at separating the grain smaller fraction at screens 2,2 by 20 mm that increased the total flour yield improving its quality at the same time. High efficiency to mix various grain lots was proved to increase actual volumetric bread yield by 3−14% as compared to the calculated one due to the biological factor of mixing. New machine is designed and tested for preliminary grain grinding consisting of two trapezoidly ridged rolls. The unit has a higher production capacity, lower energy consumption and metal content. The flour mill device testing for cemolina processing proved its advantage against the roller mill. The new roller unit «Bogatyr» was designed, manufactured and tested. At the research result for the millet dehulling process using the friction type dehuller ZSHN it was proved that this machine can be used not only for millet grain dehulling, but also for millet cereal polishing. Various methods were researched to produce cereal flake from various grains. The flake production process was scientifically substantiated. During preparation to publish the higher school textbook «Grain Industrial Processing Technologies» (in collaboration with Prof. V. Butkovskiy and Prof. E. Melnikov) scientific provisions and recommendations of this study were used. <).