• Место проведения
    Холидей Инн Лесная,
    Москва, улица Лесная, 15
  • Дата проведения
    15-16 ноября 2017
Eng | Rus

Пшеничный зародыш


Пшеничный зародыш является ценным источником биологически активных веществ и широко используется в пищевой, кондитерской, хлебопекарной, комбикормовой, парфюмерной промышленности и медицине [1]. На мукомольных заводах его получают как в зерноочистительном, так и размольном отделении.

Принцип отбора зародыша в зерноочистительном отделении основан на отделении некоторой части зародыша при сухом шелушении зерна на обоечных или щеточных машинах с последующим пневмосепарированием проходовых продуктов.


По схеме, приведенной [2], предусмотрено получение кормового пшеничного зародыша. Для этого зародышесодержащие отходы сепараторов 2-го и 3-го проходов, установленных после обоечных машин первичного и повторного (после основного отволаживания) шелушения, соответственно, обрабатываются на центробежном бурате ЗЦБ-400, в котором устанавливаются сита 063 и 095-1,0. Полученный продукт 095-1,0/063 через воздушный сепаратор, магнитную колонку поступает в накопительный бункер и упаковывается в тару. Выход пшеничного зародыша - 0,03...0,14%.

В России [3] разработан способ получения пшеничного зародыша в подготовительном отделении в количестве 0,01...0,15% (рис. 1).
Сущность способа заключается в выделении зародыша при подготовке зерна к помолу из продуктов первого и (или) повторного шелушения на обоечных машинах 1; просеивания проходового продукта на вибросите 2 (сито №095, частота колебаний сита - 500...600 об/мин, эксцентриситет - 0,1...0,15 мм), сепарирования на пневмоклассификаторе 3 (скорость воздушного потока 3,5...4,0 м/с, высота пневмосепарирующего канала 800...900 мм); разделения выделенного продукта на вибросите 4 (сито 050) на мелкую и крупную фракцию пшеничного зародыша. Крупная фракция дополнительно подвергается пневмоклассификации 5 (скорость воздушного потока 3,5...4,0 м/с), что позволяет получить 93...95% крупного неразрушенного зародыша (общий выход до 0,05% по отношению к массе зерна; объемная масса - 630...660 г/л; масса 1000 штук - 0,43...0,47 г), который может быть использован на пищевые цели, и 5...7% мелкого разрушенного и неразрушенного кормового пшеничного зародыша. Полученный зародыш упаковывается в обычную тару и при влажности 14,0...14,5% может храниться 6...8 месяцев.

Британские исследователи рекомендуют для повышения эффективности отделения зародыша при подготовке зерна к помолу использовать специально сконструированные обдирочные устройства, а при помоле твердой пшеницы - специально оборудованный ударный аспиратор, устанавливаемый после вторичного отволаживания, в котором зерно обдирается грубой абразивной поверхностью [4].
Полученный в зерноочистительном отделении практически неразрушенный зародыш отличается повышенной стойкостью при хранении, высокой объемной массой, но при этом содержит относительно высокое количество минеральных примесей, что затрудняет его использование на пищевые цели. Следует учитывать и тот факт, что зародыш пшеницы является очень важным компонентом при увлажнении пшеницы и протекании биохимических процессов, тепло- и влагопереноса, в связи с этим в большинстве стран стремятся зародыш сохранить в зерне (этому во многом способствует применение в обоечных машинах барабана, изготовленного из квадратной толстой проволоки или из чугуна с пробивными отверстиями вместо абразивного цилиндра, а также использование щеточных машин) и отделять его либо после отволаживания в подготовительном отделении, либо уже в процессе размола зерна в муку.

Интересен подход к отбору зародыша, предложенный в Венгрии. С помощью специально сконструированной машины, производительностью около 3,5...4,0 т/ч, зерно пшеницы разрезается на 3 части. Содержащая зародыш часть зерновки направляется в вертикальную спиральную камеру, в которой щетками зародыш счищается и смесь частиц зародыша, оболочек и эндосперма разделяется в пневмосепарирующем канале зародышеотделительной машины. Очищенные от частиц зародыша оболочки и частицы эндосперма, а также средняя часть зерновки, лишенная зародыша, и часть зерновки со стороны бородки направляются на различные системы размольного отделения [5].

Принцип выделения зародыша в размольном отделении основан на том, что зародыш по сравнению с другими анатомическими частями зерна обладает повышенной пластичностью за счет, во-первых, высокого содержания жира, а во-вторых, более высокой влажности, полученной в результате увлажнения зерна перед I драной системой и его кратковременного отволаживания. Таким образом, зародыш как упруго-пластичное тело при воздействии на него сжимающих усилий, возникающих между вальцами при k=1,0...1,5, сплющивается, и образуются хлопья.

В нашей стране отбором пшеничного зародыша при производстве муки начали заниматься еще в начале XX века. Однако, интенсификация мукомольного производства в целях увеличения производительности предприятий и выхода муки высоких сортов, установка в размольном процессе (на заводах с традиционным оборудованием) вальцов с рифленой поверхностью не позволяли организовать его промышленное получение как отдельного продукта переработки пшеницы; лишь на отдельных заводах специалисты самостоятельно осуществляли отбор зародыша. Так, была рекомендована схема получения зародыша сходом со шлифовочных систем (рис. 2) [6]. Вторая фракция крупной и средняя крупки с первых двух шлифовочных систем, отличающиеся повышенным содержанием зародыша, обогащаются в аспираторе, а затем направляются на две (для повышения качества образующихся зародышевых хлопьев) последовательно работающие зародышевые системы (k=1,25...1,5; Vб= 4,5 м/с, микрошероховатые вальцы). На этих системах получают крупную и мелкую фракции зародыша сходом с капроновых сит №10 и №25, соответственно.

В настоящее время существует достаточно большое количество вариантов технологических схем отбора пшеничного зародыша в размольном отделении мукомольных заводов, которые, в зависимости от принятого вида помола зерна, имеющегося оборудования и других факторов, предусматривают выделение зародыша на различных системах технологического процесса переработки зерна: с ситовеечных, шлифовочных или размольных систем.
Так, в Польше на заводах небольшой производительности (рис. 3) при сложных помолах с сокращенным обогащением промежуточных продуктов зародыш получают на двух последовательно работающих зародышевых системах, на которые направляются обогащенная на ситовеечной машине (В1) крупная крупка с первых двух драных систем, а также обогащенная (В2) средняя и первая фракция мелкой крупки с III драной системы. Сход сита №1,1 представляет собой зародыш в виде хлопьев, который затем контролируется на плоском сите №095. Данная технологическая схема позволяет получить до 0,3% зародышевых хлопьев чистотой около 70% [7].
Технологическая схема помола пшеницы на заводах производительностью 100...120 т/сут. в Италии [4] характеризуется применением дробильной (плющильной) системы (Р=2,5, У=10%, сп/сп, Vб=4,2 м/с, k=1,0) перед I драной системой, наличием 5-ти драных систем, 2-х сортировочных, 8-ми ситовеечных, 8-ми размольных систем. В драном процессе применяют рифленные вальцы, на зародышевых системах и в размольном процессе - микрошероховатые. В отсутствие шлифовочных систем, как и на польских заводах, для отбора зародыша проход ситовейки, обогащающей крупную крупку с I драной и II драной мелкой систем, ситовейки, обогащающей крупную и среднюю крупку с III драной крупной и мелкой систем, а также обогащенная средняя крупка IV драной мелкой системы непосредственно поступает на 1-ю зародышевую систему, верхний сход с которой с частицами сплющенного зародыша передают на 2-ю зародышевую систему. Со 2-й зародышевой системы отбирают зародышевые хлопья. Техническая характеристика зародышевых систем - k=1,0, Vб=3,8 м/с.
На мельницах США для отбора зародыша крупную крупку I и II драных и специальной системы после обогащения в ситовейке направляют на шлифование. В зависимости от производительности на мельницах предусматривают от 1 до 4 шлифовочных систем. В процессе шлифования крупок задаются целью не столько отделить частицы оболочек от сростков крупок, сколько получить верхние сходовые продукты с максимальным содержанием зародыша. Верхние схода с сита №10 первых двух шлифовочных систем поступает на зародышевую систему, а второй и третий схода поступают на ситовейки, сход с которых также направляется на зародышевую систему. На микрошероховатых вальцах зародышевой системы (k=1,0...1,5; Vб=6 м/с) образуются зародышевые хлопья, отбираемые сходом сита №1,2 [8]. Количество зародышевых хлопьев составляет 20...30% от массы продукта, поступающего на зародышевую систему. Содержание жира в зародышевых хлопьях достигает 12...18%. Возможен вариант установки в качестве верхнего сита размером 600 мкм. При этом зародышесодержащий продукт дополнительно просеивается на ситовом сепараторе с ситом размером отверстий 910 мкм. Проходом сита отбираются отруби и мелкие частицы зародыша. Сход сита представляет собой зародышевые хлопья в количестве 0,60% от массы зерна, направляемого на I драную систему.

Схема отбора зародыша на мельницах Англии более сложная [8]. Вторые проходы ситовеек, обогащающие крупные крупки I и II драных систем, направляют на шлифовочную систему №1. Второй сход с сита №080 III драной системы направляют в пневмоаспиратор, из которого фракцию с большим количеством частиц зародыша направляют на 1-ую зародышевую систему, а фракцию с преобладанием оболочек с частицами эндосперма - на IV драную систему мелкую. На 1-ую зародышевую систему также направляют верхние схода шлифованных систем №1 и 2 (сита 11 и 12, соответственно), а также сход с ситовейки, обогащающей мелкую крупку шлифовочной системы №1. На 2-ю зародышевую систему направляют сход и третий проход сита №11 ситовейки, принимающей первый сход 1-й размольной системы. Сходом верхних шелковых сит №10 зародышевых систем отбирают зародышевые хлопья; вторым сходом 2-ой зародышевой системы - кормовую муку. Извлечение муки зольностью 0,60...0,62% на зародышевых системах составляет 10...12% по отношению к нагрузке на каждую систему (1,0...1,2% по отношению к нагрузке на I драную систему) при зольности поступающего продукта 1,70..1,85 и 1,84...1,95%. На драных и шлифовочных системах рифли располагают "острие против острия", скорости быстровращающихся вальцов соответственно 4 и 3,5 м/с, а отношение скоростей вальцов K=2,5; на зародышевых системах величина окружной скорости вальцов 3 м/с, а их отношение K=1,0.

Разработанная болгарскими исследователями [9] схема отбора зародыша (рис. 4) отличается тем, что на 1-ую зародышевую систему поступает крупная крупка с 1-й и 2-й шлифовочных систем (1,1/071 и 1,0/067, соответственно), а также сходовый продукт (сход сита 071) с 1-й размольной системы. Вальцы вышеназванных, а также зародышевых систем имеют микрошероховатую поверхность (на всех драных и остальных размольных системах установлены рифленные вальцы), что, очевидно, позволяет не переизмельчить частицы зародыша, а на зародышевых системах - получить зародышевые хлопья. Верхние схода с 1-ой и 2-ой зародышевых систем (сита №1,3 и 1,2 соответственно) дополнительно обрабатываются в энтолейторе, а затем возвращаются на 2-ую зародышевую систему, где сходом сит №1,0 и №063 получают крупную и мелкую фракции зародыша. Видимо, такая обработка позволяет полнее отделить зародыш от сростков с эндоспермом вследствие его высокой пластичности.

В Чехии и Словакии крупный и мелкий зародыш отбирают на этапе шлифования промежуточных продуктов первым и вторым сходом последней шлифовочной системы. На первых шлифовочных системах с целью удаления с поверхности крупок сросшихся оболочек применяют мелкорифленые вальцы (Р=9...10, У=10%, k=1,5), на последней шлифовочной системе (k=1,5) установлены вальцы с микрошероховатой поверхностью, что способствует образованию зародышевых хлопьев. Крупные и мелкие зародышевые хлопья отбирают сходом металлотканых сит №1,4 и №1,0 соответственно. На 4-ую шлифовочную систему направляются схода с предыдущих шлифовочных систем, а также с ситовеек, обогащающих среднюю и мелкую крупки [10].

Во Франции отбор зародыша также осуществляют в шлифовочном процессе, состоящем из 5-ти шлифовочных систем. На всех шлифовочных системах применяются микрошероховатые вальцы, Vб=2,9 м/с, k=1,25 (кроме 3-ей шлифовочной, где k=1,0). 3-я шлифовочная система загружается проходовым продуктом, полученным проходом последнего сита ситовеек, обогащающих крупную крупку, а также сходом ситовеек, обогащающих среднюю и мелкую крупки. Таким образом, поступающий на 3-ю шлифовочную систему продукт, состоящий преимущественно из средней и мелкой крупок сплющивается и образуются зародышевые хлопья, выделяемые сходом сита 1,0.
В Канаде для выделения зародыша используют верхний сход 1-ой шлифовочной и схода ситовеечных систем, обогащенные крупки которых направляются на 1-ую размольную систему. Эти сходовые продукты измельчают на специальной зародышевой системе с микрошероховатыми вальцами и отношением скоростей вальцов k=1,0. При сортировании продуктов измельчения на рассеве получают чистый зародыш (сход верхнего сита №1,0 мм) и зародыш с некоторым количеством отрубей, который в дальнейшем используют на кормовые цели.

Схемы отбора зародыша на сортовых мельницах Югославии [8] построены следующим образом. Схода с ситовеек, обогащающих крупную и среднюю крупки с I, II и III драных систем, направляют на шлифовочную систему (вальцы микрошероховатые, k=1,5 и Vб=3,8 м/с). Сход с сита №16 шлифовочной системы обогащают в ситовейке, сход с последней направляют на 1-ю зародышевую систему. На эту же систему направляют сход ситовейки, обрабатывающей мелкую крупку со шлифовочной и III драной систем. Сходом с сита №1,0 1-й зародышевой системы отбирают хлопья. С этой же системы второй сход (с сита №16) и нижний сход (с сита №23) дополнительно обрабатывают на 2-й зародышевой системе, с которой и получают сходом с сита №1,0 зародышевые хлопья.

Известны ряд технологий отбора зародыша на мукомольных заводах, разработанные американскими и английскими специалистами, предусматривающие использование специальных технологических приемов или специального оборудования: пневмосортировального стола, работающего на принципе воздушной флотации; системы "Alfega", представляющей собой отсекатель, устанавливаемый в вальцовый станок; машины, работающей на принципе "влажной поверхности"; ленточного зародышевого классификатора Смайкоу [4].

В Украине зародыш получают на 4-ой размольной системе сходом сита 1,0 на заводах, оснащенных комплектным оборудованием в количестве 0,1...0,3% при среднем содержании его в зерне 1,9...2,5%. Таким образом, основная часть зародыша направляется в отруби, а на мельницах, где не предусмотрено выделение зародыша, он поступает в отруби целиком. Получение зародыша именно на этой системе обусловлено тем, что она выполняет роль сходовой системы: на нее направляются сходовые продукты с ситовеек, обогащающих крупную, среднюю и мелкую крупки I-III драных систем, верхние схода шлифовочных систем, а также первых размольных систем. На микрошероховатых вальцах 4-ой размольной системы (зазор 0,05...0,04 мм, отношение скоростей вальцов k=1,25, V=5,2 м/с) зародыш сплющивается и образуются хлопья чистотой около 80...85%.
По рассмотренным выше технологиям можно сделать вывод, что зародыш выделяется плющением в основном из крупок, где он находится в свободном виде или в виде сростков. Эффективность отбора зародыша низкая: его отбирают в количестве 0,2...0,6%, чистотой 60...90%, т.е. при среднем содержании зародыша в зерне 1,9...2,5% максимально возможная эффективность отбора зародыша составляет 20...25%.
Нашими исследованиями установлено, что максимальное количество целого зародыша в свободном виде находится во 2-м сходовом продукте II драной системы - до 0,60% зародыша (по отношению к нагрузке на I драную систему). На последующих системах зародыш измельчается и попадает, главным образом, в дунсты вымольных систем, где содержание жира составляет 5,4...7,2%, и в отруби, где жира только 3,2...4,1%.
Полученные данные позволили разработать технологию отбора крупного зародышевого продукта, в котором содержание зародыша составляет 25...30%, для чего предусматривается сортирование 2-го сходового продукта II драной системы в рассеве, плющение фракции, где находится максимальное количество целого зародыша, на вальцовом станке с микрошероховатой поверхностью вальцов с последующим сортированием в рассеве, верхним сходом которого и отбирается зародышесодержащий продукт, обладающий ценным химическим составом: золы - 2,47...2,75%, жира - 5,0...6,0%, белка - 16,0...17,5%. Данный продукт возможно использовать для приготовления хлебобулочных изделий диетического и лечебнопрофилактического назначения.

Моргун В.А., доктор технических наук, зав. кафедрой технологии переработки зерна
Жигунов Д.А., аспирант
Одесская государственная академия пищевых технологий

1. Шаповаленко О., Янюк Т. Мікрохвильова обробка пшеничних зародків і сушіння інфрачервоним випроміненням. // Зерно і хліб. - 2000. - №4. - С.20-21.
2. Пархоменко Н.А., Эдельман А.М. Получение кормового пшеничного зародыша на мельничных предприятиях. // ЦИНТИ Госкомзага СССР. Хранение и переработка зерна. - 1968. - Вып.2. - С.18-22.
3. Патент 2039604. Россия, МКИ B 02 B 3/00. Способ получения пшеничного зародыша при переработке зерна в муку. / Максимчук Б.М., Коломенский С.Б. / Эксперим. мельз-д №2 "Новая Победа". - №93012476/13; Заявл. 09.03.93.; Опубл. 20.07.95. - 6 с.
5. Rushton F.W. Wheat slicin and germ extracting prior to milling. // Milling production. - 1959. - v.24. - №12. - P.1,9-11.
6. Егоров Г.А., Мельников Е.М., Максимчук Б.М. Технология муки, крупы и комбикормов. - М.: Колос, 1984. - 376 с.
7. Айзикович Л.Н., Хорцев Б.Н. Технология производства муки. - М.: Колос, 1968. -391 с.
8. Айзикович Л.Е., Абрамова А.Н. Извлечение зародыша при сортовых помолах пшеницы на мельницах за рубежом. // Вестник технической и экономической информации. - ЦИНТИ Госкомзага СССР. - 1964. - №7. - С.18-21.
9. Димитров Н., Орешков И., Тановски Г. Установяване на технологична схема за производство на пшеничен зародиш. // Хранителна промишленост. - 1972. - г.21. - №5. - С.20-23.
10. Prochazka, Prihodova J. Technologie oddeleni psenicnych klicku ve mlyne a jejich stabi-lizace. // Mlynsko-pekarensky prumysl. - 1978. - v.24. - №6. - C.179-181.

При поддержке