способ производства крупы из зерна ржи

Формула изобретения

Способ производства крупы из зерна ржи,включающий шелушение зерна ржи, очищенного от примесей, сепарирование продуктов шелушения с отбором отрубей, дробление шелушеного ядра, шлифование дробленого ядра и сортирование продуктов шлифования с получением ржаной крупы и ржаной муки, при этом на операции шелушения используют вертикальную шелушильную машину с крупным абразивом, а на операции шлифования - горизонтальную шлифовальную машину с более мелким абразивом, крупные отруби отбирают из схода с обечайки шелушителя, а мелкие отруби - из прохода обечайки шелушителя, дробление шелушеного ядра ведут в дробилке ударного действия с последующим шлифованием продуктов дробления и разделением продуктов шлифования на конечные продукты: номерную ржаную крупу и ржаную муку хлебопекарную.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к выработке крупы из зерна ржи, считающейся второй по значимости после пшеницы хлебной культурой. Из ржи вырабатывают хлебопекарную муку на мукомольных заводах ржаного помола. Крупу из зерна ржи у нас не производят. Данное изобретение рекомендуется к использованию в крупяной промышленности.

В общем рационе потребления хлеба, крупы и макаронных изделий рожь производственного назначения составляет по действующим нормам около 30%, что соответствует 40 кг в год на душу населения. Фактически же в наши дни этот показатель находится на уровне 10-13%, т.е. 15-17 кг в год. Заметим, что в царской России валовой сбор ржи в 1913 году составлял 23,2 млн. т, а к 2006 году он упал до 2,96 млн. т. Тогда потребление ржи на душу населения составляло 142 кг в год, больше, чем потребление пшеницы, - 114 кг в год. При этом отмечали, что однообразное питание ржаным хлебом никогда не приводило в авитаминозам потому, что он в значительной степени соответствует потребностям человеческого организма.

Действительно, белок ржи в сравнении с белком пшеницы легче переваривается и лучше усваивается организмом и, несмотря на несколько меньшее его количество, биологическая ценность его заметно выше пшеничного, т.к. он лучше сбалансирован по незаменимым аминокислотам.

Особенностью углеводного комплекса ржи является наличие слизистых веществ, хорошо растворимых и набухающих в воде. Другая его особенность состоит в высоком содержании пищевых волокон, являющихся основной пищей для микрофлоры кишечника человека, а кишечные бактерии синтезируют недостающие в организме витамины и гормоны, формирующие иммунитет.

Последние исследования показывают, что рожь может предотвратить риск таких заболеваний, как рак, диабет, позволяет снизить содержание холестерина в крови, улучшает работу сердца, выводит из организма шлаки, токсины.

Потребление такой полезной культуры, как рожь, неоправданно низкое, что в значительной степени связано с ограниченным ассортиментом продукции из нее.

Известны публикации о научных исследованиях, направленных на разработку технологии производства крупы из зерна ржи. Так, ученые МГУПП предлагают вырабатывать ржаную крупу аналогично ячневой и пшеничной трех номеров крупности с выходами 42-26-24%, в сумме 93%. Изучены холодное и горячее кондиционирование, переработка нешелушеного и шелушеного зерна в условиях мукомольного производства (журнал «Хлебопродукты» № 6, 2001).

Ученые Восточно-Сибирского государственного университета (ВСГУ), Улан-Уде, пробовали отбирать ржаную крупу на мельнице сортового помола, испытали влажный способ обработки зерна яровой ржи перед измельчением в крупу и предложили технологическую схему переработки ржи в муку и крупу на мельничном оборудовании с выходом крупы от 39 до 49%.

По последним данным финской фирмы Myllyn Paras, из зерна ржи вырабатывают в производственных масштабах помимо ржаной муки дробленые, резаные и плющеные продукты. «Рожь дробленую» получают путем дробления качественного цельного зерна ржи, прошедшего тепловую обработку, и рекомендуют использовать помимо компонента диетического хлеба и хлебо-зерновых смесей также и для приготовления каш (Проспект фирмы Myllyn Paras, 2020 г., Хьювинкая).

Все три рассмотренных способа производства ржаной крупы предусматривают тепловлажностную обработку зерна перед его шелушением и дроблением, как и в технологии производства крупы из зерна ячменя и пшеницы, изложенной в Правилах организации и ведения технологического процесса на крупяных предприятиях. Тепло-влажностная обработка всегда связана с повышенными энергозатратами, увеличивает протяженность технологии, себестоимость продукции.

За прототип может быть принят способ ВСГУ, Улан-Уде, включающий очистку зерна ржи, увлажнение его, отволаживание, постепенное измельчение зерна в вальцевых станках на пяти драных системах с последующим сепарированием в рассевах при отборе 43% муки и 47% крупы двух номеров крупности (Журнал «Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья», М., РАСХН, № 1, 2009, с.31-33).

Эта технологическая схема представляет собой сокращенный вариант традиционной схемы получения ржаной обдирной муки с исключением размольных систем. По существу это мукомольное производство с отбором крупы двух номеров крупности на первых драных системах. Крупу отбирают не в качестве основного продукта производства, а как промежуточный продукт размола зерна ржи в муку. И выход крупы обоих номеров получается примерно равным выходу муки. Таким образом, выработка крупы в условиях мукомольного производства получается отягощенной процессом одновременной выработки муки, и оба вида продукции оказываются равнозначимыми.

Целью предлагаемого изобретения является получение ржаной крупы на крупяном заводе по сокращенной схеме.

Авторы предлагают вырабатывать крупу из зерна ржи в условиях крупяного производства в качестве основного продукта по более сокращенной схеме с отбором образующейся муки в качестве побочного продукта.

Поставленная задача решается способом выработки крупы, который включает выделение примесей из зерна, шелушение зерна, сепарирование продуктов шелушения с отбором отрубей, дробление шелушеного ядра, шлифование дробленого ядра и сортирование продуктов шлифования, при этом на операции шелушения используют вертикальную шелушильную машину с крупным абразивом, а на операции шлифования - горизонтальную шлифовальную машину с более мелким абразивом, отбирают крупные отруби из схода с обечайки шелушителя и мелкие отруби из прохода обечайки шелушителя, дробление шелушеного ядра ведут в дробилке ударного действия с последующим шлифованием продуктов дробления и разделением продуктов шлифования на конечные продукты: номерную ржаную крупу и ржаную муку хлебопекарную.

Такое выполнение способа выработки крупы из зерна ржи на крупозаводах является новым, из обзора литературы нам подобные способы не известны, поэтому указанные признаки представляются существенными, т.к. ведут к достижению цели - промышленной выработке крупы из зерна ржи трех номеров крупности на серийно выпускаемом оборудовании для крупозаводов, разработки нового оборудования не потребуется.

Рассмотрим, как каждый из включенных в формулу признаков влияет на достижение поставленной цели.

Обработка крупы сначала в вертикальной шелушильной машине, а затем в горизонтальной шлифовальной машине с разной зернистостью абразива рабочих органов обеспечивает такое воздействие на зерновку, которое позволяет за один проход удалить плодовые и семенные оболочки, сократить схему обработки, высеять и отобрать крупные и мелкие отруби, удалив их из дальнейшего процесса в качестве готового продукта. Это позволяет снизить энергоемкость дальнейшей обработки продукта на операциях дробления шелушеного ядра и шлифования дробленого ядра за счет уменьшения массы обрабатываемого продукта в процессе получения конечных продуктов - крупы и муки.

Предлагаемая технология производства ржаной крупы в условиях крупозавода схематично представлена на рисунке. Схема включает: накопительный бункер 1, шелушильную машину 2, воздушный сепаратор 3, магнитный сепаратор 4, дробилку 5, просеиватель 6, шлифовальную машину 7, рассев 8.

Очищенное зерно из накопительного бункера 1 поступает в вертикальную шелушильную машину 2 типа ЗШН. Зерно обрабатывается в рабочей зоне между вращающимся абразивным ротором крупной зернистости и неподвижной цилиндрической ситовой обечайкой. Продолговатая зерновка ржи стремится сориентироваться вертикально при падении в зазоре между ситом и абразивом под действием гравитационных сил. При этом происходит интенсивное трение поверхности зерновки о рабочие поверхности и о соседние зерновки, в результате чего с зерновок удаляются плодовые и семенные оболочки.

Из шелушеного ядра в воздушном сепараторе 3 (дуоаспираторе типа А1-БДЗ) выделяют крупные отруби, а из мучки, полученной проходом ситовой обечайки, на сите высеивают мелкие отруби.

Затем ядро проходит магнитный контроль 4 перед дроблением в дробилке 5, например, ударного действия типа РСД. Дробленое ядро контролируется по крупности на сите 6, проходом которого получается мука, а сход поступает в горизонтальную шлифовальную машину 7 типа БШМ с абразивным ротором более мелкой зернистости, чем в шелушителе 2. В рабочей зоне шлифовальной машины между ротором и обечайкой раздробленные частицы зерна ржи обкатываются, их острые грани раскола заравниваются в результате взаимотрения частиц и трения их о рабочие поверхности абразивного ротора и ситовой обечайки.

Продукт шлифования поступает на сортирование в рассев 8 типа БРУ, формирующий потоки ржаной крупы трех номеров крупности и ржаной хлебопекарной муки.

Пример переработки зерна ржи в крупу представлен в таблице.

Опыты 1 и 2 проведены в одинаковых условиях, кроме производительности дробилки. В первом опыте производительность дробилки была выше, чем во втором, что несущественно, так как производительность дробилки не является отличительной особенностью предлагаемого способа.

Таблица
Продукты переработки ржи	Выход, %
	опыт 1	опыт 2
Крупа ржаная № 1	18,94	20,80
Крупа ржаная № 2	25,24	25,46
Крупа ржаная № 3	23,62	21,80
Всего крупы	67,80	68,06
Мука ржаная хлебопекарная	15,13	14,60
Отруби ржаные крупные	0,69	0,64
Отруби ржаные мелкие	16,38	16,70
Всего отрубей	17,07	17,34
Всего:	100,00	100,00

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что переработка зерна ржи в крупу по сокращенной схеме в условиях крупозавода с использованием крупяного оборудования, шелушильных и шлифовальных машин с абразивным ротором заданной зернистости, роторной дробилки, крупяного рассева и дуоаспиратора позволяет получить выход крупы больший, чем по прототипу, с отбором ржаной хлебопекарной муки и отрубей разной крупности, крупных и мелких.