Спосіб очистки зерна від уражених зерен

Изобретение относится к области очистки зерновых продуктов, в частности, к способам разделения нормальных хороших зерен хлебных зерновых культур от зерен, пораженных фузариозом, долгоносиком, амбарной и зерновой молью, а также другими вредителями, нарушающими структуру оболочки зерна и может быть использовано в пищевой и крупяной промышленностях. Известен способ очистки зерна путем фракционного сепарирования (Меркулова Т.Д. Влияние фракционной очистки на качество пшеницы при хранении: Автореф. дисс. … канд. техн. наук 05.18.03. - М., 1982. - С.25). По этому способу зерно сначала фракционируют с помощью набора решет (выделяют 7 фракций), затем полученные фракции, отличающиеся по крупности, разделяют на пневмостоле на "легкую", "среднюю" и "тяжелую" фракцию каждая. Значительное количество пораженных зерен и микроорганизмов оказываются в "легкой" фракции самого крупного зерна. Способ не производителен, позволяет извлечь 65 - 70% фузариозных зерен. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ очистки зерна путем сепарирования, основанный на различии физико-механических свойств пораженных и здоровых зерен (Кобликов Е.М., Соколов В.А., Петренко В.Е. Очистка зерна пшеницы, пораженной фузариозом // Изв. вузов. Пищевая технология. - 1989. - №4). Способ осуществляется следующим образом. Зерно подвергают сепарированию на воздушнорешетных сепараторах, в которых происходит продувка зерна в первом пневмоканале, разделение (по ширине и толщине) на крупную и мелкую фракции, продувка фракций во втором пневмоканале и рассев фракций на разгрузочном и подсевном решетах. Фузариозные зерна, отличающиеся линейными размерами, извлекаются на подсевных решетках (идут в проход), а по аэродинамическим характеристикам - в пневмосепарирующих каналах (оседают в осадочных камерах), Однако, из-за слабого различия признаков эффективность извлечения пораженных зерен составляет 75% (таблица, пример 1), при этом извлекаются только зерна при раннем поражении фузариозом, размеры и плотность которых сильнее отличаются от размеров и плотности здоровых, и не извлекаются зерна при позднем поражении фузариозом. Содержание нормального зерна в отходах 10,3%. В очищенном по данному способу зерне со временем продолжают развиваться микроорганизмы, что ухудшает его санитарногигиеническое состояние и стойкость зерновой массы при хранении. Задачей изобретения является усовершенствование способа очистки зерна, в котором предварительная интенсивная тепловая обработка приводит к изменению некоторых физико-механических свойств (геометрические размеры, плотность, скорость витания) здоровых зерен. Следствием этого технического результата является повышение эффективности извлечения пораженных зерен при ранней и поздней форме поражения. Кроме того, в результате интенсивной тепловой обработки происходит стерилизация зерна, что улучшает его санитарно-гигиеническое состояние и повышает стойкость зерновой массы при хранении. Поставленная задача решается предложенным способом очистки зерна путем сепарирования, в котором, согласно изобретению, зерно предварительно подвергают тепловому воздействию со скоростью нагрева 2 - 10К/с, где К кельвин, с - секунда, до температуры на поверхности зерна 120 - 300°C. Нами установлено, что при тепловом воздействии со скоростью 2 - 10К/с в здоровом зерне образуется избыточное давление паровоздушной смеси, заполняющей поры эндосперма, достаточное для его вспучивания увеличения в 1,2 - 1,6 раза его ширины и толщины. Соответственно изменяются плотность и скорость витания. При меньших скоростях нагрева или в зернах, пораженных фузариозом или вредителями, нарушающими целостность оболочки, таких изменений не происходит из-за пониженной внутренней десорбции влаги и повышенной ее фильтрации во внешнюю среду. Поэтому после такого теплового воздействия геометрические размеры и другие физико-механические показатели здоровых и пораженных зерен сильнее различаются между собой, что при последующем сепарировании позволяет эффективнее отделять пораженные зерна. Тепловое воздействие на зерно при определенных условиях приводит к полной стерилизации зерна при которой погибают внутренняя и внешняя микрофлора и вредители, поражающие зерно. Это улучшает состояние зерна и увеличивает стойкость зерновой массы при хранении. Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить степень очистки зерна при ранней и поздней форме поражения на 10 - 15% и улучшить санитарно-гигиеническое состояние зерна за счет уничтожения наружной и внутренней микрофлоры и вредителей зерна. Способ осуществляется следующим образом. Зерно пшеницы или ячменя, ржи и других хлебных зерновых культур подается в зону тепловой обработки, где происходит интенсивный нагрев его со скоростью 2 - 10К/с до температуры на поверхности зерна 120 - 300°C. Такой темп нагрева обеспечивается инфракрасным облучением или СВЧ. Скорость нагрева контролируется с помощью микротермопары, встроенной в зерно и фиксируется прибором ПП63. После тепловой обработки зерно поступает на сепарацию, которая проводится в воздушнорешетных сепараторах. Используются машины марок ЗСМ-100, ЗСМ-50, ЗАВ-40, ЗАВ-10 и другие. Зерно продувается в первом пневмоканале (скорость воздуха 6,0 - 7,5м/с), разделяется (по ширине и толщине) на крупную и мелкую фракции (размер отверстий сортировочного сита Æ9,5 - 10), каждая фракция продувается во втором пневмоканале (скорость воздуха 6,0 - 7,5м/с) и сепарируется на разгрузочном (размер отверстий решетки 3,5 ´ 20 - 5,0 ´ 20) и подсевном (размер отверстий 2,4 ´ 20 - 2,5 ´ 20) решетах. Очищенное зерно подвергают лабораторному анализу и направляют на хранение в бункер. Отходы зерна анализируют отдельно и складируют отдельно от очищенного зерна. Реализацию отходов на технические цели проводят только после заключения службы ветеринарного надзора. Зараженность зерна вредителями определялась по ГОСТ 13586.4 - 83 "Зерно. Методы определения зараженности и поврежденности вредителями". Пример 1. 5т зерна пшеницы, пораженной фузариозом и содержащей 7% фузариозных зерен, ленточным транспортером подается в зону тепловой обработки. Нагрев производится инфракрасным облучением мощностью потока лучей обеспечивающим скорость нагрева 4К/с (таблица, №4). Зерно нагревается до температуры 220°C. После теплового воздействия зерно подается на сепарирование, которое осуществляется на машине ЗАВ-10. Зерно продувается в первом пневмоканале со скоростью воздуха 6,5м/с, разделяется на крупную и мелкую фракцию на сите с круглыми отверстиями Æ9,5мм; каждая фракция продувается во втором пневмоканале со скоростью воздуха 6,5м/с и разделяется на разгрузочном решете с размером отверстий 3,5 ´ 20мм и на подсевном решете с размером отверстий 2,4 ´ 20мм. Выход очищенного зерна составляет 4,661т; содержание пораженных зерен в очищенном зерне - 0,45%; количество отходов - 0,339т; содержание нормального зерна в отходах - 3%; эффективность извлечения пораженных зерен 94%. Исследования видового и количественного состава микрофлоры очищенного зерна показали отсутствие последней, что позволяет закладывать зерно на длительное хранение. Пример 2. 5т зерна ячменя (шелушенного), пораженное долгоносиком и содержащее 10% пораженных зерен, подвергалось СВЧ обработке, что обеспечивает скорость нагрева 3К/с до температуры зерна 160°C (таблица, №11). Затем зерно подается на сепарирование, которое осуществляется на машине ЗАВ-10 как описано выше. Скорость продувки в каналах - 7м/с, диаметр круглых отверстий сортировочного решета - 10,5мм, размер продолговатых отверстий разгрузочного и подсевного решет - 4,2 ´ 20 и 2,4 ´ 20мм соответственно. Выход очищенного зерна составляет 4,517т; содержание пораженных зерен в очищенном зерне - 0,88%; количество отходов - 0,483т; содержание нормального зерна в отходах - 4,8%; эффективность извлечения пораженных зерен 92%. Анализ очищенного зерна личинок и жучков долгоносика не выявил. Для определения граничных значений заявляемых параметров были осуществлены опыты, идентично описанным выше примерам, результаты которых приведены в таблице. Из таблицы видно, что при скорости нагрева менее 2К/с снижается эффективность извлечения пораженных зерен. При нагреве зерна до температуры менее 120°C эффекта увеличения извлечения фузариозных зерен не наблюдается. При нагреве зерна до температуры более 300°C наблюдаются случаи сгорания зерен. Тепловая обработка зерна со скоростью нагрева более 10К/с не приводит к повышению эффективности извлечения пораженных зерен, но связана с повышением энергозатрат и техническими трудностями осуществления. Таким образом, предварительную тепловую обработку зерна необходимо проводить при скорости нагрева 2 - 10К/с до температуры на поверхности зерна 120 - 300°C. Предлагаемый способ позволяет повысить эффективность разделения здоровых и пораженных (при ранней и поздней форме поражения) зерен. Эффективность извлечения пораженных зерен повышается до 90 - 95%, снижается в 1,5 - 2 раза содержание нормальных зерен в отходах и снижается содержание пораженных зерен в очищенном зерне. При тепловом воздействии происходит стерилизация зерна, что улучшает его санитарно-гигиеническое состояние и повышает стойкость зерновой массы при хранении. Способ применим и для очистки круп хлебных зерновых культур.