Технология солода. Технология солода. Технологические расчеты по производству солод. Учебное пособие Для студентов вузов Кемерово 2005 2 удк 663. 4 (075) ббк 36. 87я7 К44 Рецензенты
 Скачать 4.46 Mb.
|
|
6. Сушка зерна Если влажность поступающего зерна выше 17 %, то зерно необходимо подсушить. Для этого используют специальные зерносушилки, а при их отсутствии можно использовать имеющиеся солодосушилки. Сушку следует проводить теплым воздухом, чтобы не понизить прорас- таемость. Температура сушки зависит от влажности чем выше влажность, тем ниже температура, т.к. влажный ячмень очень чувствителен к повышению температуры. При непрерывном вентилировании температура воздуха может быть повышена до 80 С, но температура в слое зерна не должна быть выше 45 С, т.к. это приведет к снижению всхожести. Также опасно и понижение влажности ниже 10 %. Оптимальная влажность для хранения зерна - 12-13 %. При таком способе сушки расходуется большое количество воздуха (до 1000 м 3 /ч*т). Для ускорения сушки и снижения расхода тепла применяется осциллирующий режим сушки. При этом температура на короткий период повышается до 65 С, затем происходит охлаждение зерна за счет самоиспарения. Для сушки используются шахтные сушилки, в которых зерно движется сверху вниз и обдувается потоком воздуха, в нижней части - охлаждается. Не всегда эффективно иметь сушилки, особенно на небольших предприятиях. Для непродолжительного хранения влажного зерна можно рекомендовать следующие способы. Применение искусственного холода - при этом снижается жизнедеятельность как зерна, таки микроорганизмов. Хранение в регулируемой газовой среде (РГС), обогащенной азотом (до 95 %) и обедненной кислородом. При этом уменьшается активность микробиологических и физико-биохимических процессов. Зерно с влажностью 20 может храниться в таких условиях дох месяцев. Для этого используют надувные пленочные хранилища. Химическое консервирование - использование препаратов на основе пропионовой кислоты. При этом понижается рН, частично погибают микроорганизмы, уменьшается интенсивность физиологических процессов в зерне. При обработке зерна влажностью 20 % пропионовой кислотой в концентрации 0,3 к массе зерна качество его сохраняется при хранении дох месяцев. Несмотря на имеющиеся способы краткосрочного хранения, влажное зерно должно быть переработано в первую очередь. Вредители зерна Вредители попадают в зерно уже в поле или вовремя хранения. К первым относятся растительные паразиты головня и спорынья. Спорынья в виде мицелия грибка попадает в ячмень и затем в солод. Также вредителями являются и плесени хранения, о которых было сказано ранее (см. раздел 1.2 п.п. Микрофлора ячменя. Вредители, которые наносят вред при хранении зерна долгоносик, клещи, моль, грызуны, птицы Амбарный долгоносик - это жучок с характерным строением головы, вытянутой в виде трубочки, которая называется носиком. Длина его 2,5-4,5 мм, окраска- темно-коричневая. Температура развития 22-25 С. Женская особь просверливает в зерне отверстие, откладывает яйца в эндосперме со стороны зародыша и заклеивает отверстие. Образующаяся из яйца личинка пожирает эндосперм, затем превращается в куколку, потом в долгоносика. Он после короткого периода покоя (около 30-ти дней) просверливает оболочку и покидает пустое зерно. Это наиболее опасный вредитель зерна, может жить от х до ми месяцев. При передвижении зерновой массы долгоносик замирает, и отличить его от мертвого очень трудно. Жуки избегают света и боятся сквозняков. В зерновой массе собираются в более теплых участках, при хранении - в верхних слоях. Переносится, в основном, старой и транспортными средствами. Борьба с долгоносиком очень трудная, поэтому зерно, зараженное долгоносиком, к приемке не допускается. Клещ - мелкое животное класса паукообразных. Клещи трудно различимы невооруженным глазом, их размер не более 1 мм. Любят тепло и влагу, поэтому поражается им только влажное зерно. Оптимальная температура их развития С. Наиболее распространенными вредителями зерна являются мучной и обыкновенный волосатый клещ. При температуре 15 С мучной клещ погибает в течение суток, а волосатый - через трое. Самки откладывают яйца, в которых развиваются личинки, а затем клещи. Цикл их развития 14 суток. Клещи повреждают зародыш, в результате чего зерно теряет всхожесть. Можно принимать зерно, зараженное клещом в й стадии. Зерновая моль - бабочка длиной 4-6 мм с серебристыми блестящими крыльями, на которых имеются темно-коричневые и черные пятна. На поверхности зерен бабочка откладывает яйца, из которых образуются гусеницы, они прогрызают оболочку, могут проникать внутрь зерна. Окукливаются гусеницы с помощью выделяемой ими липкой жидкости, это приводит к слипанию зерен. Перед окукливанием гусеница надгрызает оболочку и подготавливает выход для бабочки. При развитии моли снижается масса и качество зерна. Мышевидные грызуны - серая и черная крыса, домовая мышь - способны уничтожать большое количество зерна. Наиболее опасна серая крыса. Она съедает в год до 25-ти кг. Крысы не только уничтожают зерно, но и повреждают постройки. Мыши наносят аналогичный вред. Птицы - голуби и воробьи, зерно - их основной корм. За сутки съедают до 50-ти г зерна, не только уничтожают зерно, но и засоряют его экскрементами, удалить которые практически невозможно. Образуют стаи и нападают на зернохранилища. Переносят насекомых и клещей, те. заражают зерно. Меры предупреждения появления вредителей. Очистка и проветривание хранилищ. Перед приемкой зерна - влажная дезинфекция с помощью известково-керосиновой эмульсии, диоксидом серы и др. Проверка поступающего зерна на зараженность зерновыми вредителями. Очистка зерна перед закладкой на хранение, контроль отходов. Контроль транспортных средств и тары на поражение долгоносиком 60 4. Контроль температуры зерна при хранении. Перемещение и вентиляция зерна. Меры борьбы с вредителями. Нагревание пораженного зерна до температуры 50 Св течение 10-15 мин (при этом долгоносик погибает) или охлаждение (при температуре 8 С прекращается размножение долгоносика, а при 0 Сон погибает. 2. Применение химических средств сероуглерода, четыреххлористого углерода, дихлорэтана, хлористого метила и др. После обработки эти яды должны удаляться из зерна. Необходимо следить за соблюдением ПДК этих веществ в ячмене. Для уничтожения грызунов проводят газовую дератизацию, используют приманки (бродифакум, флокумафен, этилфенацин и др, разрешенные Минздравом РФ. Для борьбы с вредом от птиц следует убирать отходы, очищать территорию, исключать доступ в хранилища. Контрольные вопросы. Как производится доставка и приемка зерна. В чем особенность технологической схемы очистки и сортирования. Какие примеси содержатся в ячмене. На чем основаны основные принципы очистки и сортирования зерна. Как производится очистка зерна с помощью воздушно-ситовых сепараторов. С какой целью используются магнитные сепараторы. Какие примеси можно удалить с помощью триеров? 8. Как производится сортирование зерна. Какие требования предъявляются к работе зерноочистительного оборудования. С какой целью, где и какое устанавливается аспирационное оборудование. Что является причиной самосогревания зерна. С какой целью проводят послеуборочное дозревание. Какие процессы протекают при хранении зерновой массы. Какие существуют способы хранения зерна. В чем преимущества и недостатки силосного хранения. Как ив каком случае производится сушка зерна. Как можно продлить срок хранения влажного зерна. Как осуществляется контроль качества зерна при хранении. Какие вредители появляются при хранении зерна. Какие меры применяются для борьбы с зерновыми вредителями 61 2.2. ЗАМАЧИВАНИЕ ЯЧМЕНЯ. Процессы, происходящие при замачивании. Факторы, влияющие на замачивание. Способы замачивания. Контроль процесса замачивания. Оборудование и размещение замочного отделения. Процессы, происходящие при замачивании Зерно до влажности 14,5 % находится в состоянии покоя. Эта влага необходима ему для построения клеток и тканей и поддержания на минимуме жизненных процессов. Чтобы зародыш начал прорастать, необходимо повысить влажность до 30-50 %. Эта влага подводится к зерну при замачивании и называется вегетационной. Она обеспечивает растворение питательных веществ и перемещение их к зародышу. Основная цель замачивания - доведение зерна до необходимой влажности. Поглощение воды происходит, в основном, через сосуды на кончике зерна, где открыта мякинная оболочка. Благодаря этому вначале замачивания зародыш поглощает воду быстрее, чем остальные части зерна. Поглощению воды способствуют капиллярные каналы, пустоты, воздушные прослойки. Через мякинную оболочку вода проникает незначительно, т.к. клеточные стенки толстые и пропитаны кремнеземом. Эндосперм отличается слабой межмолекулярной диффузией и впитываемостью влаги из-за содержания крахмала. Алейроновый слой также трудно проводит воду. За счет поглощения воды и осмотического давления внутри клеток коллоиды набухают и зерно увеличивается в объеме. При средней влажности зерна 38 % влажность зародыша составляет 56 %, алейронового слоя - 36,5 %, эндосперма - 35 % и мякинной оболочки - 47 Поглощение воды зерном происходит неравномерно впервые часы - с большой скоростью, затем замедляется. Это происходит вследствие того, что вода поступает в пустоты и трахеиды под мякинной оболочкой и задерживается полупроницаемой семенной, которая пропускает внутрь зерна только воду. Семенная оболочка содержит ингибиторы прорастания, которые при замачивании выщелачиваются, окрашивая воду в желтый цвет. Для полного их удаления необходима кратная смена воды. При замачивании происходит и очистка поверхности ячменя от загрязнений и посторонних микроорганимзмов. Ионы, содержащиеся вводе, усиливают или ослабляют этот процесс. Положительно действуют щелочные добавки гашеная известь или насыщенная известковая вода (1,3 кг/м 3 ), NaOH (0,35 кг/м 3 ), каустическая сода (0,9 кг/м 3 ). Они способствуют выщелачиванию из оболочек горьких и дубильных веществ. Эффективно влияет на мойку и дезинфекцию СаСl 2 , но возможно ухудшение качества солода. Можно использовать формальдегид кг/т зерна, при этом снижаются потери сухих веществ. Перекись водорода действует как окислитель и улучшает процесс очистки (3 дм 3 /м 3 ). Наиболее часто применяется марганцовокислый калий (10-15 гм. Он не только способствует улучшению мойки, но и ускоряет процесс солодоращения. Потери, образующиеся за счет удаления пыли, загрязнений и легковесных зерен, называются потери на сплав и составляют от 0,1 до 1,0 %. Вводу при замачивании переходят водорастворимые вещества сахара, пентозаны, азотистые, минеральные вещества, дубильные и горькие вещества оболочек, которые называются потери на выщелачивание, они составляют около 0,6 %. Общие потери при замачивании составляют в среднем 0,7-1,5 %. 2. Факторы, влияющие на замачивание Замачивание во многом определяет качество получаемого солода. Основные факторы, влияющие на замачивание температура, размер зерна, химический состав, условия выращивания, солевой состав воды, наличие кислорода. Температура - основной фактор, влияющий на замачивание. С повышением температуры повышается набухаемость белков, крахмала, клетчатки, возрастает скорость диффузии воды из-за увеличения молекулярного движения. В результате этого продолжительность замачивания сокращается. Различают: холодное, нормальное, теплое и горячее замачивание. Холодное замачивание температура ниже 10 С, тормозится рост и развитие зерна. Нормальное замачивание температура 10-15 С - оптимальный режим замачивания, при температуре выше 15 С интенсивно развиваются посторонние микроорганизмы и снижается растворение кислорода, необходимого для роста зародыша. Теплое замачивание температура 20-25 Сможет использоваться в холодный период в качестве первой замочной воды для прогревания зерна, это способствует дальнейшему ускоренному поглощению воды, но необходимо проводить тщательную дезинфекцию. Горячее (Моуфанг-замачивание): температура 30-40 С, продолжительность мин с добавлением 0,15 го раствора калийной селитры, чтобы интенсивно промыть зерно и обеспечить выщелачивание горьких и дубильных веществ из оболочек. После этого горячая вода вытесняется холодной (температура около 10 С, чтобы не было повреждения зародыша. Применяется в зимний период для подогрева зерна. Размер зерна. Крупные зерна поглощают воду медленнее, чем мелкие и плоские из-за того, что удлиняются пути прохождения воды внутри зерна. Одинаковая степень замачивания зерна диаметром 2,8 мм наступает на 25 час позднее, чем зерна 2,2 мм. Для равномерности каждый сорт замачивают раз- дельно. Химический состав зерна. Исходная влажность не влияет на продолжительность замачивания. Мучнистые зерна поглощают влагу быстрее, чем стекловидные. Белки обладают высокой способностью к набуханию, крахмал набухает более медленно. Поэтому замачивать следует однородное по составу зерно Условия выращивания. Ячмень, выращенный в сухом и жарком климате, а также не достигший своей зрелости, замачивается труднее, чем выращенный в средней полосе, в условиях умеренной влажности. Солевой состав воды. Вводе с высокой жесткостью замачивание замедляется, при этом из оболочек выщелачивается больше дубильных веществ, т.к. соли кальция вступают сними во взаимодействие и понижают растворимость дубильных веществ, образуются соединения коллоидной структуры, которые оседают в виде пленки на оболочке, и процесс замачивания замедляется. Соли железа могут давать осадки в виде и химически связываться с дубильными веществами оболочек, придавая зерну бурый цвет. При использовании щелочной воды (3-4 мг экв/дм 3 ) скорость поглощения воды зерном увеличивается. Наличие кислорода. С повышением влажности усиливается процесс дыхания и потребность в кислороде. В 1 дм 3 воды находится 15-17 мг кислорода, а для дыхания зерна в течение го часа необходимо 63 мг, те. кислорода, который растворен вводе, хватит зерну только на 15 мин, после этого может наступить анаэробное дыхание. При этом образуются спирт, побочные продукты (альдегиды, кислоты, эфиры, они угнетают развитие зародыша, ухудшается прорастаемость, снижается ферментативная активность. Содержание спирта в количестве 0,1 % угнетает развитие зародыша, а 0,8 % - полностью подавляет его рост. Для исключения этого применяется аэрация зерна. Даже при нормальной аэрации в начальный момент замачивания зерно претерпевает легкое спиртовое брожение за счет того, что поступление его к зародышу задерживается плодовой и особенно семенной оболочками. Это происходит до тех пор, пока не появится росток. При этом зародыш вступает в контакт с наружным воздухом, и накопленный спирт исчезает в результате окисления. В процессе дыхания взамен молекулы поглощенного О 2 выделяется одна молекула СО 2 (согласно уравнению дыхания. Отношение образовавшегося диоксида углерода к количеству потребленного кислорода называется дыхательным коэффициентом (ДК). При окислении сахаров ДК = 1; при окислении жиров ДК < 1; при окислении белков и органических кислот и при анаэробном дыхании ДК > 1. Процесс дыхания осуществляется под действием комплекса ферментов из класса оксидаз. В результате дыхания сжигается часть углеводов- потери на дыхание, они составляют 0,5-1,0 Для насыщения зерна кислородом существуют воздушные паузы. В этот период следует максимально удалить СО, в противном случае возрастает выделение СО 2 и ДК становится больше 1. При этом зерно быстро поглощает воду, перенасыщается водой, начинается процесс гниения и плесневения. Подвод кислорода необходим особенно в начальный период замачивания, когда протекает биологическая фаза роста зерна, процесс развития зародыша. В этот период количество кислорода должно быть в 3 раза больше, чем количество образовавшегося СО 64 3. Способы замачивания В настоящее время в практике применяют следующие способы замачивания воздушно-водяное; в непрерывном токе воды и воздуха оросительное; воздушно-оросительное; с длительными воздушными паузами способ переза- мачивания; с учетом физиологических особенностей зерна. Воздушно-водяноезамачивание - попеременная выдержка зерна под водой (водяное в течение 4-6 час) и без воды (воздушное в течение 6-8 час. Для снабжения кислородом и удаления избытка диоксида углерода подается воздух каждый час в течение тимин и 1 разв смену в течение 40 мин. Продолжительность замачивания для светлого солода 48-72 час, для темного час. В данном способе мойка отдельно может не проводиться, а совмещается с замачиванием. Замачивание непрерывном токе воды и воздуха после мойки зерна в аппарат подается вода, насыщенная воздухом. Для этого на трубопроводе устанавливается смеситель для воды и воздуха, в конусной части аппарата находится барботер. Воду подают снизу через барботер в таком количестве, чтобы на поверхности воды были видны выделяющиеся пузырьки воздуха. Продолжительность замачивания в зависимости от вида солода составляет от 40 до 70-ти час. Оросительное замачивание. Способ применяют в аппаратах с небольшой высотой (дом, т.к. в слое болеем возникает проблема отвода выделяемой зерном теплоты и диоксида углерода. Аппараты должны быть с плоским днищем. Способ может быть реализован в солодорастильных аппаратах. После мойки и дезинфекции зерно выдерживают под водой 6-8 час. Затем воду сливают и непрерывно орошают зерно через форсунки. Вода проходит через массу зерна, увлажняет его, доставляет кислород и уносит с собой образовавшийся диоксид углерода. При этом происходит непрерывная аэрация зерна, обеспечивается нормальное дыхание, а впоследствии и прорастание. Воздушно-оросительное замачивание - чередование орошения зерна с аэрацией вовремя воздушных пауз. Проводится, в основном, в солодорастиль- ных ящиках, увлажнение зерна происходит путем периодического орошения через распылительные форсунки. После мойки и дезинфекции зерно перегружают в солодорастильный ящик, выравнивают слой и ворошат через каждые 4- 5 час, одновременно орошая водой. Вовремя воздушных пауз отсасывают СО 2 После каждого орошения зерно продувают кондиционированным воздухом в течение 20-25 мин. Продолжительность замачивания 35-45 час. Способ создает оптимальные условия для зерна, т.к. при влажности 27-30 % зерно начинает прорастать, после этого зерно легко поглощает воду. Поэтому целесообразно сочетать замачивание и проращивание водном аппарате. |