Технология производства муки на мини мельнице "Фермер1"

        Введение.                                                                       стр.2-3.

1.   Обзор литературы по теме исследований.                  стр.4-26.

1. Ассортимент муки.                                                        стр. 4-8.

1.2.    Технологические свойства пшеничной муки.         стр. 9-17

1.3. Влияние технологических свойств зерна на качество и

        выход муки.                                                                стр. 18-21

1.4.   Требования к качеству зерна и подготовка

         к помолу.                                                                       стр. 21-25.

2.      Место и условия проведения исследования              стр. 26-38.

2.1.    Цель и задачи работы.                                                  стр. 26.

2.2.    Краткая характеристика предприятия.                       стр.27-30

2.3.    Методы анализа качества зерна и муки.                    стр.31-38

3.      Экспериментальная часть.                                           стр. 39-56

3.1. Схема технологического процесса мини- мельницы 

       «Фермер 1»                                                                      стр. 39-43                                                                                                                  3.2.   Качество зерна поставленного для производства

          муки.                                                                              стр 44-48

3.3.   Выход муки и ее качество.                                           стр.49-56

4.      Экономика                                                                     стр.57-62

5.      Защита окружающей среды.                                      стр. 63-69

6.     Безопасность жизнедеятельности.                              стр. 70-82               

7.     Выводы и предложения.                                             стр. 83    

        Список использованной литературы.                        стр. 84-87

        Приложения. 
 
 

Введение

     Мельницы и люди уже много веков служат друг другу. Вместе они продвигались от каменного века в нашу цивилизованную эпоху, совершенствовали друг друга. И на всех этих этапах люди вкладывают в мельничное производство знания, труд, опыт, отдают душевное тепло, а мельницы, в свою очередь, щедро вознаграждают их за это самым материальным и незамысловатым продуктом, который до сих пор составляет основу питания человека - мукой, а значит хлебом.

Производственный  процесс переработки зерна в  муку на мукомольных заводах зависит  от следующих основных факторов: качества зерна, поступающего в переработку, степени совершенства технологического процесса; качества и состояния технологического оборудования.

      Решающее значение для оценки качества зерна, как сырья для мукомольной промышленности имеют его технологические - мукомольные и хлебопекарные свойства. Под технологическими свойствами следует понимать совокупность свойств зерна и вырабатываемой из негомуки, обуславливающих поведение сырья в процессе его переработки на мукомольных заводах и хлебозаводах. Технологические свойства зерна характеризуются количественными и качественными показателями и определяются следующими показателями: общим выходом муки и ее качеством, выходом и качеством муки высоких сортов ( муки высшего и первого сортов и манной крупы), количеством извлеченных крупок и дунстов, степенью вымалываемости оболочек, расходом энергии на выработку 1т. Муки. Все эти показатели находятся в прямой зависимости от свойств самого зерна - стекловидности, влажности, зольности, прочности, твердости, выравненности, натуры и других. За последние годы широкое распространение получили мини- мельницы. По последним данным, на мини- мельницах вырабатывается до 30% общего объема муки.

      Саратовская область представляет собой развитой индустриально-аграрный территориально-производственный комплекс областного ранга. В общем объеме валовой продукции области в середине 1990-х гг. на долю промышленности приходится 60%, сельского хозяйства - 29%. Такое соотношение показывает, что сельское хозяйство продолжает играть важную роль в экономике области. По объему производства сельскохозяйственной продукции наша область входит в десятку крупнейших аграрных регионов России.

        В последние годы происходят заметные структурные сдвиги в экономике области. Достаточно четко проявилась тенденция к снижению удельного веса промышленности (на 15% за 5 последних лет) и увеличению доли сельского хозяйства и строительства.

Саратовская область считается единственным субъектом Российской Федерации, расположенным  на самой выгодной для сельскохозяйственной деятельности территории.

«Выгодность»  объясняется тремя географическими  зонами: область расположилась в  местах лесостепи, степи и полупустыни. В данной работе рассмотрим процесс  производства муки на мини- мельнице «Фермер 1» ИП Ильясова, расположенной Саратовская  область, Дергачевский район, поселок  Садовый. 
 
 
 
 
 
 

1. Обзор литературы по теме исследований.

1. Ассортимент муки

   Производства муки известно человеку с незапамятных времен, на их основе готовят разнообразные хлебобулочные и кондитерские изделия и кулинарные блюда. Теория и практика технологии муки и крупы постоянно развиваются. Во-первых, переработка зерна в муку принципиальная необходимость. Во-вторых, для измельчения зерна необходимы затраты значительного количества энергии. Поэтому мельница всегда была объектом технической мысли, техника и технология помола постоянно развивались и совершенствовались. Мельница намного раньше других производств приобрела облик промышленного предприятия. В России водяные и ветряные мельницы появились уже в девятом веке, в двенадцатом веке они были повсюду. В 1803 году в одной только Московской губернии было 656 водяных мельниц. Первая мельница с паровым двигателем была построена в Лондоне в 1785году, а в России - в 1818году, в селе Воротынец Нижегородской губернии - раньше, чем в остальных европейских странах. Паровая машина Черепановых мощностью около 4 лошадиных сил (около 3 кВт), созданная в 1824 году, также работала на жерновой мельнице производственной мощностью 1,5 тонн в сутки. В 1892 году в 56 губерниях европейской части России работало свыше 800 крупных паровых мельниц.     На мельницах широко применяли различные двигатели внутреннего сгорания. В 1914 году в Санкт-Петербурге мельница ржаного сеяного помола была переведена на электропривод и стала первым электрифицированным предприятием России. Даже на небольших зерновых ветряных или водяных мельницах издавна была предусмотрена механизация физически тяжелых операций. Огромную роль в развитии мельницы сыграло изобретение вальцевого станка. В России его впервые применили на мельнице в 1822 году. С тех пор станки стали активно конкурировать с жерновами, а затем на крупных мельницах совершенно вытеснили их. В 1880 году в Поволжье почти все мельницы были вальцовыми, а всего в России таких мельниц было уже 180. Современная мельница представляет собой полностью механизированное предприятие, причем управление процессом и контроль технологических операций в значительной мере осуществляются автоматизированными системами.

       Вместе с крупяными предприятиями длительное время существовали мельницы сельскохозяйственного типа. По данным статистики, еще в 1931 году на территории СССР было более 200 000 ветряных и водяных мельниц, которые обеспечивали нужды сельских жителей.

В 19 веке выход муки разных сортов при помоле пшеницы составлял 75-80%. При этом условия конструкции, диктовали  производство большого разнообразия сортов муки. Как правило, на каждой мельнице их было не мене 5, а на некоторых  даже 12 сортов.

Такое положение около 10 лет сохранялось  и после 1917 года в новой РСФСР, а затем и в бывшем СССР. Качество муки на различных мельницах значительно  отличалось. В 1927 году в РСФСР и  УССР впервые введены единые стандарты  на муку. Действующий в настоящее  время стандарт утвержден в 1988 году. Во второй половине 19 века в России происходил бурный рост промышленности, быстро развивалось и мукомолье: только в период с 1860 по 1896 годы было построено более 800 товарных мельниц. Опираясь на прочный экономический  фундамент, Россия экспортировала не только зерно, но и муку, которая отличалась высоким качеством и заслуженно пользовалась повышенным спросом в  западных странах.

     Строительство и эксплуатация мельниц требовали литературного обеспечения. Инженерное руководство по этому вопросу было опубликовано уже в 1812 году В. Левшиным. В дальнейшем такая техническая литература появляется достаточно регулярно. Д.И. Менделеев в своей «Технологии» большой раздел посвятил мукомольному производству.

     В 1876 году первый инженер - мукомол и профессор Санкт - Петербургского технологического института П.А. Афанасьев опубликовал «Курс мукомольных мельниц»; в 1884 году его ученик профессор К.А. Зворыкин издал «Курс по мукомольному производству». Эстафету от этих ученых принял профессор П.А.Козьмин, издавший в 1912 году учебник «Мукомольное производство».

    Активно велась и подготовка специалистов. Первые технические школы в России были организованны еще при Екатерине Второй, в 1782 году насчитывалось 8 таких школ, в 1786 - уже 165 школ. За период с1876 по1917 годы диплом инженера имели более 100 мукомолов. Современные мельницы отвечают всем инженерным требованиям. Сложный многофакторный технологический процесс, насыщенность предприятий технологическим и вспомогательным оборудованием, автоматизированными системами контроля и управления предъявляют повышенные требования к профессиональным знаниям, организационной способности и общему культурному и интеллектуальному уровню инженеров - технологов (10.Демский А.Б).

     Вид муки определяется той хлебной культурой, из которой она получена. Различают муку пшеничную, ржаную, ячменную, овсяную, рисовую, гороховую, гречневую, соевую. Муку можно получить из одной культуры и из смеси пшеницы и ржи (пшенично-ржаная и ржано-пшеничная).

Мука  каждого вида подразделяется на сорта, отличающиеся по качеству, физическим и химическим свойствам. Мука пшеничная  бывает высшего, I и II сорта, крупчатка, обойная. Ржаная - сеяная, обдирная, обойная. Чем выше сорт муки, тем меньше в  ней содержится клетчатки, золы, белка, жира, т.е. веществ, которыми богата оболочка, зародыш, алейроновый слой. Чем ниже сорт муки, тем ближе мука приближается по химическому составу к зерна. Обойная мука в основном состоит  из измельченного зерна без удаления оболочек, алейронового слоя и зародыша. (5.Бутковский В.А)

Мука  характеризуется запахом, хрустом, вкусом, цветностью, крупнотой помола, влажностью, содержанием белковых веществ, углеводов, золы, минеральных веществ, витаминов, ферментов.

Таблица 1. Химический состав различных сортов муки .

    Мука является основным сырьем для производства мучных кондитерских и хлебобулочных изделий, поэтому требования, предъявляемые к ней, заключаются в том, чтобы она обладала всеми свойствами, необходимыми для получения высококачественной продукции.

Тип муки определяется ее целевым назначением. Например, мука пшеничная может вырабатываться хлебопекарной и макаронной. Хлебопекарная  мука вырабатывается в основном из мягкой пшеницы, макаронная - из твердой  высококостекловидной. Ржаная мука вырабатывается только хлебопекарной.

Сорт  муки является основным качественным показателем всех ее видов и типов. Сорт муки связан с ее выходом, то есть количеством муки, получаемой из 100 кг зерна. Выход муки выражают в процентах. Чем больше выход муки, тем ниже ее сорт. (5.Бутковский В.А)

   Для выработки хлеба и хлебобулочных изделий на хлебопекарных предприятиях применяют в основном пшеничную и ржаную муку. Пшеничную муку вырабатывают пяти сортов по ГОСТ 26574 «Мука пшеничная хлебопекарная»: крупчатка, высшего, первого, второго сортов и обойная или четырех сортов по ТУ 8 РФ 11-95-91 «Мука пшеничная» высшего, первого, второго сортов и обойная. Кроме того вырабатывают муку пшеничную подольскую по ТУ 8 РСФСР 11-42-88 и муку пшеничную хлебопекарную «Особая» по ТУ 9293-003-00932169-96 высшего и первого сортов.

  Мука ржаная хлебопекарная вырабатывается по ГОСТ 7045 трех сортов - сеяная, обдирная и обойная. Кроме того вырабатывается мука ржаная хлебопекарная «Особая» по ТУ РФ 11-115-92.

Муку, полученную из зерновых и крупяных культур, используют в составе композитных смесей. Это следующие виды и сорта  муки: мука ячменная сортовая (ТУ 9293-008-00932169-96), мука пшенная сортовая ( ТУ 9293-007-00932169-96), мука кукурузная сортовая (крупная  и мелкая) (ТУ 9293-009-00932169-96), мука рисовая 1 сорта ( ТУ 9293-010-00932169-96), мука гороховая  сортовая (ТУ 9293-011-00932169-96), мука пшеничная  с высоким содержанием отрубянистых частиц (ТУ 9293-008-00932169-96), мука пшеничная, обогащенная пищевыми волокнами (докторская) (ТУ 9293-004-00932169-96). (11.Егоров Г.А)

   В настоящее время стали создаваться композитные мучные смеси для хлебобулочных изделий. Композитные мучные смеси для хлеба включают три компонента: муку пшеничную хлебопекарную 1 сорта (72%), муку ржаную обдирную (65%) и крупяную (ячменную сортовую, пшенную сортовую или гречневую 1 сорта) (20%). 
 
 
 

1.2. Технологические свойства муки

    Основным сырьем для производства муки служит зерно пшеницы. Эта культура обладает высокой пищевой ценностью. Важным фактором, влияющим на качество производимой муки и хлеба, является качество перерабатываемого зерна, определяемое его анатомическим строением, химическим составом и технологическим свойствами. (2.Беркутова Н.С, Швецова И.А)

       Под технологическими свойствами зерна следует понимать совокупность признаков и показателей его качества, определяющих поведение зерна в технологическом процессе его переработки, выход и качество муки

(таблица  2). 

    Показатели, применяемые для оценки технологических свойств зерна пшеницы, условно распределяют на три группы. Показывающие общее состояние зерновой массы, определяющие мукомольные и характеризующие хлебопекарные свойства зерна.

Общее состояние зерновой массы оценивают  следующими показателями: вкусом, запахом, цветом, влажностью, зараженностью, засоренностью, количеством мелкой фракции зерна. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Таблица 2.Ограничительные кондиции на зерно основных культур, поставляемое на мукомольные заводы.

    Мукомольные свойства зерна представлены такими показателями, как стекловидность, крупность, выравненность, натура, масса 1000 зерен, плотность, зольность размолоспособность. (6.Бутковский В.А, Мерко А.И, Мельников Е.М)

     Хлебопекарные свойства зерна пшеницы можно оценить следующими показателями: содержанием и качеством клейковины, газообразующей способностью и дисперсным составом муки, физическими свойствами теста и показателями пробной выпечки хлеба.

     Показатели, характеризующие общее состояние зерновой массы, регламентируют качество направляемого в переработку зерна по общим признакам его пригодности для выработки муки. По этим показателям введены ограничительные кондиции, т.е. такое предельное качество зерна, ниже которого его нельзя направлять на мукомольные заводы. Цвет, запах, и вкус должны быть нормальными, характерными для зерна. Зерно с посторонними запахом и вкусом в переработку не допускается. (15.Кншинидев М.И)

    Показатели для оценки мукомольных свойств зерна характеризуют поведение зерна в процессе переработки в муку, оказывают основное влияние на выход и качество муки, а также удельный расход энергии на размол зерна. К ним относят: стекловидность, крупность и выравненность, массу 1000 зерен, плотность, зольность, размолоспособность и др.

   Стекловидность. Консистенция эндосперма пшеницы оказывает основное влияние на структурно-механические свойства зерна, которые предопределяют условие его подготовки и переработки в муку, т.е. мукомольные свойства. в зависимости от консистенции эндосперма зерно мягкой пшеницы подразделяют по стекловидности на три группы: 1-я группа - стекловидность свыше 60%; 2-я группа - стекловидность 40... 60%; 3-я группа - стекловидность менее 40%.

    Зерно 1-й группы стекловидности обладает наибольшей прочностью, требует наибольшего удельного расхода энергии на измельчение, из этой пшеницы получают высокий выход промежуточных продуктов лучшего качества.

   Зерно 3-ей группы стекловидности имеет в основном мучнистую консистенцию эндосперма, обладает пониженной прочностью, требует минимального удельного расхода энергии на измельчение, из зерна пшеницы этой группы стекловидности получают при измельчении максимальный выход муки при относительно небольшом выходе промежуточных продуктов.

   Зерно 2-й группы стекловидности занимает промежуточное положение. Консистенция эндосперма пшеницы оказывает также существенное влияние на увлажнение и отволаживание зерна в процессе его подготовки к помолу. По совокупности технологических достоинств лучшим считают зерно 2-й группы стекловидности. Поэтому подбирают несколько исходных партий зерна с различной стекловидностью, чтобы при их смешивании получить в общей партии стекловидность 50...60%.

     Крупность и выравненность по крупности. Крупность зерна характеризуется совокупностью его размеров, а выравненность - одинаковыми размерами зерен. При переработке крупной фракции получают больший выход промежуточных продуктов и муки, а качество их лучше, чем при переработке мелкой фракции. Поэтому мелкую фракцию зерна стремятся выделить и направить для производства комбикормов. Очистка зерна от примесей, увлажнение и отволаживание, измельчение протекают более эффективно при высокой выравненности зерна по крупности.

  Натура. Зерно пшеницы с большой натурой, как правило, хорошо выполнено, содержит больше эндосперма и обеспечивает высокий выход муки при его переработке. Поэтому этот показатель используют при расчете выходов муки.

  Масса 1000 зерен. Характеризует непосредственно крупность зерна и его выполненность. Поэтому показатель 1000 зерен косвенно характеризует мукомольные свойства зерна. Зерно с большей массой 1000 зерен позволяет получить больший выход муки лучшего качества.

    Плотность. Этот показатель комплексно характеризует технологические свойства зерна, так как зависит от стекловидности, массы 1000 зерен, крупности, а также от химического состава зерна, поскольку различные биополимеры имеют разную плотность. Так, наибольшая относительная плотность у крахмала (1,46...1,63), несколько меньшая плотность у белков (1,35), а наименьшая - у жиров (0,84...0,98).

    Относительная плотность зерна пшеницы 1,33...1,53. С повышением плотности зерна выход промежуточных продуктов первого качества возрастает. Мукомольные свойства зерна с повышением плотности улучшаются. На плотность существенно влияют влажность зерна, температура и другие факторы.

   Зольность. Этот показатель характеризует количество содержания минеральных веществ, макро - и микроэлементов. Макроэлементы представлены солями и окислами калия, фосфора, натрия и кальция, а микроэлементы - солями и окислами магния, железа, меди, марганца, кобальта и элементов. Основу минеральных веществ зерна составляют микроэлементы (около 95%). Минеральные вещества распределены по различным анатомическим частям зерна неравномерно. Наибольшее их количество находится в алейроновом слое, оболочках и зародыше, т.е. в периферических частях, а наименьшее - в мучнистом ядре эндосперма.

     Зольность зерна изменяется в довольно широких пределах и зависит как от сортовых особенностей, так и от почвенно-климатических условий выращивания. Как относительный показатель качества зольность используют при расчете выходов муки.

  Размолоспособность. Определяется технологическими показателями, такими как выход и качество промежуточных продуктов, качество муки 75 %-ного выхода, вымалываемость зерна, удельный расход энергии на помол и др. Указанные показатели считают прямыми и поэтому они наиболее полно отражают мукомольные свойства зерна. Показатели размолоспособности зерна определяют, размалывая небольшое количество зерна (1,5...5,0 кг) на лабораторных мельницах по определенной схеме помола. Выход и качество промежуточных продуктов размола зерна в виде крупок, дунстов и муки характеризуют его крупообразующую способность. Чем больше крупок лучшего качества получается при размоле зерна, тем выше его крупообразующая способность и выше мукомольные свойства.

При оценке мукомольных свойств зерна для  сортовых помолов чаще всего используют муку 78%-ного выхода. В этом случае высокое  качество муки по зольности, цвету и  другим показателям свидетельствует  о хороших мукомольных свойствах  зерна.

     Вымалываемость определяют по общему выходу и качеству муки, а также по наличию остатков мучнистого ядра эндосперма в отрубях. Удельный расход электроэнергии характеризует структурно-механические свойства зерна, его находят при лабораторных помолах образцов зерна либо в производственных условиях.

     Применяют два показателя удельного расхода электроэнергии: удельный расход электроэнергии на размол единицы массы зерна и удельный расход электроэнергии на получение единицы массы муки. Оба этих показателя взаимоувязаны, однако первый показатель больше характеризует структурно-механические свойства, а второй вымалываемость зерна.

       Микротвердость зерна. Под твердостью тела понимается способность его поверхностных слоев сопротивляться местным деформациям. Микротвердость зерна оценивают по величине отпечатка алмазной пирамидки на поверхности среза зерна.

Микротвердость  оболочек воздушно-сухого зерна пшеницы  находится в пределах 50-70МПа, а  эндосперма 70...170МПа. при повышении  влажности до 16...17% микротвердость снижается: оболочек до 20...30МПа, эндосперма до 40...70МПа. при влажности около 25% микротвердость эндосперма зерна разных культур  становится одинаковой.

При понижении  температуры микротвердость зерна  возрастает, что соответствует повышению  хрупкости зерна в пределах 60...90% стекловидности микротвердость зерна пшеницы возрастает почти прямолинейно от 70 до 140МПа.