СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ ПШЕНИЧНОЙ МУКИ
METHOD FOR WHEAT FLOUR PREPARATION

Настоящее изобретение относится к пищевой промышленности.
В частности, изобретение относится к способу приготовления пшеничной муки и, в особенности, манной крупы из твердых сортов пшеницы (Triticum turgidum var. durum, Desf.).
Как известно, мука и манная крупа, изготовляемые соответственно из пшеницы мягких сортов (Triticum aestivum, L.) и пшеницы твердых сортов, получают размалыванием зерен с последующим отделением отрубей.
Рассматривая в качестве примера твердую пшеницу, можно отметить, что в ее зернах имеется центральное ядро, состоящее из эндосперма, зародыш (проросток) и покрытие, состоящее из различных слоев, образующих отруби и составляющих приблизительно 15 мас.% от массы всего зерна.
Традиционный способ приготовления муки или манной крупы включает несколько (3-4) операций кондиционирования зерен при помощи воды и/или водяного пара в течение 8-12 часов, для обеспечения равномерного увлажнения эндосперма и для обеспечения оптимального значения влажности эндосперма, что в то же самое время способствует отделению отрубей от зерна. Затем производят помол (дробление, или драной процесс, просеивание) при помощи аппаратов, предназначенных для этой операции.
Самые мелкие фракции, в основном состоящие из эндосперма и содержащие также отруби и зародыши (проростки), отделяют просеиванием, а затем подвергают последующим операциям очистки.
Более грубую фракцию, в основном состоящую из отрубей, но содержащую некоторое количество эндосперма, вновь направляют на помол с целью извлечения эндосперма.
Эта последовательность операций может быть повторена несколько раз; при этом каждый раз получают мелкоразмолотые отруби и частицы зародыша, которые очень трудно отделить от эндосперма.
Таким образом, снижается как окончательный выход манной крупы, так и ее качество.
В патенте ЕР 0598022 описан способ увлажнения зерен злаков, в котором применяют аппарат, способный создавать вибрацию, что приводит к значительному снижению времени одной последовательной операции кондиционирования, что, в свою очередь, снижает общее время производственного процесса.
В патентной заявке ЕР 0295774 предложен альтернативный способ приготовления пшеничной муки, в котором помол зерен осуществляют лишь после селективного удаления разнообразных слоев, составляющих отруби.
Более конкретно, способ, осуществляемый в соответствии с вышеуказанной заявкой, предусматривает следующие операции:
1) обработку зерен таким количеством воды, которое достаточно для кондиционирования внешних слоев отрубей, но при котором эндосперм по существу не подвергается действию воды;
2) шелушение обработанных вышеуказанным способом зерен трением для удаления наружных слоев отрубей и последующую обработку трением и истиранием для удаления большей части оставшихся отрубей;
3) кондиционирование зерен водой традиционным способом и размалывание зерен.
Таким образом, несколько уменьшается количество отрубей, получаемых при проведении операции помола, а также может быть снижено количество дробильных операций, что улучшает производительность предприятия.
В соответствии с изложенным в вышеуказанной патентной заявке для того, чтобы избежать склеивания различных слоев отрубей и прилипания внутренних слоев отрубей к эндосперму, что вызывает затруднения при отделении этих слоев от эндосперма, важно, чтобы количество воды на операции первоначального кондиционирования зерен составляло менее 2 мас.% в пересчете на общую массу зерен.
Заявителем было экспериментально обнаружено, что несмотря на то, что описанный выше способ, известный из уровня техники, вполне пригоден для получения различных слоев отрубей с хорошей чистотой при помощи операций, включающих обработку трением и истиранием (friction and abrasion), описанных в указанной заявке, такой способ все же приводит к серьезным неудобствам на последующих операциях помола, в особенности при работе в промышленном масштабе.
В самом деле, кондиционирование зерен, которые лишены по большей части своей оболочки из отрубей, традиционным способом, т.е. с использованием количества воды, равного приблизительно 16 мас.% воды в пересчете на общую массу зерен, вызывает агрегацию зерен, поскольку они начинают слипаться друг с другом, что приводит к непреодолимым техническим трудностям при обработке зерен и их загрузке в размольные машины.
Таким образом, задачей настоящего изобретения является разработка такого способа приготовления пшеничной муки или манной крупы, в частности манной крупы, изготовляемой из твердых сортов пшеницы, который позволил бы повысить выход операции помола с одновременным снижением производственного времени, а также получить манную крупу, которая полностью соответствует жестким требованиям качества, действующим в Италии. Все это позволяет избежать неудобств, упомянутых выше в связи со способом, описанным в патенте ЕР 0295774.
Краткое описание изобретения
В соответствии с настоящим изобретением указанная задача решена при помощи способа приготовления муки или манной крупы из цельных зерен пшеницы мягких сортов или пшеницы твердых сортов, соответственно, который включает следующие операции:
а) увлажнение указанных зерен таким количеством воды, при котором содержание влаги в зернах достигает по меньшей мере 15%, и воздействие на указанные зерна вибрации с частотой в диапазоне от 50 до 300 Гц.
b) обработку влажных зерен при помощи операции кондиционирования;
c) обработку кондиционированных зерен при помощи операций шелушения, по существу включающих обработку истиранием (шлифовку (abrasion)), для удаления наружных слоев отрубей;
d) размалывание кондиционированных и отшелушенных зерен.
Зерна подвергают вибрационной обработке при частотах, находящихся в диапазоне от 50 до 300 Гц, преимущественно 75 Гц, генерируемых при помощи механической, электрической энергии или энергии магнитного поля, а также при помощи ультразвуковых колебаний.
Преимущественно зерна подвергают вибрационной обработке при помощи аппарата, выпускаемого компанией Graf GmbH & Со. KG, Lahnau, Германия, под торговой маркой Vibronet.
В том случае, когда кондиционирование проводят на зернах, обработанных посредством указанных вибраций, достаточно одной операции кондиционирования, которая занимает гораздо меньше времени, чем традиционно проводимые многократные (3-4) операции кондиционирования, и ограничена 4-6 часами вместо суммарных 8-12 часов, предусматриваемых традиционным кондиционированием.
По сравнению с традиционно применяемым способом, при котором не производят шелушения зерен перед операцией помола, применение способа, предлагаемого в соответствии с настоящим изобретением, имеет огромное преимущество, состоящее в увеличении часовой производительности единственной применяемой мельницы, которое достигает 15-20%. Кроме того, при использовании способа, предлагаемого в соответствии с настоящим изобретением, можно избежать неудобств, связанных с присутствием отрубей, как то, например, переполнение и засорение вследствие изменения объема отрубей в зависимости от содержания в них влаги.
Кроме того, меньшее содержание отрубей и зародышей (проростков) в перемалываемых зернах приводит к приготовлению муки и манной крупы, содержание золы в которых находится в пределах нормы даже при повышенном извлечении фракций мельчайших частиц с высоким содержанием золы, при очевидном увеличении выходов муки и  манной крупы. Преимуществом способа, предлагаемого в соответствии с настоящим изобретением, в сравнении со способом, описанном в заявке ЕР 0295774, является то, что зерна, которые лишены по большей части своей оболочки из отрубей, не слипаются друг с другом, как это происходит при выполнении операций увлажнения и кондиционирования, описанных в вышеуказанной патентной заявке, но легко подвергаются шелушению.
В самом деле, при осуществлении способа, предлагаемого в настоящем изобретении, отсутствует такой недостаток известного способа, описанного в заявке ЕР 0295774, как прилипание внутренних слоев отрубей к эндосперму. В соответствии с неограничивающей гипотезой можно предположить, что действие вибрации на зерна во время операции увлажнения снижает поверхностное натяжение слоев отрубей и способствует быстрому проникновению воды в центральную часть зерна, где она накапливается в эндосперме, оставляя при этом слои отрубей относительно сухими. Это позволяет избежать прилипания внутренних слоев отрубей к эндосперму.
Кроме того, было обнаружено, что можно избежать выполнения операции очистки семян трением, описанной в заявке ЕР 0295774, при отсутствии снижения общего выхода по способу и качества выпускаемой муки. Таким образом, в соответствии с настоящим способом удаление отрубей с зерна полностью производят при обработке истиранием, что приводит к очевидным упрощениям в конструкции установки и к снижению времени производства.
Способ, предлагаемый в соответствии с настоящим изобретением, будет более подробно описан при помощи следующего иллюстрирующего, но не ограничивающего примера.
Пример
К 115 кг твердой пшеницы, предварительно очищенной традиционным способом, добавили такое количество воды, чтобы содержание влаги в зернах достигало 16,5%, при одновременном воздействии на зерна вибрационной нагрузки, производимой аппаратом Vibronet (продолжительность вибрационных импульсов составляла приблизительно 10 секунд, а частота - 75 Гц). После одной стадии кондиционирования, продолжавшейся в течение 5 часов, зерна поступали в первый аппарат для первого шелушения или шлифовки, имеющий вращающийся вал с вертикальными осями, поддерживающими абразивные карборундовые жернова, на которых счищали наружные слои отрубей, которые затем отсасывали, извлекая в виде порошка отрубей. Зерна, извлекаемые из первого аппарата для шелушения/шлифовки, затем поступали на две последовательные операции, выполняемые в двух аппаратах для шелушения, предназначенных, соответственно, для удаления промежуточных и внутренних слоев отрубей, которые в каждом случае извлекали в виде порошка отрубей. Три фракции порошка отрубей, получаемые на выходах трех аппаратов для шелушения, различались по содержанию волокон, которое было максимальным для первой фракции порошка отрубей и минимальным для третьей фракции порошка отрубей, и по содержанию белка, которое, наоборот, было максимальным для третьей фракции порошка отрубей и минимальным для первой фракции порошка отрубей. Зерна, поступающие из третьего аппарата для шелушения, общей массой приблизительно 100 кг, что соответствовало 87% от исходной массы, подвергали динамическому охлаждению в токе воздуха, а затем направляли в обычную мельницу для размалывания. В ней отшелушенные зерна размалывали в соответствии с рабочим режимом, обычно применяемым для размалывания цельных зерен; в конечном итоге получали 85 кг манной крупы, изготовленной из твердой пшеницы (выход 74%), полностью соответствующей требованиям качества, установленным законом. В частности, было обнаружено, что содержание золы, а также размер частиц и так называемая крапчатость (speckling, по-итальянски: puntatura) соответствуют стандартам, поскольку продукт содержал гораздо меньше отрубей и темных компонентов по сравнению с манной крупой, полученной обычным способом.
Наконец, следует отметить, что сравнительное испытание, проведенное на 100 кг твердой пшеницы, взятой из той же партии и подвергнутой традиционному увлажнению и кондиционированию в течение 10 часов при таком количестве воды, что содержание влаги в пшенице достигало 16,5%, с последующим размалыванием, но без предварительного шелушения, в тех же самых экспериментальных и рабочих условиях, что и в предыдущем примере, привело к получению 70 кг манной крупы с выходом 70%.
При сравнении двух испытаний можно отметить, что способ, предлагаемый в соответствии с настоящим изобретением, приводит к получению большего выхода, чем традиционный способ.
Однако способ, предлагаемый в соответствии с настоящим изобретением, имеет еще одно важное преимущество: применяя указанный способ, можно значительно повысить производительность мукомольного предприятия по количеству произведенной муки, поскольку остаточное количество отрубей в зернах очень мало и, следовательно, не нужно проводить обработку в многочисленных мелющих системах (повторять дробление; драной процесс (breaking)), обычно используемую в традиционных способах помола. При проведении работ в промышленном масштабе было установлено, что скорость подачи отшелушенного зерна, поступающего в мельницу, составляла 15,20 т/ч, в то время как при подаче неотшелушенного зерна в ту же самую мельницу скорость подачи составляла 12,87 т/ч.
При постоянной работе в промышленном масштабе способ, предлагаемый в соответствии с настоящим изобретением, приводил к получению 75,2 мас.% выхода манной крупы в пересчете на исходную массу твердой пшеницы, в то время как максимальный выход, получаемый при помощи традиционных способов на той же самой мельнице, составлял 70,1%.