Технологическая линия производства гречневой крупы. Открытие бизнеса по переработке и продаже круп

До последнего времени выработку круп основывали только на механической технологии, которую в общем виде можно представить следующей схемой: очистка зерна от примесей -- сортирование очищенного зерна по крупности шелушение -- отделение ядра от пленок обработка ядра в различных вариантах в зависимости от рода зерна и сорта получаемой крупы (шлифование, полирование, дробление или плющение) -- сортирование готовой продукции.

Схему используют и на современных крупяных заводах, часто дополняя ее другими приемами. На крупорушках рассмотренную схему применяют в сокращенном варианте.

Для очистки зерна от различных примесей в схему технологического процесса включают аспираторы, триеры, камнеотделительные машины, шасталки (остеломатели), обоечные машины, магнитные установки и др. Существенное значение имеет сортирование зерна после очистки перед шелушением, так как выровненное зерно лучше и легче подвергается шелушению.

Для шелушения зерна используют различные машины: обоечные, где действует принцип многократного удара; шелушильные постава, работающие по принципу сжатия и трения; шелушители с резиновыми вальцами; голлендры, вертикальные шелушители и т.д.

Обработка ядра после шелушения заключается в дальнейшем шлифовании для удаления остатков цветковых пленок. Кроме того, в процессе удаляются плодовые и семенные оболочки, а также зародыш. Крупу, вырабатываемую из зерна многих культур, сортируют по величине на несколько фракций (номеров).

В процессе механической обработки ядро у части зерен не выдерживает оказанных воздействий и дробится. Поэтому при выработке крупы основного ассортимента получают продукты более низкого качества. Лучший вид крупы из гречихи - ядрица, то есть целое ядро гречихи, однако часть зерен всегда дробится и получается дробленая крупа - продел, дающая при кулинарной обработке кашу-“размазню”. Еще большая разница в качестве между целыми шлифованными зерновками риса и дроблеными. При выработке круп образуется и некоторое количество муки - мучки, используемой на кормовые или технические цели. По выходу цельной крупы, дробленки и мучки судят о работе отдельных машин и предприятия в целом.

Для получения более питательных и разнообразных круп в схему технологического процесса современного крупяного завода включают обработку зерна водой и паром, а также варку при высоком давлении. При пропаривании очищенного зерна возрастает прочность ядра, а оболочки делаются более хрупкими, в результате увеличивается выход высших сортов крупы, ускоряется развариваемость.

Еще более повышается пищевая ценность круп при варке в сиропе (из солода, сахара, поваренной соли и других компонентов) с последующим плющением и обжаркой. Кулинарная обработка таких круп-“хлопьев” не нужна. Их потребляют в сухом виде или каким-нибудь напитком (бульоном). Другой способ повышения усвояемости крупы основан на обработке давлением. Так вырабатывают вспученные (взорванные) зерна пшеницы, риса и т.д., увеличенные в объеме в 6-8 раз. Лучшие вспученные зерна получают из стекловидных сортов риса, пшеницы и кремнистых сортов кукурузы. Также из многих видов крупы вырабатывают пищевые концентраты: их смешивают с другими компонентами и обрабатывают до полной или почти полной готовности.

Оценка качества круп

Качество круп и способы определения его нормированы стандартами. К обязательным показателям при оценке круп относят сенсорные (цвет, запах и вкус). В крупах недопустимы вредители. Влажность разных круп должна быть в пределах 12…15,5%. Строго нормируют количество примесей, особенно вредных, испорченного и битого ядра, мучели, металлических примесей и нешелушеных зерен. От содержания их зависят сорт крупы и соответствие продукта требованиям государственного нормирования.

Определяют также кулинарные достоинства крупы. В эту оценку входят цвет, вкус и структура сваренной каши, продолжительность варки и коэффициент разваримости, под которым понимают отношение объема каши к объему крупы, взятой для варки. В зависимости от сортовых особенностей сырья, способов его обработки и ассортимента круп коэффициент разваримости колеблется обычно в следующих пределах: у пшена 4…5,2; круп из гречихи 3,2…4; риса 4,3…5,2; перловых 5,5…6,6; у овсяных 3,3…4,1.

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Крупа в пищевом рационе человека составляет от 8 до 13 % общего потребления зерновых. На крупяных заводах перерабатывают различные виды крупяных культур. Рис, просо, гречиху называют обычно собственно крупяными культурами, так как основную массу зерна этих культур используют для производства крупы. Кроме того, крупу и крупяные продукты изготавливают из семян овса, ячменя, пшеницы, кукурузы, зрелого гороха и др. Ассортимент крупяной продукции достаточно широк – это крупа из целого и дробленого ядра, хлопья и др.

В России наиболее широкой популярностью пользуется гречневая крупа – ядрица и продел. Ядрица представляет собой целое или слегка надколотое ядро, не проходящее через сито с отверстиями размером 1,6×20 мм. Продел – колотое (дробленое) ядро, проходящее через сито 1,6×20 мм и не проходящие через сито № 08. Кроме обычных ядрицы и продела чаще вырабатывают ядрицу и продел быстроразваривающиеся из зерна, подвергнутого гидротермической обработке. Ядрица выпускается трех сортов: первого, второго и третьего; продел на сорта не делится.

В среднем гречневая крупа содержит 12,6 % белков, 2,6 % жиров, 68 % углеводов. По содержанию и соотношению аминокислот белки гречневой крупы полноценнее белков ряда других злаков. Липотропные свойства гречневой крупы и муки давно используются в диетотерапии заболеваний печени, сердечно-сосудистой системы и как общеукрепляющие средство. В современных условиях важным преимуществом гречишного поля считается то, что практически его не надо обрабатывать ядохимикатами, в отличие от других зерновых культур. Поэтому есть основания относить гречневую крупу к экологически чистым продуктам.

Зерно гречихи покрыто сравнительно толстыми плодовыми оболочками. Своеобразная трехгранная форма зерна и соответственно ядра, а также оригинальное расположение крупного (массовая доля до 15 %) зародыша внутри ядра вызывает повышенную хрупкость последнего.

Особенность производства и потребления готовой продукции. Для крупяного производства очень важным свойством зерна является прочность связи наружных пленок (оболочек) и ядра. У зерна четырех крупяных культур: риса, проса, овса и гречихи наружные пленки охватывают ядро, но не срослись с ним. У четырех других культур: ячменя, гороха, пшеницы и кукурузы пленки прочно срослись с ядром по всей его поверхности. Прочность связи оболочек с ядром определяет в значительной мере способы переработки зерна в различные крупяные продукты. Прочность и хрупкость ядра определяют не только методы переработки, но и ассортимент круп (недробленая, дробленая, шлифованная и др.).

Процесс очистки зерна от примесей на крупяных заводах практически основан на тех же принципах, что и в мукомольном производстве. Однако рабочие органы зерноочистительных машин имеют различные установочные и кинематические параметры, наиболее подходящие для того или иного зерна.

В частности, для выделения примесей из гречихи широко применяют сита с треугольными отверстиями. Имеющая трехгранную форму, гречиха проходит через отверстия сит, а равновеликие примеси, имеющие другую форму, например шаровидную или цилиндрическую, через отверстия этих сит не проходят. Обычно гречиху в процессе очистки предварительно калибруют по размеру на две – три фракции на ситах с круглыми отверстиями, а затем каждая фракция отдельно подается на сита с треугольными отверстиями.

Гидротермическую обработку зерна крупяных культур проводят для улучшения технологических свойств зерна: повышение хрупкости оболочек и снижение хрупкости ядра. Кроме того, в результате гидротермической обработки зерна улучшаются потребительские свойства крупы, сокращается продолжительность ее варки, консистенция каши становится более рассыпчатой; повышается стойкость крупы при хранении из-за инактивации ферментов, которые способствуют порче крупы.

При переработке гречихи гидротермическая обработка состоит из следующих основных операций: пропаривание, сушка и охлаждение. Особенность пропаривания гречихи состоит в высокой температуре (свыше 100 °С) нагрева зерна острым паром при избыточном давлении. В результате нагревания и увлажнения ядро зерна пластифицируется, становится менее хрупким, меньше дробится при шелушении. Пластификация ядра связана также с некоторыми химическими преобразованиями. При пропаривании происходит клейстеризации части крахмала, образование небольшого количества декстринов, обладающих клеящими свойствами.

Сушка зерна после пропаривания приводит к обезвоживанию в основном наружной оболочки, которая, теряя влагу, становится более хрупкой и легче раскалывается при шелушении. Кроме того, возникающие в процессе пропаривания и сушки деформационные изменения в составных частях зерна приводят к отслаиванию оболочек.

Охлаждение после сушки дополнительно снижает влажность зерна, холодные оболочки более хрупки. В то же время необходимо исключить излишнюю сушку зерна, которая может привести к обезвоживанию ядра и повышению его хрупкости.

Калибрование зерна предназначено для разделения зерна по размерам на фракции. Из калиброванного зерна можно более тщательно выделить примеси. Для близких по размерам зерен можно более точно подобрать рабочий зазор в шелушильных машинах, что повысит эффективность шелушения. При производстве гречневой крупы калибрование зерна перед шелушением необходимо для крупоотделения, т. е. разделения нешелушенных и шелушенных зерен.

Особенностью технологической схемы переработки гречихи является раздельное шелушение и сортирование продуктов шелушения каждой фракции.

Шелушение зерна – процесс отделения наружных оболочек (пленок) с поверхности ядра. Выбор способов шелушения зависит от строения зерна, прочности связи оболочек и ядра, прочности ядра, а также ассортимент вырабатываемой продукции. Основным продуктом при переработке гречихи является крупа из целого ядра, поэтому при шелушении стремятся избежать чрезмерного его дробления. Наиболее успешно это достигается, если основным способом воздействия рабочих органов шелушильной машины на зерно является сочетание сжатия и сдвига.

В такой машине зерно сжимается между двумя поверхностями, расстояние между которыми несколько меньше размера целого зерна, но больше размера ядра. При работе машины происходит сжатие и раскалывание оболочек, а вследствие относительного движения поверхностей их сдвиг и отделение от ядра. Естественно, такое воздействие на зерно целесообразно в тех случаях, когда оболочки зерна не срослись с ядром.

Сортирование продуктов шелушения заключается в разделении смеси различных частиц, полученных при шелушении зерна. С некоторой долей условности эту смесь можно разделить на пять фракций: основная фракция – шелушенное зерно (ядро); вторая фракция – нешелушеное зерно; третья фракция – лузга, т. е. отделившиеся в процессе шелушения оболочки и пленки; четвертая фракция – дробленое ядро определенных размеров; пятая фракция – мучка, т.е. смесь мелких частиц ядер и оболочек.

Крупоотделением называется разделение шелушенных и нешелушенных зерен. Данный процесс может применяться при переработке только тех культур, у зерна которых наружные оболочки (пленки), удаляемые при шелушении, не срослись с ядром, а именно: риса, овса, гречихи и проса. В этом случае в продуктах шелушения будут присутствовать только полностью шелушенные и нешелушенные зерна, что позволяет теоретически и практически произвести их разделения.

Чем больше различия зерен и ядер, тем эффективнее по этому признаку можно их разделить. У большинства культур такое различие невелико, лишь у гречихи оно довольно существенно, причем в наибольшей степени в диаметре описанной окружности. Величина этого различия, как правило, не менее 0,5 мм.

Если бы все зерна имели одинаковые размеры, то смесь шелушенных и нешелушенных зерен могла быть разделена достаточно просто. Но в реальном зерне размеры отдельных зерен колеблются от 3 до 5 мм. Чтобы крупоотделение стало возможным, необходимо резко снизить разницу в размерах самих нешелушенных зерен, выполнив операцию калибрования.

Нормы выхода готовой продукции при переработке пропаренной гречихи составляют: крупа ядрица 62 %, крупа продел 5 %.

Стадии технологического процесса. Производство гречневой крупы состоит из следующих стадий и основных операций:

– очистка зерна от примесей;

– гидротермическая обработка зерна (пропаривание, сушка и охлаждение);

– калибрование и шелушение зерна;

– сортирование продуктов шелушения, крупоотделение и контроль крупы;

– упаковывание крупы в потребительскую и торговую тару.

Характеристика комплексов оборудования. Линия начинается с комплекса оборудования для очистки зерна от примесей, в состав которого входят весы, воздушно-ситовые сепараторы, камнеотделители и магнитные сепараторы, рассевы, аспиратор и триер – овсюгоотборник. Второй комплекс оборудования предназначен для гидротермической обработки зерна и включает пропариватель, сушку и охладитель зерна.

Ведущий комплекс оборудования для получения крупы содержит группу рассевов для калибрования зерна, вальцедековые шелушильные станки, рассевы для разделения продуктов шелушения и аспираторы. В состав завершающего комплекса оборудования входят рассевы, аспираторы, падди – машины для контроля ядрицы и продела, фасовочные машины для упаковывания этих продуктов в пакеты, а пакеты – в короба.

На рис. 2.2 показана машинно-аппаратурная схема линии производства гречневой крупы.

Устройство и принцип действия линии. Исходное сырье из производственных бункеров 1 взвешивают на автоматических весах 2 и подают в воздушно-ситовые сепараторы 3 для отделения крупных, мелких и легких примесей, а также в камнеотделитель 4 для отбора минеральных примесей.

Для очистки зерна гречихи от трудноотделимых примесей, представляющих собой семена сорных растений, используется система крупяных рассевов 5 . Преимущественно применяется схема ситового сепарирования с использованием сит с круглыми, продолговатыми и треугольными отверстиями в сочетании с фракционированием, чтобы достаточно полно выделять основную массу примесей. Принципиальная направленность схемы заключается во фракционировании зерна на ситах с круглыми отверстиями с последующим просеиванием фракций на ситах с продолговатыми и треугольными отверстиями, размеры которых подбирают исходя из крупности зерна. Так, для мелкой фракции, полученной проходом сит с круглыми отверстиями Æ 4…4,2 мм, применяют сита с продолговатыми отверстиями размером 2,2…2,4´20 мм и сита с треугольными отверстиями размером 5…6 мм. Для крупной фракции, полученной сходом с указанного сита, применяют сита с отверстиями размером соответственно 2,4…2,6´20 мм и 7…8 мм. На ситах с продолговатыми отверстиями высеиваются такие примеси, как мелкие зерна пшеницы, ячменя, овса, на ситах с треугольными отверстиями – дикая редька, вика и т.п.

Рис. 2.2. Машинно-аппаратурная схема линии производства гречневой крупы

Легкие примеси отделяют в аспираторе 6 , а оставшиеся длинные примеси – в триерах – овсюгоотборниках 7 с размерами ячеек 6…7 мм и накапливают очищенное зерно в бункерах 8 , расположенных над пропаривателем.

Пропариватель периодического действия 9 предназначен для обработки зерна при высоком давлении пара. Пропариватель представляет собой сосуд вместимостью 1 м 3 , в который подачу зерна и пара повторяют в строгой последовательности по заранее заданному циклу. Гречиху пропаривают при давлении пара 0,25…0,30 МПа в течение 5 минут. После пропаривания влажность зерна составляет 18…19 %.

Для сушки пропаренного зерна используют вертикальную паровую сушилку контактного типа 10 , в которой нагревание зерна происходит посредством его контакта с паровыми трубами. Сушка проводится до влажности зерна 12,5…13,5 %, после чего его охлаждают в охладительной колонке 11 при температуре не выше 6…8 ºС.

Перед шелушением гречиха делится на 3…6 фракций крупности. Последняя цифра относится к крупным промышленным предприятиям, первая – к агрегатам и предприятиям малой мощности. Чаще всего для калибрования зерна применяют крупяные рассевы 12 , причем технологическая схема калибрования зерна предусматривает многократный пропуск (особенно крупных) фракций через рассевы. На эту операцию выделяется половина всей просеивающей поверхности крупозавода, что свидетельствует о ее важном значении.

Разделение на фракции должно происходить с высокой точностью, заключающейся в том, чтобы при высеивании зерна какой-либо фракции в ней оставалось как можно меньше более мелких (не свыше 2,5 %) зерен. При делении зерна на 6 фракций обычно используют следующий набор сит с круглыми отверстиями Ø 4,5…4,2…4,0…3,8…3,6…3,3 мм. Сходом с 1-го сита получают 1-ю фракцию зерна, проходом первого и второго сита – 2-ю фракцию и т.д. Разница в размерах нешелушенных зерен во фракциях не превышает 0,2…0,3 мм.

Наряду с указанными выше ситами в рассевах устанавливают сита с треугольными отверстиями, размер которых подбирают в зависимости от крупности фракций. Сходом с этих сит дополнительно отделяют трудноотделимые примеси.

От эффективности системы калибрования зависит содержание нешелушенных зерен, а также некоторых примесей в готовой крупе.

Шелушение зерна гречихи производится в вальцедековых станках 13 , вальцы и деки которых покрыты абразивным материалом. В связи с высокой хрупкостью ядра зерно шелушат очень осторожно при сравнительно низкой эффективности шелушения.

Гидротермическая обработка позволяет более интенсивно шелушить зерно, при этом в продуктах шелушения содержание дробленого ядра с 2,5…3,5 % снижается до 1,5…2,5 %.

Невысокая эффективность шелушения зерна обеспечивает сравнительно малую дробимость ядра. В то же время при такой эффективности шелушения существенно возрастает оборот продукта в системе шелушения. Это не столь существенно для мелких фракций, так как количество зерна в них, как правило, не превышает нескольких процентов.

Сортирование продуктов шелушения производят в крупяных рассевах, в которых разделяют нешелушенные зерна, ядрицу, продел с мучкой. Нешелушенные зерна, полученные сходом с сит, размер отверстий которых на 0,2…0,3 мм меньше размеров отверстий сит, сходом с которых получена данная фракция, после отделения из них лузги в аспираторах возвращают на повторное шелушение в тех же вальцедековых станках. Направлять нешелушенные зерна в вальцедековые станки других фракций нельзя.

Сходом с сит с отверстиями размером 1,7 (1,6)×20 мм получают ядрицу с небольшим количеством лузги. Эти продукты с систем переработки всех фракций объединяются и направляются на контроль ядрицы. Проходы этих сит представляют собой смесь продела, мучки и лузги, которая со всех систем объединяется, и направляются на контроль продела.

Контроль крупы осуществляют в рассевах 16 , где на ситах с круглыми и треугольными отверстиями выделяют дополнительно примеси, а на ситах с отверстиями размером 1,6×2,0 мм - продел и мучку, направляемые на контроль продела. Ядрицу получают сходом с сита с отверстиями 1,6×20 мм. После провеивания крупы в аспираторах 17 с целью дополнительного выделения примесей ядрицу пропускают через падди-машину 18 , а затем через магнитный сепаратор 19 .

Готовую крупу ядрицу после взвешивания на весах 20 загружают в силосы 21 . Из них обеспечивают отпуск крупы в фасовочные машины 22 для упаковки в пакеты. Пакеты с крупой укладывают в ящики на машине 23 и передают на склад.

Для контроля и упаковывания продела применяется преимущественно аналогичное оборудование (на схеме не показано). При контроле продела сходом с сита с отверстиями размером 1,6×20 мм выделяют ядрицу, направляемую на контроль ядрицы, проходом сита № 08 – мучку, сходом – продел. Продел просеивают для отделения лузги, но, так как крупные части лузги и мелкие частицы продела имеют близкие аэродинамические свойства, для более эффективного выделение пленок продел предварительно делят на две фракции обычно на ситах № 1,4 и каждую фракцию провеивают раздельно, после чего их объединяют в один продукт. В проделе могут быть шелушенные семена дикой редьки, имеющие шаровидную форму. Их выделяют на ситах.

Выделенная при провеивании нешелушенных зерен, а также полученная с контроля ядрицы и продела лузга в свою очередь контролируется в просеивающих и провеивающих машинах.

Основная задача переработки зерна в крупу - максимальное удаление внешних покровов зерна, которые не усваиваются в организме человека. Зерно без оболочек проще и быстрее приготовить. Качество крупы определяется как природными особенностями, так и технологией переработки зерна. Обыкновенные крупы получают по традиционной технологии, а для круп быстрого приготовления требуются дополнительные технологические операции.

Традиционная технология получения крупы

Качество и ассортимент крупы формируется в процессе ее производства (рис. 2.1). Процесс производства крупы можно разделить на два этапа: предварительный (подготовка зерна к переработке) и основной (получение крупы).

Подготовка зерна к переработке. Примеси, входящие в состав зерновой массы, предназначенной для переработки в крупу, могут значительно ухудшить качество готового продукта. Поэтому сначала производят очистку зерна от органических и минеральных примесей, семян сорных растений, дефектных и мелких семян основной культуры. Примеси отличаются от основного зерна линейными размерами, формой, плотностью. В зависимости от вида примесей применяют различные способы очистки. Для разделения зерен, отличающихся размерами от основной культуры (крупные и мелкие примеси), используют сита - металлические, шелковые, из полиамидных волокон и др., являющиеся рабочими

Классификация и ассортимент круп

Таблица 2.1

Название зерновой культуры	Вид крупы	Разновидности	Товарный сорт	Марка	Номер	Нормативный документ
		Рис шлифованный	«Экстра», высший, первый, второй,третий			ГОСТ 6292-93
		Рис дробленый	Не делится
	Гречневая		первый, второй, третий
			Не делится
		Пшено шлифованное	Высший, первый, второй, третий
		Недробленая шлифованная	Высший, первый, второй
		Плющеная	Высший, первый, второй
		«Геркулес»
		Лепестковые
		«Экстра»
	Ячменная	Перловая
	Полтавская	Шлифованная
		Шлифованная
Кукуруза	Кукурузная	Шлифованная
		Шлифованный целый	первый, второй
		Шлифованный колотый	первый, второй

органами различных просеивающих машин. Для отделения легких примесей, пленок, щуплых зерен используют воздушный поток (сепарирование). Для отделения коротких и длинных примесей применяют машины, называемые триерами (куколеотборочные и овсюгоотборочные машины). Минеральные примеси (галька, комочки земли, руды и др.), имеющие такой же размер, как основное зерно, но отличающиеся от зерна более высокой плотностью, отделяют на камнеотделительных машинах по принципу самосор- тирования. Металломагнитные примеси (гвозди, шурупы, гайки и т.д.), которые могут попасть в зерно в процессе его переработки, удаляют на магнитных или электромагнитных сепараторах, которые обычно устанавливают в нескольких местах по ходу технологического процесса.

Для получения высококачественной крупы и увеличения ее выхода могут использовать гидротермическую обработку зерна (ГТО) - увлажнение и пропаривание в течение 3-5 минут, затем высушивание до влажности 12-14%. В результате разрушаются клеящие вещества в пленках и оболочках зерна, в периферийных слоях эндосперма происходит частичная клейстеризация крахмала. У овса удаляется присущая ему горечь. ГТО инактивирует ферменты, в том числе липазу и липоксигеназу, которые способствуют прогорканию жира, тем самым предотвращается появление в крупе горечи. Почти полностью прекращается дыхание. Цветковые пленки овса, риса и плодовые оболочки гречихи, пшеницы, кукурузы становятся более эластичными, а ядро - более прочным, что облегчает шелушение зерна и обеспечивает увеличение выхода недробленой крупы. ГТО не только улучшает процесс переработки зерна, но и в ряде случаев приводит к улучшению цвета крупы, изменению ее вида, повышению потребительских достоинств, а также стойкости при хранении. На приготовление каш из крупы, полученной после ГТО зерна, затрачивается меньше времени.

Степень увлажнения зерна зависит от давления пара и длительности пропаривания, начальной влажности и температуры зерна. С повышением давления и продолжительности воздействия влажность зерна увеличивается, преобразования в нем становятся более существенными. Однако чрезмерное давление пара и продолжительность пропаривания могут привести к порче ядра, - в таком случае крупа становится очень темной и плохо разваривается.

ГТО используют при переработке: овса - инактивируются ферменты, облегчается шелушение; гречихи быстроразвариваю- щейся - увеличивается выход крупы, изменяется цвет, сокращается продолжительность варки; гороха - исчезает специфический бобовый запах и привкус; пшеницы и кукурузы - увеличивается выход фракций крупной крупы; риса (иногда) - получается крупа с более высоким содержанием витаминов и минеральных веществ.

ГТО обычно не используют при переработке ячменя, проса и тра диционного риса, так как последний быстро приобретает желто ватую окраску (см. рис. 2.1).

Рис. 2.1

Сортировка зерна по размеру производится с целью увеличения выхода целой крупы и облегчения отделения шелушенных и не- шелушенных зерен.

Основной этап - получение крупы - заключается в шелушении и шлифовании, сортировании продуктов.

Шелушение - удаление грубых цветковых пленок (для пленчатых), плодовых (для голозерных) или семенных (для гороха) оболочек. В результате уменьшается количество неусвояемых веществ клетчатки и пентозанов. В зависимости от анатомического строения зерна и прочности связи ядра и оболочек используют разные способы шелушения. Шелушение зерна можно осуществлять за счет его сжатия и сдвига оболочек (рис. 2.2 а). Зерно попадает между двумя рабочими поверхностями с расстоянием меньше размера зерна. При этом зерно сжимается, оболочка раскалывается, и в результате движения одной поверхности относительно другой происходит сдвиг расколовшихся частей. Такой способ используется для шелушения зерна тех культур, у которых пленки или плодовые оболочки не прочно соединены с ядром (рис, гречиха, просо, овес).

При обработке зерен, имеющих нехрупкое зерно (овес), или при получении дробленой крупы из ячменя, пшеницы, кукурузы используют другой способ шелушения - многократный и однократный удар (рис. 2.2 б). Сила ударов должна быть достаточной

Рис. 2.2. Способы шелушения зерна: а - сжатие и сдвиг; б - однократный (1) и многократный (2) удар; в - интенсивное истирание оболочек для того, чтобы расколоть оболочки или отколоть их от ядра частями, но недостаточной для того, чтобы разрушить зерно.

Третий способ заключается в постепенном снятии оболочек в результате трения зерна о какую-либо шероховатую поверхность (абразивную, металлическую). Расстояние между двумя поверхностями значительно больше размеров зерна (рис. 2.2 в). Зерно, находящееся вблизи шероховатой поверхности, трется об нее, постоянно перемещаясь и многократно переворачиваясь. В результате у каждого зерна со всех сторон снимаются оболочки. Такой способ применяют для зерна, у которого оболочки плотно соединены с ядром (ячменя, пшеницы, кукурузы и гороха).

Процесс шелушения должен обеспечивать максимально полное отделение цветковых пленок и оболочек при минимальном дроблении ядра. В результате шелушения зерна в шелушильных машинах получают смесь продуктов, основным из которых является шелушенное зерно или ядро, освобожденное от наружных пленок и оболочек. Этот продукт превращается в крупу после отделения от полностью или частично нешелушенного зерна, цветковых пленок и оболочек, мучки, дробленого ядра, для чего проводят просеивание. Выделенные нешелушенные зерна направляют на повторное шелушение, а шелушенное ядро - на дальнейшую обработку (шлифование).

Шлифование - это удаление с поверхности целого ядра оставшихся плодовых, а также частично семенных оболочек и зародыша. При выработке дробленой крупы из пшеницы, ячменя и кукурузы шлифование проводят для придания шаровидной или овальной формы крупе. Шлифуют ядро либо на специальных шлифовальных машинах, либо используют для этой цели некоторые шелушильные машины. Шлифование осуществляют трением ядра об абразивную поверхность рабочих органов машин и между собой. При этом удаляется часть эндосперма. В результате изменяется химический состав: уменьшается содержание клетчатки, жира и белка, а содержание крахмала увеличивается. Повышается усвояемость крупы, улучшаются вкусовые и кулинарные свойства (скорость разваривания и увеличение объема при варке).

При получении гречневой крупы операция шлифования исключается (см. рис. 2.1), так как шелушенное ядро гречихи представляет собой готовую крупу.

После шлифования кроме крупы образуется некоторое количество битого ядра и мучки - их необходимо удалить просеиванием, чтобы повысить качество крупы. Одновременно при получении круп из ячменя, пшеницы, кукурузы происходит разделение по крупности (номер).

Выход разных видов крупы определяется природными особенностями зерна, качеством сырья и технологией переработки. Наибольший выход - у гороха шлифованного - 73%, наименьший - у перловой и кукурузной шлифованной крупы - 40%. У остальных круп выход составляет 63-66%.

Процесс выработки крупы состоит из последовательного ряда операций, каждая из которых влияет на состав и свойства получаемых продуктов.

Очистка зерна от примесей производится для того, чтобы удалить легкие, мелкие и крупные примеси, металлопримеси и щуплые зерна.

Для некоторых культур (овес, гречиха, горох, кукуруза) после очистки зерна применяют гидротермическую обработку, в процессе которой зерно увлажняют и пропаривают при давлении пара 1,5-3 кг/см 2 в течение 3-5 мин, а затем высушивают до содержания 12-14 % влаги. При такой обработке ядро приобретает большую механическую прочность, а пленки и оболочки становятся более хрупкими. Гидротермическая обработка облегчает обрушивание зерна и способствует увеличению выхода недробленой крупы. Пропаривание зерна приводит также к инактивации ферментов, вызывает снижение содержания водорастворимых и летучих веществ. Питательная ценность крупы и ее стойкость при хранении улучшаются, а продолжительность варки сокращается.

Обрушивание, или шелушение , производится для удаления цветочных пленок (просо, ячмень, овес, рис), плодовых (гречиха, пшеница) или семенных оболочек (горох). Освобожденное ядро превращается в пригодный для использования в пищу продукт. В нем резко снижается количество неусвояемых веществ — клетчатки и пентозанов (соответственно 82-92 % и 61-75 % их первоначального содержания).

Для увеличения выхода цельного ядра и повышения эффективности процесса шелушения зерна некоторых культур (гречиха, горох, просо, овес) перед шелушением проводят сортировку на фракции по размеру.

Сортировка продуктов шелушения необходима для разделения шелушенных и неошелушенных, битых ядер, лузги и мучки. Он увеличивает выход крупы, улучшает се внешний вид.

Шлифование и полирование

При переработке проса, овса и кукурузы их шлифуют, а рис, горох, ячмень и пшеницу — шлифуют и полируют.

При шлифовании с поверхности шелушенного и дробленого зерна удаляются плодовые и семенные оболочки, частично алейроновый слой и зародыш, а также опушение, покрывающее ядро некоторых культур, например овса. Шлифование улучшает внешний вид, сохраняемость и кулинарные свойства крупы. Шлифованные и полированные крупы быстрее варятся, имеют лучшую консистенцию, цвет. Однако шлифование снижает биологическую ценность крупы, так как с клетчаткой и пентоза- нами удаляется значительная часть витаминов, полноценных белков, минеральных веществ и липидов, находящихся в зародыше, алейроновом слое и наружных частях мучнистого ядра.

При полировании стекловидный рис и горох приобретают более приятный внешний вид (гладкая полированная поверхность), а у перловой и пшеничной номерной крупы заметно округляются крупинки, становятся более шаровидными.

Очистка и сортировка

Перед выбоем крупу очищают от металлопримесей, контрольно провеивают и просеивают. Выход крупы составляет 45-73 % партии зерна.

Промышленность способна выработать более 30 видов крупы различных культур, а с учетом искусственных — более 40 видов. Однако на практике ее ассортимент намного уже. Связано это с недостаточным обеспечением сырьем для ее производства.

Крупы относятся к товарам первой необходимости, и с каждый год характеризуется ростом спроса на эти продукты. Если открыть бизнес на производстве и фасовке круп, то найти сейчас нишу в реализации своей продукции будет несложно. Предпринимательство по переработке и фасовке этого сыпучего товара обычно начинают с трёх видов крупяных культур. Если ограничиться в ассортименте меньшим количеством видов товара, то можно в годы неурожая на выбранную культуру потерпеть существенные убытки. Потом, при наращивании масштабов бизнеса и решившись открыть завод по производству круп в России, предприниматели включают в ассортимент своей продукции всё новые сорта культур. Это позволяет получать большую и более стабильную прибыль.

Наша оценка бизнеса:

Стартовые инвестиции — 2 000 000 рублей.

Насыщенность рынка — средняя.

Сложность открытия бизнеса — 5/10.

Технологические особенности производства круп

Технология производства крупы не очень сложна, но эти продуктовые изделия у каждого производителя могут сильно отличаться как своим видом, так и качеством. Даже на магазинной полке одна и та же крупа, полученная на разных предприятиях, отличается и внешним видом, и ценой. Такое отличие особо заметно благодаря прозрачной упаковке для сыпучего товара.

Технологический процесс производства круп делится на несколько действий:

• получение крупы;
• подготовительные операции до переработки;
• переработка;
• дробление и шлифовка.

При готовности сырья к переработке происходит его очистка от примесей различного состава. От круп отделяют семена сорняков, дефектные семена самой крупяной культуры.

В процессе переработки культуры её зёрна проходят гидротермическую обработку, во время которой на несколько минут они пропариваются, а потом сразу же высушиваются до 13 % влажности. В это время в покрытиях каждого зёрна происходит разрушение клеющего состава, а во внешних оболочках происходит частичная клейстеризация вещества по крахмальному типу. В это время при производстве овсяной крупы в ней исчезает горечь, а цветковые плёнки при производстве гречневой крупы становятся мягкими, что позволяет ядрам набрать больший прочностной уровень. После этого процесс шелушения зёрен становится более лёгким и крупяные зёрна на выходе в основном получаются цельными, не дроблёными. Заключительный этап – шелушение, шлифовка и сортировка готового продукта.

После гидротермической обработки в производстве перловой крупы при приготовлении из неё каш будет затрачено намного меньше времени. Во время шелушения зерна происходит снятие с него грубого покрова или оболочки. При этом значительно уменьшается масса неусвояемых составляющих веществ в виде пентозана и клетчатки. При производстве пшеничной крупы дробление зерна способствует уменьшению времени на кухонную готовку каши или других блюд.

Если рассматривать технологические схемы производства круп, то в каждой технологии выработки продукта используется несколько вариантов в зависимости от машин, которые используются в процессе. Несколько вариантов и их сочетание применяются при шелушении и шлифовке зерна. Например, при производстве рисовой крупы цикл обработки сырья может быть существенно сокращён за счёт использования машин А1-ЗРД для шелушения зерна и аппаратов А1-БШМ-2,5 для его шлифовки.

Существующие ранее технологии обработки сырья основывались на механическом воздействии, происходящем по следующей схеме:

• очистка требуемого количества сырья от примесей;
• сортировка полученного зерна по размеру;
• шелушение зерна;
• отделения зерновых ядер от плёночных оболочек;
• сортирование продукта в стадии полной готовности.

Такие схемы и сейчас работают на отдельных крупных предприятиях, но в их технологические процессы уже добавляются отдельные дополнительные приёмы и процедуры. Самый краткий вариант получения готового товара – обработка зерна в крупорушке. Но теперь в процесс очистки уже добавляются такие устройства, как триеры, аспираторы, сепарирующие агрегаты и механизмы камнеотборки. Очень важно перед шелушением зерна произвести его тщательную сортировку, так как зерна одного размера лучше очищаются от своих внешних оболочек.

Технологическая схема производства крупы из гречки с помощью крупорушки

Для шелушения чаще всего используются такие аппараты, как обоечные машины, основанные на многократных ударах по поверхности зерна. Если процесс происходит на вальцевальной машине, то оболочка отделяется за счёт трения и сжатия зёрен между двумя поверхностями. А когда одна из этих поверхностей начинает периодически перемещаться, то начинается раскалывание оболочек.

Деформация сдвига используется и в специальных шелушащих машинах, оснащённых валиками из резины. Кроме перечисленных способов шелушения применяются ещё шелушители вертикальной планировки, где также используется приём трения зёрен друг о друга.

А вот выбор типа применяемых для шелушения машин диктуется техническим оснащением цеха по производству круп, его производительностью. Приходится ещё принимать в учёт и свойства используемого зерна, как физические, так и саму анатомию зерновки. В итоге получается, что применение обоечных машин ограничено производством ячневой крупы и овсяной. А вот для производства манной крупы, крупы из проса и гречки больше подходят станки вальцедекового действия.

И всё же получается, что после прохождения через крупорушки, некоторые части зерна остаются недостаточно обработаны, на них наблюдаются остатки различных поверхностных плёнок. Удаление этих покрытий происходит уже шлифованием зерна, при котором ещё происходит удаление зерновых зародышей, плодовых и семенных покрытий. После такой обработки приготовление блюд из продукта становится очень технологичным и простым. Красивый внешний вид, товарную фракцию зерну придаёт полировка на голлендрах и на поставах. Процессы полировки и шлифовки также происходят за счёт трения зёрен о перемещающиеся плоскости оборудования специального назначения. Это касается и производства кукурузной крупы. Чем лучше внешний вид крупы, тем чаще на неё обращают внимание покупатели в магазине, тем выше спрос и короче оборот средств предпринимателя.

Сортировка зёрен различных культур на фракции выполняется для того, чтобы выделить отдельные группы и присвоить им фракционные номера. Линии производства крупы обычно перловую крупу и кукурузную сортируют на пять номеров, а вот ячменная может сортироваться лишь на три номера.

При механической обработке зерна отдельные ядра не сдерживают нагрузку и раскалываются на несколько частей. Такой эффект вынуждает производителя делить свою продукцию на сорта, которые включают и низкокачественные продукты. Например, крупу из гречки делят на ту, где все зёрна остаются целыми. Это – ядрица. А вот если ядра рассыпаются, дробятся, то уже получается дроблёная крупа – продел. Каша из такой крупы имеет худший товарный вид, иногда в народе её называют «размазнёй». Ещё большую разницу имеют целые и дроблёные сорта рисовой крупы.

При переработке круп образуются и нестандартные зёрна в виде сечки и муки. Это уже отходы производства, которые используются как фураж или для других, технических целей. Вся работа предприятия, его эффективность как раз и оценивается по процентному выходу отходов из переработанного крупяного сырья.

Промышленность крупяной отрасли шагает вперёд вместе с техническим прогрессом человечества, в ней с каждым годом используется всё больше новых технологий и технических приёмов переработки сырья. Это позволяет получить более широкий ассортимент товаров, отличающихся по вкусу и питательности. Наряду с механической обработкой круп используются и такие методы, как обработка водой и паром. Входит в технологию и проварка круп под высоким давлением, что способствует увеличению прочности зерновых ядер при уменьшении прочности их оболочек. При этом происходит значительный рост выхода продукции высших сортов, а сама дальнейшая процедура приготовления каш потребителем на кухне значительно сокращается.

Применяется и способ обработки круп в сиропе с последующим плющением и обжариванием, при котором пищевая ценность продукта значительно увеличивается. Получившиеся хлопья крупяного состава можно без всякой дополнительной обработки употребляться в пищу как в виде киселей, так и с молоком. Возможно употребление этих продуктов и в сухом виде.

Последние достижения технологии крупяной промышленности – обработка давлением как новый этап производства. При этом зёрна круп взрываются изнутри, увеличиваясь в размерах примерно в шесть раз. Больше подвержены такому вспучиванию рис, пшеница и ещё некоторые культуры. Из таких круп вырабатываются уже готовые пищевые концентраты высокого качества.

Фасовка круп

Фасовочный автомат

Большим спросом в настоящее время пользуется оборудование для фасовки круп. С появлением в продаже крупяных товаров быстрой готовки очень большую популярность приобрели помещаемые в плотную коробку из картона пакеты для фасовки крупы по 250 граммов. Этот вид упаковки замечательно хранит крупу, изменения влажности окружающего воздуха не влияют на её свойства и длительность хранения. Ведь эти пакетики герметичны. На них очень удобно печатать логотипы компаний-производителей товара, любую нужную покупателю информацию о качестве продукта и сроках его годности. Оригинальный дизайн такой упаковки делает товар конкурентоспособным на рынке продуктов. Виды упаковки круп зависят от оборудования, на котором выполняется фасовка материала. Но их объединяет общее свойства – в упаковке стандартного типа продукция должна хорошо храниться и иметь привлекательный для покупателя внешний вид.

Даже нельзя и представить на современном продуктовом рынке продажу круп без упаковок, хотя не очень давно именно так они и продавались. В настоящее время для целей упаковки и фасовки крупяных товаров выпускается различное упаковочно-фасовочное оборудование. Станки для фасовки крупы выполняют расфасовку товара в красивые, удобные упаковки. Эти упаковки строго регламентируются ГОСТами РФ, а особенности их позволяют вести учёт движения товара на продуктовом рынке России. Автоматы для упаковки круп выполняют фасовку товара на высоком технологическом уровне. Разработаны специальные системы управления, которые способны осуществлять диагностические действия по отношению к оборудованию для упаковки крупы, проверять его точность и безупречность в работе.

При фасовке круп используется техника, гарантирующая высокую точность дозирования.

Пленка для фасовки круп позволяет производить термосваривание пакетов на аппарате-заклейщике. Буквально незаменимым помощником в упаковочном деле является фасовочный аппарат для сыпучих продуктовых материалов. Без такого оборудования в настоящее время даже трудно представить процесс фасовки и упаковки того количества крупяных изделий, которое поступает на современный рынок продуктов. Оно с успехом заменило человеческие руки и старые материалы в упаковке для крупы, облегчило условия труда обслуживающему персоналу предприятия.

Только один рабочий нужен для того, чтобы управлять современной линией фасовки крупы. Он лишь программирует работу станков-автоматов и следит за их работой. Также оператор регулирует скорость заполнения упаковок, задаёт их общее количество. В случае поломок он первым обнаружит отклонения в системе работы станка и своевременно сделает заявку на отладку и регулирование оборудования.

Средняя стоимость оборудования для переработки и фасовки круп составляет около 2 000 000 рублей. Цех, оборудованный для суточного производства в 3 000 кг упакованных круп, даёт прибыль около 60 000 рублей в месяц. При рентабельности в 6% срок окупаемости первичных затрат составляет около 2,5 лет.

Компании-поставщики оборудования для фасовки и упаковки круп берут на себя обязательства по гарантийному обслуживанию своих аппаратов, ремонт обязуются выполнять в самые короткие сроки, чтобы предприятие не терпело в связи с этим никаких серьёзных убытков.