5.3.2. Виробництво крупи на крупорушках сільськогосподарського типу

Процес переробки зерна на крупорушках сільськогосподарського типу полягає в очищенні партії зерна від домішок, сортуванні за крупністю, лущенні та відокремленні ядра від плівок, обробці ядра, сортуванні готової продукції.

Для очищення зерна від домішок застосовують зерноочисні машини, робота яких ґрунтується на використанні різних властиво­стей зерна і домішок. До таких машин належать: повітряні сепара­тори (для виділення домішок, які відрізняються від зерна аероди­намічними властивостями); повітряно-решітні сепаратори (для ви­ділення домішок, які відрізняються від зерна розмірами та аероди­намічними властивостями); трієри (установки для виділення домі­шок, які відрізняються від зерна за довжиною); каменевідбірні ма­шини; магнітні колонки; оббивальні машини.

У технологічному процесі істотне значення має сортування зер­на після очищення перед лущенням. Партію очищеного зерна роз­діляють на фракції за крупністю, що полегшує відокремлення від зерна зовнішніх оболонок в лущильних машинах. Чим краще роз­сортоване зерно, тим виший ефект роботи машин, оскільки за круп­ністю зерна встановлюють режим лущення. Крім того, попереднє сортування зерна на фракції підвищує ефективність процесу лу­щення, зокрема виділення ядра. Кількість фракцій, на які сортують зернову суміш, залежить від характеру і форми робочої зони лу­щильних машин та умов сортування.

Лущення зерна в круп'яному виробництві — основна технологі­чна операція виробництва крупи, від ефективності якої залежать вихід і якість виробленої крупи. Основним завданням лущення зер­на є максимальне руйнування його зовнішнього покриття з ядром у лущильній машині при збереженні цілісності ядра. Фізико-меха-нічні властивості круп'яного зерна неоднакові, тому дія на нього робочих органів має бути різною, чим і пояснюється різноманітність

конструкцій лущильних машин. Існує три способи дії робочих орга­нів на зерно, внаслідок яких руйнуються і виділяються зернові обо­лонки.

Перший спосіб лущення полягає у стисканні зерна та наступному сколюванні квіткових плівок. Це відбувається між двома досить жо­рсткими робочими поверхнями, відстань між якими менша за роз­міри зернин, що забезпечує їх стискання. Коловий рух робочих по­верхонь, одна з яких нерухома, а друга рухома або обидві поверхні рухомі, але рухаються з різними швидкостями, приводить до сколю­вання оболонок та вивільнення ядра. Такий спосіб ефективний для лущення зерна, оболонки якого не зрощені з ядром (рис, просо, овес, гречка). Основні машини, які при цьому використовують, — лущи­льні посади або вальцьо-декові верстати.

За другого способу лущення плівки відокремлюються внаслідок одно- або багаторазових ударів зернівок об тверду поверхню. Зерно через приймальний патрубок потрапляє на обертові била, які від­кидають його на абразивну поверхню. При ударі об абразивну пове­рхню в зерні частково відокремлюються плодові оболонки, борідки та зародки. Змінюючи кут нахилу обертових бил, можна прискорити або сповільнити проходження зернівок в машині, а змінивши від­стань між билами та абразивною поверхнею, — змінити інтенсив­ність лущення зерна.

Цей спосіб використовують переважно для лущення зерна, плівки якого не зрослися з ядром, а ядро досить пластичне і не руйнується при ударі (овес, ячмінь), а також для лущення зерна з крихким яд­ром при одержанні подрібненої крупи (перлової, ячної). Машини, які працюють цим способом лущення, називаються оббивальними.

Третій спосіб лущення полягає у стиранні оболонок внаслідок тертя зерна об шорстку рухому поверхню. Його застосовують для лущення зерна, плівки якого щільно зрослися з ядром (горох, рис, пшениця, кукурудза). Основна машина — лущильна шліфувальна.

Після лущення зерна одержують суміш різних продуктів, які умовно поділяють на п'ять фракцій: перша (основна) — лущене зер­но, або ядро; друга — зерно, що залишається нелущеним; третя — відокремлені зовнішні плівки; четверта — подрібнене ядро; п'ята — борошенце, тобто подрібнені часточки ядер і плівок.

Борошенце і подрібнене ядро розділяють при сортуванні на ре­шетах, а лушпиння відвіюють за допомогою аспіраторів. Важливою технологічною операцією у виробництві крупи є розділення суміші лущеного і нелущеного зерна — круповідокремлення. В крупо-відокремлювальних машинах використовують різницю в масі лу­щених і нелущених зерен, що забезпечує самосортування суміші, за якого лущене зерно опускається в нижні шари суміші, а нелуще-не — залишається на поверхні.

Як правило, лущене зерно (ядро), за винятком гречки, — це на­півфабрикат. Ядро стає крупою після шліфування та полірування, тобто після відокремлення оболонок, що залишилися, і частини алейронового шару. У процесі шліфування поступово стираються зовнішні частинки ядра внаслідок інтенсивного тертя об абразивну або іншу жорстку поверхню та взаємного тертя ядер. Полірування переважно поліпшує зовнішній вигляд крупи, при цьому з поверхні ядра видаляється борошенце, що залишилося після шліфування, згладжуються подряпини, крупа стає світлішою.

Для полірування застосовують ті самі машини, що й для шліфу­вання, використовуючи дрібніший абразивний матеріал.

На сучасних круп'яних заводах поряд з механічною обробкою зер­на застосовують гідротермічну обробку — водою і парою. У цьому разі полегшується відокремлення оболонок при лущенні, знижуєть­ся подрібнення ядер, поліпшуються споживчі якості крупи, скорочу­ється тривалість її варіння і каша стає більш розсипчастою, підви­щується стійкість крупи при зберіганні в результаті інактивації фер­ментів, які викликають псування крупи.

Найпоширенішими способами гідротермічної обробки є: 1) пропа­рювання — сушіння — охолоджування; 2) зволоження — відволо­жування. Першим способом обробляють зерно гречки, вівса і гороху при високій температурі (> 100 °С). Зерно зволожується і прогріва­ється, відбувається часткова клейстеризація деякої частини крох­малю, а також пластифікація ядра, яке стає менш крихким і менше подрібнюється при лущенні та шліфуванні.

При наступному після пропарювання сушінні зневоднюються переважно зовнішні оболонки зерна, які, втрачаючи вологу, стають більш крихкими і легше розколюються при лущенні. Крім того, від­буваються диференційні зміни в зерні, які сприяють відокремлю­ванню оболонок.

Охолодження після сушіння додатково знижує вологість зерна, тому слід враховувати, що холодні оболонки стають більш крихкими.

Другий спосіб (зволоження — відволоження) застосовують пере­важно для обробки зерна пшениці й кукурудзи. Зерно зволожують до вологості 15 — 16 % або в спеціальних апаратах, або в пропарни-ках безперервної дії при низькому тиску пари. Зволожене зерно від­воложують у бункерах протягом 8 год.

Наведемо схему технологічного процесу виробництва гречаної крупи на гречковій крупорушці. Зерно гречки надходить у зерно­очисне відділення на сепаратор, який має три сита: приймальне (уловлювальне) з отворами діаметром 8—10 мм; відсівне з отворами 5 мм; підсівне з отворами 1,8 х 2,0 мм, що забезпечує добре очищен­ня зерна від домішок.

Після проходження через магнітний апарат зерно гречки сорту­ється за крупністю на чотири фракції на двоярусній підсівці із си­тами, діаметр отворів яких становить, мм: першого — 4,1, другого — 3,5, третього — 3,1, четвертого 2,7 — 2,5. Зерно, яке пройшло крізь останнє сито, відносять до відходів. Розсортоване зерно надходить в окремі засіки, а з них — на вальцьо-дековий верстат. Кожну фрак­цію зерна лущать окремо, що дає змогу збільшити вихід ядриці. Пі­сля лущення продукт знову подається на сепаратор (з відповідною заміною сит для кожної фракції) і сортується на чотири частини: крупа-ядриця, крупа-проділ, борошенце і нешеретоване зерно. Останнє направляють у засік, а готову продукцію пропускають крізь магнітний сепаратор.