СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЗЕРНА К ПОМОЛУ Российский патент 1994 года по МПК B02B1/00 

Изобретение относится к системе заготовок, хранения и переработки сельскохозяйственного сырья, а именно к способу подготовки зерна к помолу.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем использования муки из зерна тритикале при производстве хлеба, и повышение качества зерна.

Циклическая СВЧ-обработка (с изменяющейся длительностью СВЧ-нагрева) зерна тритикале при ограниченных значениях диссипируемых источников тепла, локализованных в зонах повышенного содержания влажности, позволяет инактивировать автолитические процессы в зародыше, при этом пониженное усредненное значение температуры в зоне эндосперма надежно предотвращает денатурацию его белков, что сохраняет высокое качество сырой клейковины.

Верхний предел начальной влажности 28% ограничивается темпом СВЧ-нагрева зоны эндосперма каждой зерновки, который прямо пропорционален количеству взаимодействующих с переменным электромагнитным полем молекул воды (обезвоженное зерно практически радиопрозрачно для СВЧ-диапазона волн). Увеличение среднеобъемной влажности приводит к возникновению опасности денатурации белков эндосперма вследствие увеличения интенсивности диссипируемых источников тепла и температурного напора со стороны зоны зародыша.

Нижний предел начальной влажности 22% ограничивается темпом нагрева зоны зародыша в каждой зерновке, уменьшение которого влечет снижение эффективности электродинамического действия на инактивацию автолитических процессов.

Верхний 18% и нижний 16% пределы конечной влажности ограничиваются энергетическим несовершенством устройств нагрева, т.к. по мере убыли влаги зерно становится практически прозрачной для СВЧ-диапазона волн системой, вследствие чего резко увеличиваются затраты энергии, приходящиеся на единицу массы удаленной влаги. Указанный диапазон конечной влажности обработанного в МЭМП СВЧ зерна тритикале обусловлен флуктуацией ее начального содержания и равномерностью распределения энергии электромагнитного поля по объему обрабатываемого продукта.

Длительность начального цикла τ_o СВЧ-нагрева (при n=1) определяется уровнем подводимой мощности и ограничивается верхним пределом температуры нагрева зерновой массы 55^оС, предотвращающей денатурацию белков. Нижний предел температуры нагрева 45^оС обусловлен флуктуацией влажности и неравномерностью распределения энергии МЭМП СВЧ.

Значение времени терморелаксации Δτ определяется длительностью охлаждения зерновой массы до 25-30^оС в потоке охлажденного воздуха. Интервал указанных температур также обусловлен флуктуацией начальной влажности зерна и неравномерностью энергии МЭМП СВЧ по его объему. Повышение верхнего предела температуры охлаждения интенсифицирует теплообменные процессы по всей массе зерна и в каждой зерновке, что приведет к возникновению опасности денатурации белков эндосперма, а понижение нижнего предела температуры охлаждения делает процесс экономически нецелесообразным с точки зрения удельных энергетических затрат.

Число сокращающихся по времени циклов СВЧ-нагрева определяется интенсивностью процесса охлаждения и связано с расходом хладагента, его начальной температурой, максимальной температурой нагрева и влажностью зерна.

Общее число циклов СВЧ-воздействия определяется значением конечной влажности зерна и экономической целесообразностью процесса сушки.

Уменьшающиеся по длительности циклы нагрева СВЧ-обработки позволяют сосредоточить в зоне зародыша энергию инактивации амилолитических ферментов (что не влияет на активность α -амилазы) и предотвратить повышение температуры в зоне эндосперма, что обеспечивает сохранность его белков.

Способ подготовки зерна тритикале к помолу с исходной влажностью зерна 11-14,5% включает увлажнение до 22-28% за трое суток до обработки, СВЧ-обработку с одновременной продувкой воздухом до достижения влажности 16-18%, уменьшение продолжительности циклов СВЧ-нагрева τ_n по ходу процесса, общую длительность СВЧ-воздействия T и τ_n определяемую по формулам
τ_n=τ_o-(n-1) Δτ, c
T[(m-n)Δτ+τ_n] , с где τ_o - длительность начального цикла СВЧ-нагрева (при n=1), с;
n - число циклов СВЧ-нагрева;
m - общее число циклов СВЧ-воздействия, m ≥ n;
Δτ - время терморелаксации;
Т - общая длительность СВЧ-воздействия, с;
τ_n - продолжительность уменьшающихся циклов СВЧ-нагрева, c.

Досушивание обработанного зерна до влажности 11-14,5% и подвергание качественному анализу путем определения характеристик, выявляющих хлебопекарное достоинство зерна.

П р и м е р 1. Пробы зерна тритикале массой 0,1 кг с исходной влажностью 11% увлажняют по общепринятой методике до влажности 22%.

Увлажненное зерно подвергают импульсно-периодической СВЧ-обработке с одновременной продувкой воздухом. Обработку осуществляют четырьмя циклами СВЧ-нагрева и четырьмя циклами охлаждения в потоке воздуха. При этом длительность циклов СВЧ-нагрева уменьшали с 20 до 5 с, а длительность циклов охлаждения увеличивали с 40 до 55 с через каждые 5 с.

В результате обработки конечная влажность зерна достигла 16,5%. Затем зерно досушивали традиционным (конвективным) способом в потоке воздуха 18^оС до влажности 11,0%. Показатели качества зерна определяли по качеству сырой клейковины и автолитической активности. Автолитическая активность составила 42% водорастворимых веществ, а качество клейковины 82,5 ед. прибора ИДК.

П р и м е р 2. Пробы зерна тритикале массой 0,1 кг и исходной влажностью 11% увлажняют по общепринятой методике до влажности 22%. Увлажненное зерно подвергают импульсно-периодической СВЧ-обработке с одновременной продувкой воздухом. Обработку осуществляют шестью циклами СВЧ-нагрева и шестью циклами охлаждения в потоке воздуха. При этом длительность циклов СВЧ-нагрева уменьшали, и их продолжительности соответственно составили 20, 15, 10, 5, 5, 5 с, а длительность циклов охлаждения увеличивали, и их продолжительности соответственно составили 40, 45, 50, 55, 55, 55 с.

В результате обработки конечная влажность зерна достигает 16%. Далее, как в примере 1.

Автолитическая активность зерна достигает 40%, и клейковина укрепляется до 82,0 ед, приб. ИДК (II гр.).

П р и м е р 3. Пробы зерна тритикале массой 0,1 кг с исходной влажностью 11% увлажняют по общепринятой методике до влажности 24,1%. Далее, как в примере 1.

В результате СВЧ-обработки конечная влажность зерна становится равной 16,9%. Далее, как в примере 1.

Автолитическая активность зерна достигает 41%, и клейковина укрепляется до 85 ед. приб. ИДК (II гр.).

П р и м е р 4. Пробы зерна тритикале массой 0,1 кг с исходной влажностью 11% увлажняют по общепринятой методике до влажности 24%. Далее как в примере 2.

В результате СВЧ-обработки конечная влажность зерна становится 16,5%. Далее, как в примере 1.

Автолитическая активность зерна достигает 36%, и клейковина укрепляется до 77,5 ед. приб. ИДК (II гр.).

П р и м е р 5. Пробы зерна тритикале массой 0,1 кг и исходной влажностью 11% увлажняют по общепринятой методике до влажности 25,2%. Далее, как в примере 1.

В результате СВЧ-обработки конечная влажность зерна становится равной 17,0. Далее, как в примере 1.

Автолитическая активность зерна достигает 38%, и клейковина укрепляется до 85 ед. приб. ИДК (II гр.).

П р и м е р 6. Пробы зерна тритикале массой 0,1 кг с исходной влажностью 11% увлажняют по общепринятой методике до влажности 25,3%. Далее, как в примере 2.

В результате СВЧ-обработки конечная влажность зерна достигает 16,7%. Далее, как в примере 1.

Автолитическая активность зерна достигает 36%, а клейковина укрепляется до 77,0 ед. приб. ИДК (II гр.).

П р и м е р 7. Пробы зерна тритикале массой 0,1 кг с исходной влажностью 11% увлажняют по общепринятой методике до влажности 26,0%. Далее, как в примере 1.

В результате СВЧ-обработки конечная влажность зерна достигает 17,2%. Далее, как в примере 1.

Автолитическая активность зерна достигает 39%, а клейковина укрепляется до 77,0 ед. прибл. ИДК (II гр.).

П р и м е р 8. Пробы зерна тритикале массой 0,1 кг с исходной влажностью 11% увлажняют по общепринятой методике до влажности 26,1%. Далее, как в примере 2.

В результате СВЧ-обработки конечная влажность зерна достигает 16,9%. Далее, как в примере 1.

Автолитическая активность зерна достигает 35%, клейковина укрепляется до 75 ед. приб. ИДК (I гр.).

П р и м е р 9. Пробы зерна тритикале массой 0,1 кг и исходной влажностью 11% увлажняют по общепринятой методике до влажности 28,0%. Далее, как в примере 1.

В результате СВЧ-обработки конечная влажность зерна достигла 17,9%.

Автолитическая активность зерна достигла 37%, клейковина укрепилась до 77,5 ед. приб. ИДК (II гр.).

П р и м е р 10. Пробы зерна тритикале массой 0,1 кг и исходной влажностью 11% увлажняют по общепринятой методике до влажности 28,0%. Далее, как в примере 2.

В результате СВЧ-обработки конечная влажность зерна достигает 17,4%. Далее, как в примере 1.

Автолитическая активность зерна достигает 35%, клейковина укрепилась до 75 ед. приб. ИДК (I гр.).

Сопоставительный анализ вышеприведенных примеров (таблица) позволяет сделать аргументированный вывод, что качество зерна тритикале "Амфидиплоид-206" значительно улучшается при его циклической электромагнитной обработке в многомодовом поле сверхвысокой частоты с одновременной продувкой воздухом. В результате 4-6 циклов СВЧ-обработки в режиме нагрев-охлаждение улучшаются показатели хлебопекарного достоинства - автолитическая активность снижается с 73,5 до 35%, качество сырой клейковины укрепляется, переходя из III группы (108 ед. приб.) в I группу качества (75 ед. приб. ИДК).

Изобретение относится к системе заготовок, хранения и переработки сельскохозяйственного сырья, а именно к способу подготовки зерна к помолу. Цель изобретения - расширение технологических возможностей путем использования муки из зерна тритикале при производстве хлеба и повышение качества зерна. Способ подготовки зерна к помолу включает увлажнение до 22 - 28%, СВЧ-обработку увлажненного зерна с одновременной продувкой воздухом до достижения влажности 16 - 18%, при этом продолжительность уменьшающихся по ходу процесса циклов СВЧ-нагрева (τ_n) и общую длительность СВЧ-воздействия (T) определяют по формулам , где τ_o - длительность начального цикла СВЧ-нагрева (при n = 1), с; n - число сокращающихся по времени циклов СВЧ-нагрева; m - общее число циклов СВЧ-воздействия; m ≥ n; Δτ - время терморелаксации, с; T - общая длительность СВЧ-воздействия, с; t_n - продолжительность уменьшающихся по ходу процесса циклов СВЧ-нагрева, с. 1 табл.

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ЗЕРНА К ПОМОЛУ, включающий увлажнение зерна, его сушку посредством циклической электромагнитной обработки в многоходовом электромагнитном поле сверхвысокой частоты с одновременной продувкой воздухом и досушку до требуемой влажности, отличающийся тем, что, с целью расширения технологических возможностей путем использования муки из зерна Тритикале при производстве хлеба и повышения качества зерна, увлажнение осуществляют до 22 - 28% , СВЧ-обработку - до достижения влажности 16 - 18%, при этом продолжительность циклов СВЧ-нагрева τ_пустанавливают уменьшающейся по ходу процесса, при этом общую длительность СВЧ-воздействия Т и τ_п определяют по формулам
τ_п = τ_o-(n-1)˙Δτ , c ,
T =(m-n)Δτ+τ_п , с,
где τ_o - длительность начального цикла СВЧ-нагрева (при n = 1), с;
n - число циклов СВЧ-нагрева;
m - общее число циклов СВЧ-воздействия, m ≥ n;
Δτ - время терморелаксации, с;
τ_п - продолжительность уменьшающихся по ходу процесса циклов СВЧ-нагрева, с;
T - общая длительность СВЧ-воздействия, с.