ОЦЕНКА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ДОХОДА ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ТЕКСТУРИРОВАННОЙ МУКИ
Аннотация и ключевые слова
Аннотация (русский):
Цель исследования – повышение энергетического дохода технологии производства текстурированной муки за счет применения пророщенной кукурузы, разработанного и запатентованного оборудования. Задачи: разработка технологии производства текстуратов на основе нативной пшеницы и зерна пророщенной кукурузы и оценка ее энергетического дохода. Объекты исследования – технология и оборудование производства текстуратов на основе зерна пшеницы Новосибирская 15 и пророщенной кукурузы Россо 140. Экспериментальные исследования по сравнительной оценке технологий получения текстурированной муки были организованы в Инжиниринговом центре ФГБОУ ВО «Красноярский государственный аграрный университет». Сравниваемые технологии основывались на получении текстуратов из нативной пшеницы влажностью 8,5–9,0 % и из смеси нативной пшеницы и пророщенного зерна кукурузы влажнос¬тью 15–16,5 %. Проращивание зерна кукурузы осуществлялось на запатентованной установке, позволяющей получать пророщенное зерно до 2 мм в течение 48 ч. В экструдированных смесях на основе зерна пшеницы и пророщенной кукурузы, в расчете на сухое вещество, выявлено наибольшее содержание клетчатки – 8,64 % (10 % кукурузы), крахмала – 40,67 % (20 % кукурузы); БЭВ – 78,5–78,74 % (15–25 % кукурузы). Обменная энергия экструдата из пшеницы и экструдата с включением пророщенной кукурузы (25 %) составляла соответственно 12,78 и 12,95 МДж/кг. Несмотря на увеличение затрат на производство экструдата в технологии с проращиванием зерна кукурузы по сравнению с технологией получения экструдата из пшеницы на 0,013 МДж/кг, энергетический доход увеличился на 0,16 МДж/кг.

Ключевые слова:
пшеница, кукуруза, пророщенное зерно, текстурированная мука, технология, оборудование, проращивание, экструзия, энергетический доход
Текст
Текст (PDF): Читать Скачать

Введение. Совершенствование существующих и создание новых технологий переработки зерновых культур является актуальной задачей для обеспечения сохранности и эффективного использования урожая, решение которой возможно в процессе экструзии, который позволяет изменить физико-механические и биохимические свойства зерна [1–4].

Перспективным направлением для формирования качества пищевых систем является использование пророщенного зерна как компонента, позволяющего обогатить готовую продукцию биологически активными веществами [5–8].

Представляет интерес с научной и практической точки зрения использование зерна кукурузы в экструзионных технологиях, так как оно применяется в качестве сырья для производства крупы, муки, масла, крахмала, спирта и имеет высокое содержание углеводов. Кукурузное зерно используют также при изготовлении аскорбиновой и глютаминовой кислот.

Недостатками, снижающими эффективность проращивания зерна, являются высокие энергетические затраты, продолжительность и материалоемкость применяемого для этих целей оборудования.

В связи с этим актуальными являются исследования, направленные на повышение энергетического дохода применяемых технологий, использование разработанного и запатентованного оборудования в линии производства экструдатов на основе зерновых культур и пророщенных компонентов.

Цель исследования – повышение энергетического дохода технологии производства текстурированной муки за счет применения пророщенной кукурузы и разработанного и запатентованного оборудования.

Задачи: разработать технологию производства текстуратов на основе нативной пшеницы и зерна пророщенной кукурузы и оценить ее энергетический доход.

Объект и методы. Объектом исследования являлась не только технология производства текстуратов на основе зерна пшеницы, но и используемое в технологическом процессе разработанное и запатентованное оборудование. Экспериментальные исследования проводились в Инжиниринговом центре ФГБОУ ВО «Крас­ноярский государственный аграрный университет». Текстурированную муку получали из нативной пшеницы сорта Новосибирская 15 влажностью 8,5–9 % и из смеси нативной пшеницы и пророщенного зерна кукурузы сорта Россо 140 влажностью 15–16,5 %.

Проращивание зерна кукурузы осуществлялось на запатентованной установке, позволяющей получать пророщенное зерно до 2 мм в течение 48 ч [9]. Исходное сырье и текстураты исследовались по аккредитованным методикам в НИИЦ Красноярского ГАУ и ФГБУ ГЦАС «Красноярский». Для оценивания энергетичес­кого дохода определяли энергосодержание продукта, совокупную энергию, расходуемую электрическую энергию, трудовые затраты согласно [10].

Результаты и их обсуждение. Технология производства текстурированной муки на основе нативного зерна пшеницы и пророщенного зерна кукурузы заключается в следующем (рис. 1).

Зерно пшеницы и кукурузы отделяется от примесей. Зерно кукурузы замачивается и проращивается в устройстве для проращивания зерна.

Дозированная масса нативной пшеницы и пророщенной кукурузы подается в смеситель, где осуществляется процесс смешивания компонентов.

 

 

 

Рис. 1. Схема технологического процесса производства текстурированной муки

с предварительным проращиванием зерна кукурузы

 

 

Смесь нативного зерна пшеницы и пророщенной кукурузы подается в экструдер ЭК-100. После процесса экструзии продукт с температурой 110–120 °C транспортируется в охладитель и далее в измельчитель. Готовая текстурированная мука упаковывается и поступает на хранение или в производство.

Перечень и характеристики оборудования, применяемого в технологии получения текстурата на основе зерна нативной пшеницы и пророщенной кукурузы, представлены в таблице.

Химический состав исходного сырья и экструдата в зависимости от соотношения нативного и пророщенного компонентов представлен на рисунке 2, а изменение обменной энергии на рисунке 3.

Анализ химического состава исходного сырья и экструдата позволяет сделать вывод, что при увеличении содержания пророщенной кукурузы в смеси отмечается рост содержания сахаров, крахмала, БЭВ и каротина в готовой продукции. Количество сырого протеина и сырой клетчатки, напротив, незначительно уменьшается.

В расчете на сухое вещество экструдированные смеси на основе зерна пшеницы и пророщенной кукурузы содержали наибольшее количество клетчатки – 8,64 % в варианте с использованием в смеси 10 % кукурузы, крахмала – 40,67 % (20 % кукурузы); БЭВ – 78,5–78,74 % (15–25 % кукурузы).

 

 

Перечень и характеристики оборудования линии производства текстурированной муки

 

Оборудование

Марка

Кол-во, шт.

Производительность, т/ч

Установленная мощность, МДж

Нория

Н-3

2

3

4,0

Бункер

БГП-5

2

3,85

Шнековый транспортер

ТШ-100

7

3,85

4,0

Дозатор

УРЗ-1

3

0,7

1,0

Сепаратор зерна

МС-4/2 «Алмаз»

1

4

7,9

Проращиватель зерна

Пат. 2769803

1

0,2

4,0

Лопастной смеситель

Пат. №192831

1

1,25

5,4

Экструдер

ЭК-100

1

0,1

40,1

Отсекатель стренга экструдата

1

0,1

2,7

Охладитель

СО-1

1

0,1

4,0

Молотковая дробилка

«МОЛОТ 200»

1

0,1

4,0

Мельница жерновая

AKITAJP akdmjp-40

2

0,07

10,8

Машина фасовочноупаковочная

МФДШ НОТИС-1,0

1

1,44

4,3

 

 

Рис. 2. Химический состав исходного сырья и экструдата (на сухое вещество)

 

Рис. 3. Обменная энергия исходного сырья и экструдата (на сухое вещество)

 

 

Обменная энергия экструдата с включением пророщенной кукурузы увеличивалась прямо пропорционально увеличению доли пророщенного зерна кукурузы в нем. Наибольшее количество обменной энергии отмечено в варианте, содержащем 25 % пророщенной кукурузы. Обменная энергия экструдата из пшеницы и экструдата с включением пророщенной кукурузы (25 %) сос­тавляла соответственно 12,78 и 12,95 МДж/кг.

Наиболее энергоемкими операциями технологического процесса производства текстурата являются экструдирование и измельчение готового продукта, на долю которых приходится соответственно 51,3 и 41,7 % энергозатрат.

Причем при использовании технологии произ­водства текстурата на основе пшеницы и пророщенной кукурузы (25 %) энергозатраты за счет применения дополнительного оборудования увеличиваются на 0,013 МДж/кг. Графические зависимости энергетических показателей производства текстуратов для сравниваемых технологий представлены на рисунке 4.

 

 

 

Рис. 4. Кумулятивные кривые энергонасыщения текстурата в процессе его производства, МДж/т:

1 – технология производства текстурата на основе пшеницы; 2 – технология производства текстурата на основе пшеницы и пророщенной кукурузы

 

 

Ломаные линии, проведенные через средние точки циклов операций, представляют собой кумулятивные кривые энергонасыщения текстурированной муки. Несмотря на увеличение затрат на производство экструдата в технологии с проращиванием зерна кукурузы по сравнению с технологией получения экструдата из пшеницы на 0,013 МДж/кг, энергетический доход увеличился на 0,16 МДж/ кг.

Заключение. Проведенное исследование показало, при увеличении в смеси содержания пророщенной кукурузы в готовой продукции возрастает количество сахаров, крахмала, БЭВ и каротина, а количество сырого протеина и сырой клетчатки незначительно уменьшается. Обменная энергия из экструдата с включением 25 % пророщенной кукурузы возросла по сравнению с экструдатом из пшеницы на 0,17 МДж/кг. Экструдирование и измельчение экструдата являются наиболее энергоемкими операциями, на долю которых приходится соответственно 51,3 и 41,7 % энергозатрат. Несмотря на увеличение затрат на производство экструдата в технологии с проращиванием зерна кукурузы по сравнению с технологией получения экструдата из пшеницы на 0,013 МДж/кг, энергетический доход увеличился на 0,16 МДж/ кг.

Список литературы

1. Филатов О.К. Гуманитас. Humanitas. Т. 3. История российской пищевой промышленности. М.: МГУТУ, 2006. 272 с.

2. Совершенствование технологии производства текстурированной муки / В.В. Матюшев [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2023. № 5. С. 240–245.

3. Оценка эффективности производства экструдированных кормов на основе смеси зерна и растительных компонентов / В.В. Матюшев [и др.] // Вестник КрасГАУ. 2015. № 11. С. 140–145.

4. Использование корнеклубнеплодов в экструдированных кормах / В.В. Матюшев [и др.] // Сельский механизатор. 2017. № 4. С. 24–25.

5. Околелова Т.М. Повышение ценности зерна проращиванием // Комбикорма. 1999. № 2. С. 36–37.

6. Матюшев В.В., Чаплыгина И.А., Семенов А.В. Использование пророщенного зерна пшеницы в экструзионных технологиях // Вестник КрасГАУ. 2020. № 11. С. 184–189.

7. Matyushev V.V., Chaplyginna I.A., Seme-nov A.V. Method of increating the mixed fodder nutritional and energy value // IOP Conf Agribusiness Environmental Engeneering and Biotechnologies. Vol. 421. Krasnoyarsk, 2019. P. 62033.

8. Химический состав и питательность зерна пшеницы, ячменя и кукурузы в зависимости от способов подготовки их к скармливанию / Н.Н. Швецов [и др.] // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2015. № 12 (134). С. 101–106.

9. Пат. № 2769803 C2 Российская Федерация, МПК A01C 1/02. Устройство для проращивания зерна / Матюшев В.В., Невзоров В.Н., Семенов А.В. [и др.]; заявитель Красноярс¬кий ГАУ. № 2020131218; заявл. 21.09.2020; опубл. 06.04.2022.

10. Матюшев В.В. Энергосберегающая технология и технические средства производства растительных, экологически безопасных кормов в условиях Красноярского края: автореф. дис. … д-ра техн. наук. Красноярск, 2005. 36 с.


Войти или Создать
* Забыли пароль?