Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ГИДРОТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПРОСА

Изобретение относится к области мукомольно-крупяной промышленности и может быть применено преимущественно на просозаводах.

Известен способ выработки пшена, включающий очистку зерна проса от примесей, его гидротермическую обработку (ГТО) путем увлажнения водой в увлажнительной машине А1-БШУ-2 до влажности 18,0-24,0%, отволаживания в течение 9-12 ч, сушки при температуре агента сушки 120-150°С в течение 3,5-4,5 мин. После этого зерно шелушат, сортируют и осуществляют контроль качества готовой продукции (см. патент RU 2115476 С1, МПК⁶ В02В 5/02. Способ выработки пшена / Л.В.Анисимова, С.Н.Брасалин, Е.Я.Некрасова. - №96106460/13; заявлено 01.04.96; опубл. 20.07.98; Бюл. №20).

Недостатками известного способа выработки пшена являются повышенные затраты энергии на единицу готовой продукции вследствие того, что, во-первых, увлажнение зерна с помощью увлажнительной машины типа А1-БШУ-2 не позволяет получить необходимый уровень влажности при однократном пропуске зерна через машину, а двукратный пропуск через увлажнительные машины приводит к дополнительным затратам энергии; во-вторых, сушка зерна ведется при высокой температуре агента сушки. Кроме того, длительное отволаживание зерна после увлажнения требует больших производственных площадей для размещения бункеров для отволаживания.

Известен также способ ГТО зерна овса, включающий увлажнение зерна водой, его отволаживание и сушку. Увлажнение зерна проводят при наборе вакуума с остаточным давлением 0,03-0,05 МПа и подаче воды в зерно в течение 10-60 с последующим удалением излишков поверхностной влаги в отжимной колонке. Отволаживание зерна осуществляют в бункерах в течение 2,5-4,0 ч, а сушку - в сушилке при температуре агента сушки 130-160°С до влажности 12-14% (см. патент RU 2169615, МПК⁷ В02В 1/08. Способ гидротермической обработки зерна овса / Л.В.Анисимова, О.И Хомутов, В.Н.Старовойтов, С.О.Хомутов, А.С.Козьмин, О.В.Реммих, В.Н Малышев. - №99119446/13; заявлено 07.09.99; опубл. 27.06.01; Бюл. №18).

Данный способ ГТО невозможно использовать при переработке зерна или ядра проса, что обусловлено повышенными энергозатратами на создание высокой глубины вакуума и применение отжимной колонки для удаления излишков поверхностной влаги и поддержания высокой температуры агента сушки на этапе сушки зерна; кроме того, недостаточное время отволаживания приводит к снижению выхода готовой продукции.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по техническим свойствам и достигаемому результату (прототипом) является способ гидротермической обработки зерна гречихи, включающий увлажнение зерна до влажности 26-31% при наборе вакуума с остаточным давлением 0,02-0,04 МПа и подаче воды в зерно в течение 10-60 с, отволаживание зерна в течение 4-6 ч в бункерах и сушку в сушилке при температуре агента сушки 140-180°С до влажности 12-14% (см. патент RU 2261145, МПК⁷ В02В 1/08. Способ гидротермической обработки зерна гречихи / Л.В.Анисимова, Л.А.Козубаева, О.И.Хомутов, С.В.Якушев. - №2261145; заявлено 24.10.2003; опубл. 27.09.2005; Бюл. №27).

Основным недостатком описанного способа ГТО, приводящим к отсутствию возможности применения способа для ГТО проса, является высокая энергоемкость, во-первых, из-за необходимости создания достаточной для увлажнения зерна гречихи глубины вакуума и последующего снижения влажности зерна при сушке до технологического уровня; во-вторых, из-за того, что создаваемый при увлажнении зерна гречихи вакуум с остаточным давлением 0,02-0,04 МПа приведет к частичному разрушению структуры ядра проса из-за резкого перепада давления воздуха внутри и снаружи ядра при увлажнении, что снизит выход готовой продукции, и переувлажнению зерна или ядра проса, что энергетически не выгодно. Кроме того, времени отволаживания, принятого для зерна гречихи, недостаточно для распределения влаги в зерне или ядре проса, что снизит выход готовой продукции.

В основе изобретения лежит задача снижения энергоемкости процесса гидротермической обработки.

Решение этой задачи достигается тем, что в способе ГТО проса, включающем увлажнение зерна водой при наборе вакуума и подаче воды в течение 10-60 с, отволаживание и сушку, согласно изобретению увлажнение зерна или ядра водой проводят при наборе вакуума с остаточным давлением 0,05-0,07 МПа и подаче воды в зерно или ядро, отволаживание зерна или ядра осуществляют в течение 6-8 ч, а сушку зерна или ядра ведут при температуре агента сушки 100-120°С.

Отличительные признаки предлагаемого способа заключаются в увлажнении зерна или ядра проса водой при более низком вакууме, что уменьшит энергозатараты, изменении времени отволаживания и снижении температуры агента сушки, что также снизит затраты энергии. Это позволит увлажнить зерно или ядро проса до необходимого уровня влажности и обеспечить распределение влаги по внутренним тканям. При последующей сушке в просе пройдут такие химические процессы как частичная денатурация белка, клейстеризация крахмала и другие, что улучшит потребительские свойства готовой продукции, в частности, из-за снижения активности ферментов, в том числе липолитических, повысится стойкость продуктов переработки проса при хранении.

При остаточном давлении ниже 0,05 МПа возможно частичное разрушение структуры ядра из-за резкого перепада давления воздуха внутри него и снаружи, что приведет к снижению выхода готовой продукции при последующей переработке проса. Кроме того, создание более глубокого вакуума повысит затраты энергии на процесс увлажнения проса. При остаточном давлении выше 0,07 МПа зерно или ядро проса недостаточно увлажнятся, вследствие чего на этапе сушки химические процессы, приводящие к улучшению технологических и потребительских свойств, пройдут в недостаточной степени.

При времени отволаживания зерна или ядра проса менее 6 ч влага в зерне или ядре проса не успеет распределиться, что приведет к повышенному растрескиванию ядра на этапе сушки и снизит выход готовой продукции. При отволаживании зерна или ядра проса более 8 ч процесс распределения влаги стабилизируется и дальнейшее увеличение времени отволаживания не приведет к увеличению выхода готовой продукции и улучшению ее потребительских свойств, однако потребуется большая производственная площадь для размещения бункеров для отволаживания.

Температура агента сушки 100-120°С обеспечивает прохождение в ядре проса химических процессов, улучшающих потребительские свойства готовой продукции, и снижение влажности зерна или ядра до технологического уровня; при этом снижаются затраты энергии на сушку проса. Если температура агента сушки будет ниже 100°С, то химические процессы в ядре, влияющие на стойкость муки и крупы при хранении, пройдут в недостаточной степени, поэтому потребительские свойства продуктов переработки проса не улучшатся. Если температура агента сушки будет выше 120°С, то ядро на этапе сушки будет растрескиваться, что снизит выход готовой продукции, но повысит затраты энергии на сушку.

Способ гидротермической обработки проса заключается в увлажнении зерна или ядра проса водой под вакуумом в вакуумной установке, отволаживании в бункерах и сушке в сушилке.

Способ гидротермической обработки проса осуществляется следующим образом.

Зерно проса после очистки, или ядро проса после шелушения, или ядро проса после шелушения и шлифования увлажняют, направляя в вакуумную установку, в которую при наборе вакуума с остаточным давлением 0,05-0,07 МПа подают деаэрированную воду в количестве, обеспечивающем полное погружение в нее находящегося в камере установки зерна или ядра, при этом время набора вакуума и подачи воды в зерно составляет 10-60 с, затем вакуумную установку соединяют с атмосферой и сливают из нее воду. После увлажнения влажность зерна составляет 18-22%, ядра - 22-25%.

Далее зерно или ядро подают в бункеры и отволаживают в них в течение 6-8 ч. Затем зерно или ядро сушат в сушилке при температуре агента сушки 100-120°С до влажности зерна 13,5-14,5%, ядра - 11,5-12,5%. После ГТО зерно направляют на шелушение в вальцедековом станке и далее в соответствии с принятой технологией получения крупы или муки, а ядро - на измельчение в вальцовом станке или других измельчающих машинах и далее в соответствии с принятой технологией получения просяной муки.

Таким образом, использование предложенного способа гидротермической обработки проса позволит снизить энергоемкость осуществления процесса ГТО вследствие уменьшения затрат энергии на операции увлажнения и сушки зерна или ядра.