Способ обработки зерна

 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к методам сушки зерна. Изобретение позволяет повысить качество сушки зерна и снизить энергозатраты. Сущность изобретения: зерно с влажностью 21∓ 0.5 % обрабатывают агентом сушки с удельным расходом 500-600 м³/ч·т . При этом зерно нагревают до температуры 38 - 40°С, превышающей на 3 - 5°С предельно допустимую (35°С), и поддерживают эту температуру до достижения зерном влажности 17,0 - 18,0%. В качестве агента сушки используют воздух. Обработанное таким образом зерно подвергают отлежке в герметичной емкости в газовой среде из двухкомпонентной азотно-кислородной смеси с содержанием кислорода 0,2 - 3,0% в течение 8 - 10 ч. Газовую среду в межзерновом пространстве создают путем замещения воздуха продувкой трехкратным объемом осушенной (ϕ-10 %) азотно-кислородной смеси. Продувка емкости вертикальная, снизу вверх. Далее проводят досушивание зерна путем активного вентилирования азотно-кислородной смесью такого же состава компонентов. При этом удельный расход ее устанавливают 50-60 м³/ч·т при температуре окружающей среды до достижения влажности 14,0 - 14,5%. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к сушке и может быть использовано в пищевой промышленности при термообработке и сушке зерна, например риса.

Известен способ обработки зерна пшеницы путем нагрева зерна до 35-50^оС в падающем слое сушильным агентом, смешивания нагретого зерна с рециркулирующим зерном, отлежки, промежуточного охлаждения рециркулирующего зерна в среде двухкомпонентной азотокислородной смеси с содержанием кислорода от 1 до 10% [1].

Недостатком известного способа являются ухудшение качества зерна в результате его многократного перемещения, вызывающего травмируемость зерна. Высокая температура нагрева зерна - 35-50^оС в присутствии в газовой смеси кислорода в количестве до 10% способствует развитию микрофлоры, что отрицательно отражается на структурно-механических свойствах зерна, вызывает его трещиноватость, а также снижает биологическую ценность зерна, повышает энергоемкость.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обработки зерна, предусматривающий его нагрев сушильным агентом до температуры 38-40^оС, превышающей на 3-5^оС предельно допустимую (35^о), и использование в качестве агента сушки предварительно осушенной двухкомпонентной азотокислородной смеси с содержанием кислорода 0,2-3,0% [2].

Температуру 38-40^оС нагрева зерна, превышающую предельно допустимую (35^о), поддерживают только в начале обработки для обеспечения прогрева зерна, при котором происходит лишь частичное удаление свободной влаги. После прогрева зерна температуру повышают пропорционально снижению влажности до достижения зерном влажности 14,0-14,5%. В течение всей обработки удельный расход сушильного агента поддерживают постоянным в пределах 500-600 м³/ч т.

Недостатком известного способа является ухудшение технологических свойств зерна вследствие высокой интенсивности сушки, обусловленной принятым расходом сушильного агента, что приводит к увеличению трещиноватости зерна и снижает выход крупы; высокая энергоемкость.

Целью изобретения является повышение качества сушки зерна и снижение энергоемкости.

Достигается это тем, что в способе обработки зерна, предусматривающем его нагрев сушильным агентом до температуры, превышающей на 3-5^оС предельно допустимую, отличием является то, что в качестве агента сушки применяют воздух, температуру нагрева зерна поддерживают до достижения влажности 17,0-18,0% . Затем осуществляют отлежку зерна в двухкомпонентной азотно-кислородной смеси с содержанием кислорода 0,2-3,0% и досушивают путем активного вентилирования смесью такого же состава с удельным расходом 50-60 м³/ ч т.

Отличием является также и то, что активное вентилирование осуществляют при температуре смеси, равной температуре окружающей среды.

Поддержание температуры нагрева зерна, превышающей предельно допустимую до достижения зерном влажности 17,0-18,0%, обеспечивает испарение свободной влаги с поверхности слоев зерновки. При этом зерновка испытывает наименьшие поверхностно-объемные напряжения, не приводящие к существенным изменениям ее структурно-механических свойств.

Снижение влажности до уровня менее 17% сопровождается углублением зоны испарения влаги внутрь зерновки, что приводит к возрастанию поверхностно-объемных напряжений и возникновению трещиноватости.

Сушка зерна до влажности более 18,0% нецелесообразна, т.к. не обеспечивает полное удаление свободной (физически связанной) влаги и увеличивает продолжительность сушки на втором этапе.

Отлежка является необходимым приемом для выравнивания поля влажности и снятия поверхностно-объемных напряжений в зерне, возникающих в процессе сушки.

Досушивание зерна активным вентилированием двухкомпонентной азотно-кислородной смесью с содержанием кислорода 0,2-3,0% при температуре окружающей среды снижает интенсивность сушки, что обеспечивает диффузию влаги внутри зерновки к поверхности в виде жидкости и испарение ее непосредственно с поверхностных слоев зерновки и уменьшает усадочные явления в зерне, приводящие к трещинообразованию. Удельный расход двухкомпонентной азотно-кислородной смеси ниже 50 м³/ч ^.т. увеличивает продолжительность сушки, что способствует интенсификации гидролитических и микробиологических процессов в зерне, приводящих к снижению пищевой ценности крупы. Увеличение удельного расхода более 60 м³/ч ^. т повышает энергоемкость процесса сушки.

Использование в период отлежки и досушивания зерна в качестве сушильного агента двухкомпонентной азотно-кислородной смеси дает возможность предотвратить развитие окислительных, гидролитических и микробиологических процессов в зерне, что способствует сохранению технологических свойств, пищевой ценности зерна, повышению качества продуктов его переработки. Кратковременность периода сушки зерна до достижения влажности 17,0-18,0% при температуре, превышающей предельно допустимую, позволяет использовать в качестве сушильного агента воздух.

Способ осуществляется следующим образом. Зерно с влажностью 21± 0,5% обрабатывают агентом сушки с удельным расходом 500-600 м³/ч ^. т. При этом зерно нагревают до температуры 38-40^оС, превышающей на 3-5^оС предельно допустимую (35^оС), и поддерживают эту температуру до достижения зерном влажности 17,0-18,0%. В качестве агента сушки используют воздух. Обработанное таким образом зерно подвергают отлежке в герметичной емкости в газовой среде из двухкомпонентной азотно-кислородной смеси с содержанием кислорода 0,2-3% в течение 6-10 ч. Газовую среду в межзерновом пространстве создают путем замещения воздуха продувкой трехкратным объемом осушенной (ϕ= 10%) азотно-кислородной смеси. Продувка емкости вертикальная, снизу вверх. Далее проводят досушивание зерна путем активного вентилирования азотно-кислородной смесью такого же состава элементов. При этом удельный расход ее устанавливают 50-60 м³/ч ^. т, при температуре окружающей среды до достижения влажности 14,0-14,5%.

Проводят обработку риса-зерна сорта "Спальчик" с исходной влажностью 21 ±0,5%.

П р и м е р 1. Рис-зерно нагревают воздухом с удельным расходом 500 м³/ч ^. т до 40^оС и достижения влажности 17,2%. Затем рис-зерно помещают для отлежки на 8 ч в промежуточную емкость. Газовую среду в межзерновом пространстве создают путем замещения воздуха продувкой трехкратным объемом осушенной (ϕ= 10% ) азотно-кислородной смеси с содержанием кислорода 0,2%. Далее рис-зерно досушивают активным вентилированием смесью такого же состава компонентов с удельным расходом 50 м³/ч ^. т при температуре окружающей среды 20^оС до достижения влажности 14,2%.

Выход целой крупы от общего выхода крупы составляет 81,0%, выход крупы высшего сорта - 56,6%. Всхожесть зерна сохраняется на уровне первого класса - 95,4% . Величина кислотного числа - 10,2 мг КОН/г липидов находятся на уровне, характерном для доброкачественного зерна.

П р и м е р 2. Обработку риса-зерна осуществляют аналогично примеру 1, но нагрев зерна проводят с удельным расходом сушильного агента 600 м³/ч ^. т до достижения влажности 18,0%. Затем рис-зерно подвергают отлежке в азотно-кислородной смеси с содержанием кислорода 3,0% в течение 9 ч. Досушивание риса-зерна осуществляют активным вентилированием той же смесью с удельным ее расходом 60 м³/ч ^.т. Выход целой крупы от общего выхода составляет 81,6%, выход крупы высшего сорта - 57,3%. Всхожесть зерна и кислотное число липидов сохраняется на исходном уровне.

П р и м е р 3. Обработку риса-зерна осуществляют аналогично примеру 1, но отлежку нагретого зерна проводят в азотно-кислородной смеси с содержанием кислорода 2,0% в течение 10 ч. Досушивание зерна осуществляют активным вентилированием той же смесью с удельным расходом 60 м³/ч ^. т. Выход целой крупы от общего выхода крупы составляет 81,5%, выход крупы высшего сорта - 57,5% . Всхожесть зерна и кислотное число липидов сохраняется на исходном уровне.

П р и м е р 4. Обработку риса-зерна осуществляют аналогично примеру 1, но нагрев зерна осуществляют до влажности 18,0%, проводят с удельным расходом сушильного агента 400 м³/ч ^. т, а удельный расход сушильного агента при досушивании устанавливают 40 м³/ч ^. т. Выход целой крупы от общего выхода составляет 79,9%, выход крупы высшего сорта - 57,7%. Всхожесть зерна снижается до уровня второго класса. Кислотное число липидов возрастает до 13,6 мг КОН/г липидов.

П р и м е р 5. Обработку риса-зерна проводят аналогично примеру 1, но температуру нагрева зерна поддерживают 38^оС, до достижения влажности 16,0%. Выход целой крупы от общего выхода составляет 77,5%, а выход крупы высшего сорта - 54,0% . Всхожесть зерна и кислотное число липидов сохраняются на исходном уровне.

П р и м е р 6. Обработку риса-зерна проводят аналогично примеру 1, но нагрев осуществляют с удельным расходом сушильного агента 700 м³/ч ^. т до влажности 16,3%. Удельный расход сушильного агента при досушивании устанавливают 60 м³/ч ^. т. Выход целой крупы от общего составляет 78,4%, выход крупы высшего сорта - 54,8%. Всхожесть риса-зерна и кислотное число липидов сохраняются на исходном уровне.

Использование изобретения по сравнению с прототипом позволяет улучшить технологические свойства зерна: улучшить качество крупы, повысить выход крупы высшего сорта.

В таблице показано качество риса-зерна по предлагаемому и известному способам.

В частности, для риса-зерна увеличение выхода целой крупы от общего выхода составляет 81,0-81,6% , выход крупы высшего сорта до 56,6-57,5%, за счет снижения выхода дробленой крупы до 10-10,4%. При этом биологическая ценность зерна сохраняется на исходном уровне. Кроме того, предлагаемый способ позволяет снизить энергозатраты на 24,8%.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА, предусматривающий его нагрев сушильным агентом до температуры, превышающей на 3-5^oС предельно допустимую, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сушки зерна и снижения энергозатрат, в качестве агента сушки применяют воздух, температуру нагрева зерна поддерживают до достижения влажности 17-18%, затем осуществляют отлежку зерна в двухкомпонентной азотокислородной смеси с содержанием кислорода 0,2-3% и досушивают путем активного вентилирования смесью такого же состава компонентов с удельным расходом 50-60 м³ (ч.т).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что активное вентилирование осуществляют при температуре смеси, равной температуре окружающей среды.

РИСУНКИ

Рисунок 1