Технология переработки зерна кукурузы в крупу. Сухой способ извлечения зародыша в промышленной переработке кукурузы. Исходные данные для курсовой работы

Как известно, высокими потребительскими свойствами и рыночной ценностью обладает кукурузная крупа, выработанная с отделением зародыша зерна, т.е. крупа с низким содержанием жира. Такая крупа применяется для производства кукурузных палочек, снеков, пива и т.п. Для производства кукурузной крупы сегодня предлагается две принципиально разные технологии - традиционная и сравнительно новая. Традиционная технология предполагает первичное измельчение зерна кукурузы в дежерминаторах ударного действия, выделение зародыша на и дальнейшего использования его как пищевого продукта. Новая технология реализуется посредством дежерминаторов истирающего действия, где в результате силовых воздействий зародыш измельчается и выводится из процесса переработки, т.е. может быть использован в измельченном виде только на кормовые цели в составе мучки.

Много исследуя, экспериментируя и изучая экономику переработки, наша компания усомнилась в перспективности развития и внедрения в промышленность новой технологии. Причиной тому являются следующие непреодолимые ее недостатки.

1. Вместо того, чтобы использовать 8-10 % зародыша на пищевые цели, его отправляют в мучку и продают как мучку. Вместе с тем, на рынках Украины и России стоимость кукурузного зародыша равняется стоимости крупы, что более чем вдвое дороже мучки.

2. Повышенное содержание влаги и жира в мучке, обусловленное технологией переработки, создает постоянную угрозу ее порчи, особенно в теплые периоды года. Бурное развитие плесенных грибов обуславливает наличие в мучке микотоксинов, что вызывает отравление и падеж животных.

3. Для переработки по новой технологии годится зерно преимущественно кремнистой кукурузы, что повышает стоимость сырья и существенно сужает сырьевую базу производства.

4. Дежерминаторы истирающего типа - энергоемкие, дорогостоящие машины с интенсивно изнашиваемыми, требующими регулярной замены рабочими органами.

Очевидно, что компании, предлагающие такую технологию как «технологию нового поколения», не до конца и не для всех рынков провели ее апробацию с оценкой последствий от внедрения.

Вместе с тем, в странах бывшего Советского Союза большинство крупозаводов по переработке кукурузы реализуют традиционную технологию. Несмотря на очевидные ее преимущества, проблемой является то, что на момент внедрения эта технология не была достаточно обоснована и ряд методов ее реализации существовал на уровне предположений. Результаты эксплуатации такой технологии сформировали заслуженное мнение о необходимости ее совершенствования. К настоящему времени наша компания разработала и апробировала эффективные методы усовершенствования традиционной технологии, основой которых является:

Предварительное шелушение зерна, позволяющее снизить ударные нагрузки при первичном измельчении, что повышает эффективность крупообразования и сохраняет зародыш в целом виде;

Исключение заворотов продуктов в системах отбора зародыша на пневмостолах за счет контрольных систем;

Использование плющильных и шлифовочных систем для обогащения мелких продуктов.

Таким образом, мы готовы создавать новые производства и реконструировать уже существующие, которые обеспечат Вам максимальную прибыльность за счет эффективной переработки зерна кукурузы с максимально высоким выходом и качеством, а также с гарантией требуемого уровня содержания в крупе жира.

Также мы производим:

Грамотная переработка кукурузы позволяет получить инновационные продукты с низкой себестоимостью при массовом производстве. К новым продуктам глубокой переработки кукурузы относят патоку, крахмал, полиолы, сухие корма для животных, растительное масло.

Этапы глубокой переработки

Переработка кукурузы - прерогатива предприятий с современными технологиями, на основе высокоавтоматизированного комплекса, инновационных разработок. Этапы переработки кукурузы:

  1. Доставка сырья. Кукуруза попадает на предприятия для переработки в виде початков или зерна. Тщательно контролируется зараженность амбарными вредителями. Поврежденные початки утилизируются. При поступлении больших партий или в случае невозможности переработки влажного зерна сырье подвергают сушке и складируют.
  2. Очистка. На территории перерабатывающего завода кукуруза хранится в силосах. Для очистки ее транспортируют в здание мокрого помола. Солома, глина, камни и поврежденные зерна удаляются при помощи просеивания, воздушной классификации.
  3. Замачивание зерна. Отделить растворимые в воде вещества и размягчить зерна позволяет замачивание. Продукт становится податливым для дальней механической сепарации. Зерновые выдерживаются в технологической теплой воде, разбухают в течение 48 часов.
  4. Дробление и промывание. Замоченная кукуруза отделяется от транспортирующей ее воды, потоком переносится на колосниковые сита. Далее масса сливается в баки растирочной зубчатой мельницы с одним диском, которая мелко дробит зерно, без повреждения извлекает кукурузные зародыши. Освобожденная от него суспензия направляется на извлечение крахмала.
  5. Рафинёрная мельница сепарирует крахмал, отделяя его от глютена. Экстракт вытекает из выпаривателей и смешивается с обезвоженной мезгой, превращаясь в корм для скота.

Лидеры по созданию новых продуктов глубокой переработки кукурузы в России - Ростовская область и Краснодарский край.

Выпуск побочных продуктов

Новые продукты глубокой переработки кукурузы образуют приближенный к безотходному производству цикл. Они широко используются в животноводстве, пищевой промышленности, фармацевтике.

Патока

Патока – бесцветная или желтоватая сиропообразная вязкая жидкость. Содержание сухого вещества в мальтозной и карамельной патоке не превышает 80 %. Товар хранится и транспортируется в особых железнодорожных паточных цистернах, флягах, бочках.

ГФС (сироп из глюкозы и фруктозы) – разновидность патоки. Он признан полноценным заменителем сахара. Крахмальный сироп хорошо усваивается человеческим организмом, позволяет значительно снизить калорийность блюд. ГФС улучшает потребительские качества еды: усиливает вкус, аромат, продлевает срок годности. Используется в кондитерских изделиях, напитках. В зависимости от методики производства ГФС может иметь различный углеводный состав.

Кукурузное масло

Масло возглавляет продукты переработки кукурузы. Оно часто используется в медицине как противосклеротическое средство.


Жирное растительное вещество используется в кулинарии, входит в состав выпечки, соусов. Большой запас аминокислот делает продукт незаменимым компонентом детского питания. На нем можно жарить, добавлять его в салаты.

Сухой корм

Остаточная масса крахмального молока и переработанного жмыха кукурузы образует высушенную концентрированную биомассу – питательную добавку в корм птиц, сельскохозяйственного скота. Содержит богатый витаминный комплекс, протеин. Итоговая стоимость кормопродукции зависит от количества в составе чистого белка. Чем больше процент – тем выше цена на продукт.

Глютен

В продукте более 60% протеина растительного происхождения. Кукурузный белок содержит много незаменимых аминокислот, бета-каротина, метионина, кальция. Продукт богат водо- и жирорастворимыми витаминами группы B (6,4,1,2). Ксантофилл в его составе придает насыщенный цвет куриному желтку.

Благодаря легкой усвояемости и высокой питательности глютен находит применение в производстве комбинированных кормов для домашних животных.

Транспортируется насыпью или в мешках. Товар получается мокрым способом переработки зерна на стадии сепарации клетчатки, жира, протеина.

Крахмал

Белый порошок из кукурузы используется в производстве бумаги, упаковочных материалов, пищевой и текстильной промышленности, фармацевтике. Это отличный загуститель и стабилизатор.

Применение крахмалистых веществ требуют изделия, подвергшиеся длительной заморозке. Крахмал незаменим в производстве колбас эконом-класса. Он связывает свободную влагу, выделяющуюся после нагревания сырья.

Зародыш

Кукурузные зародыши – это высушенные ростки, очищенные от посторонних примесей и шелухи. Содержат 50 % растительного жира. Продукция перевозится насыпью, упаковывается в биг-бегги или мешки. Зародыши применяются в выпуске комбикормов.

Кристаллическая глюкоза

Дальнейшая переработка получаемого из кукурузы сиропа приводит к образованию сухого продукта – глюкозы. При производстве крахмал тщательно отделяется от растворимых и нерастворимых белков при помощи вакуум-фильтров.


Глюкозу из переработанной кукурузы применяют в кондитерской и пищевой отраслях промышленности.

Полиолы

Полиолы зарегистрированы как пищевые добавки. В сухом и жидком виде выпускаются мальтит, ксилит, сорбит. Технически сложное производство обеспечивает массовый выпуск инновационных продуктов питания. Разрешено применение в пищевой промышленности в следующих направлениях:

  • выпуск некариесогенных продуктов для защиты здоровья зубов;
  • еда для диабетиков со сниженным гликемическим индексом;
  • снижение калорийности блюд для желающих похудеть;
  • товары здорового питания.


Переработка кукурузы снижает уровень зависимости РФ от импорта, стимулирует появление новых производственных отраслей, где в качестве ингредиентов используют сложные крахмалопродукты, создает мощную базу для развития животноводства, круглый год обеспечивая сельское хозяйство качественным кормом для животных и птиц.

Глубокая промышленная переработка зерна кукурузы (маиса) занимает первое место в мировом производстве зернопродуктов с долей 32%, что составляет примерно 2,2 млрд. тонн.

Кукурузное зерно является одним из тех видов, который имеющие решающую долю в мировом производстве зерна. Применение современных технологий выращивания, выведение новых сортов кукурузы и использование удобрений приводит к повышению урожайности, но также позволяют выращивать кукурузу в регионах, которые прежде казались неподходящими для кукурузы.

Из поколения в поколение, кукуруза использовалась в виде корма для домашних животных. Позже, когда кукуруза для многих людей стала основным продуктом питания, нашлось много различных способов ее переработки и приготовления, которые были адаптированы для популярного на сегодняшний день использования. Несколько примеров: лепешки в Мексике и Центральной Америке, Arepa в Колумбии и Венесуэлы, полента в Европе или фуражное зерно на юге Африки.

Изменения в потребительских привычках и образе жизни человека побудили исследования в промышленном производстве этих традиционных основных продуктов питания для того, чтобы облегчить использование и подготовку в перерабатывающей промышленности, а также в домашнем хозяйстве. В то же время, эти исследования были расширены, чтобы создать новые продукты, основанные на глубокой переработке кукурузного зерна. Специальное внимание было уделено сокращению времени для приготовления кукурузных блюд.

Несколько тысяч сортов кукурузы делятся на группы в зависимости от характеристики, такие как, например, структура и форма семян. Твердость и размер зерна, жесткие и более мелкие зерна чаще встречаются с разнообразных Кремневидных сортах, и напротив эндосперм различных Зубовидных сортов кукурузы (например Желтой кукурузы и Белой кукурузы) , как правило, мягкий и частично рассыпчатый. Размер зародыша, как правило, больше в зубовидной кукурузе. Стекловидные сорта кукурузы обычно дают более высокий выход крупы и более низкий выход зародыша, чем более мягкая, рассыпчатая Зубовидная кукуруза, поэтому выбор сорта и типа кукурузы предварительно определяется готовой продукцией

Структура зерна кукурузы не очень отличается от других зерновых.

Следующая иллюстрация показывает поперечное сечение кукурузного зерна и его основных компонентов:

Состав зерна кукурузы:

% в составе целого зерна

% Жира

% белка

% золы

Целого зерна

Мягкого эндосперма

Твердого эндосперма

Зародыша

11,5

18,3

Околоплодника и оболочки

Крышки

Структура зерна кукурузы дает информацию, касающуюся критериев, которые необходимо соблюдать при обработке. Доминирующее положение большого зародыша можно увидеть на рисунке. Зародыш погружен глубоко в эндосперм. Кроме того, зародыш с высоким содержанием жира, а также околоплодник, также частично с высокой долей жира, должны быть полностью удалены в процессах, в которых готовая продукция должна иметь низкое содержание жира.

Одним из факторов, влияющих на производство нежирные готовой продукции является содержание жира в эндосперме зерна. Это зависит от сорта кукурузы, от страны производителя, а также от года

1й пример содержания жира

2й пример содержания жира

Целое зерно

4,1 – 4,5 %

5,4 – 5,8 %

Эндосперм

0,3 – 0,6 %

0,8 – 1,06%

Зародыш кукурузы

28 – 30 %

31 – 32,5 %

Отруби

2,8 – 3,0 %

3,8 – 4,8 %

В мукомольной промышленности, в основном обрабатываются кремневидные сорта кукурузы и мягкая кукуруза.

Кроме характеристик зерна, цвет зерна может отличаться от одного сорта к другому, от белого, желтого, красного и фиолетового до почти черного.

Процесс-соответственно. шлифовальные системы, оказывает существенное влияние на качество и выход готового продукта. В результате при проектировании промышленной установки основным изделием для переработки кукурузы должен быть указаны извлечение зародыша (т.е. дежерминация) и фрезерование.

Кроме того, некоторые процессы изображенные ниже, например производство Arepa и лепешки содержат конкретные требования к оборудованию завода по переработке кукурузы.

Продукты из кукурузы, обработанные на мельнице, в основном классифицируются на 4 категории, а именно отшелушенная крупа (грубая), крупа пивная (средняя), Снэк-крупа (мелкая) и кукурузная мука.

Основные продукты после процесса дежерминации и процесса размола кукурузного зерна

Обрабатывающие системы

Очистка зерна

Сепаратор с аспирационным каналом и камнеотборочная машина являются основными машинами в системах очистки кукурузы. С установкой комбинатора кукурузы, вместо камнеотборочной машины, будут дополнительно классифицированы и разделены большая часть из "початков" и других легких примесей. Если установлены специальные требования к конечному продукту, например, минимальное количество фрагментов зерна, или, если есть проблемы, касающаяся афлатоксинов, то может быть установлена чистящая машина с прикрепленным аспирационным каналом.

Если нужно избежать колебаний влажности зерна, и соответственно для получения равномерной влажности конечного продукта, то автоматический контроль влажности "АКВАТРОН" является идеальным решением.

Увлажнение происходит с помощью специального увлажняющего винта.

Удаление кукурузного зародыша/ Дежерминация

Новейшая технология удаления кукурузного зародыша с новым запатентованным дежерминатором MHXM признан лучшей технологией в переработке кукурузы. Двойная функция разделения зародыша и в то же время удаление околоплодника позволяет достичь уникальных результатов по низкому содержанию жира и высокой чистоте готовой продукции.

Кукуруза поступает от впускного винта в зону обработки, состоящей из ротора барабана и специально структурированным экранным ситом. Высокая степень извлечения зародыша и высокая степень лущения достигается за счет интенсивной обработки между барабаном ротора и экранным ситом, а также соответствующей регулировкой задерживающего устройства на выходе машины.

Новый дежерминатор включает в себя следующие возможности:

Высокая производительность, простота в эксплуатации

Высокая доходность готовой продукции с низким содержанием жира

Упрощенный процесс, низкие издержки производства

Быстрая и простая смена изнашиваемых деталей

Помол

Базовая диаграмма для извлечения кукурузного зародыша и дальнейшего размола зерна кукурузы

За последние годы компания Бюлер разработала ноу-хау для конкретных процессов и технологии для мукомольной промышленности. Она охватывает решения для всего спектра продуктов от дежерминации и шелушения, пивных круп и снэковых круп, кукурузной муки, а также установок для крахмала, этанола и зародыша для масляной промышленности.

Новая технология извлечения зародыша кукурузы с дежерминатором MHXM позволяет упростить процесс дробления, сохраняя до 50% оборудования, что приводит к низким инвестиционным и операционным расходам.

После дежерминации эндосперм очищается и калибруется для достижения желаемых технических характеристик в готовом изделии. Это делается на роликовых мельницах NEWTRONIC и рассевах SIRIUS. Цель в производстве крупы является калибровка эндосперма именно с наименьшим количеством потерь. Это достигается точностью установки роликов и адекватной конфигурацией роликового гофра (нарезкой ролика).

Особое внимание уделяется процессу отсеивания. Поскольку кукурузная мука имеет липкие свойства, то эффективное отсеивание имеет первостепенное значение. Это может быть обеспечено рассевом СИРИУС, который оборудован ситами нового поколения NOVA. Взаимодействие динамической силы и сит NOVA очиститель заверить лучшее просыпания с длинными наличия сит. Кроме того, все поверхности, имеющие контакт с продуктом изготовлены из нержавеющей стали или специального синтетического материала.

Как упоминалось ранее процесс дежерминации и технология измельчения должны быть подобраны для конкретного конечного продукта.

Пивоваренная кукурузная крупа, Снэковые крупы и Кукурузная мука может быть произведена на сухом дежерминаторе и измельчителе для достижения высокой скорости извлечения продуктов с содержанием жира меньшей 1%

Для максимально возможного выхода шелушенной крупы для флекерсов (кукурузных чипсов) должна быть использована твердая кукурузная крупа. В последнем дежерминаторе от Бюлер включена специальная подготовка, при винтовой очистке крупы будут достигнуты крайне низкое содержание жира и содержание волокон.

Если есть конкретный запрос на извлечение зародыша, то компания Бюлер может с той же базовой машиной – дежерминатором извлечь 8 - 14 % зародыша с содержанием жира более 20 %.

Вывод

Кукуруза является для многих людей на земном шаре основным продуктом питания, и кукурузная продукция пользуется растущим спросом, как модная и удобная для приготовления пищи.

Внедрение новой технологии сухой дежерминации и лущения является комплексным шагом в улучшении переработки кукурузы. Высокий выход кукурузной крупы и муки с низким содержанием жира и с наименьшими затратами производства в переработке кукурузы значительно улучшили общую стоимость владения для мукомольной промышленности.

Зерно содержит примерно 77% крахмала, 2% сахара, 9% белка, 5% масла, 5% пентозана и 2% золы в расчете на сухое вещество.

Зола зерна содержит соли кальция, магния, фосфора, алюминия, железа, натрия, калия и хлора. Строение, состав и качество зерна рассматривались Инглеттом.

В большинстве районов мира кукуруза используется прежде всего в качестве продукта питания, тогда как в США около 85% урожая скармливается скоту. Относительно большая часть кукурузы в северной Европе используется в качестве грубого или зеленого корма. Кукуруза как кормовая культура включает грубый корм, солому и силос. Грубый корм состоит из цельных свежих или высушенных растений; солома включает сухие стебли кукурузы, за исключением початков. На многих участках цельные зеленые растения скашивают и скармливают скоту или их провяливают в копнах как грубый корм. Правильно скошенное, измельченное и хранящееся растение кукурузы идеально для силосования. В некоторых странах листья или верхушки растений отделяют и используют в пищу.

Прямо или косвенно кукуруза дает США больше пищи, чем любая другая зерновая культура. Она обеспечивает животных большим количеством корма как в виде зерна, так и грубого корма, чем любой другой хлебный злак. Из кукурузы также получают больше промышленных продуктов, чем из любой другой зерновой культуры. Промышленная переработка кукурузы в США может быть разделена на Четыре категории: комбикормовую, мукомольную, крахмало-паточную, спиртовую и бродильную промышленность.

Организация научного промышленного использования Кукурузы перечисляет более 500 основных и побочных продуктов Из кукурузы, а также их использование. Это множественное использование кукурузы распределяется между тремя основными группами потребления: животноводство, промышленность и человек. Инглетт опубликовал прекрасное описание способов использования кукурузы в пищу во всем мире.

Кукуруза используется на корм скоту различными путями. Она может использоваться в виде зерна, силоса, подножного корма, грубого корма и для выпаса скота. В США большая часть урожая используется на корм в виде зерна. Свиньям скармливают 40% от урожая и несколько меньше крупному рогатому скоту (29%) и домашней птице (19%). Комбикормовая промышленность является крупнейшим потребителем обмолоченной кукурузы. Побочными продуктами переработки являются глютеновый корм, глютеновая мука, жмыховая, мука, зародышевая мука, барда и пивная дробина.

Около 3/4 комбикормов производится для домашней птицы и молочного скота.

Для американской промышленности большой интерес представляет, крахмалистая часть зерна кукурузы. Кукуруза, вероятно, является самым дешевым и чистым органическим сырьем американского сельского хозяйства, доступным для широкого промышленного использования. При мокром способе помола из кукурузы получают крахмал, кукурузный корм, патоку, кукурузный сахар, масло и декстрины. При этом в основном используется желтая зубовидная кукуруза. Бушель (25,4 кг) кукурузы среднего качества при влажности 16% содержит около 15,9 кг крупы-крахмала, 0,73 кг масла, тогда как остальное составляет корм. Из бушеля кукурузы можно получить около 18,2 кг патоки или 12,5 кг рафинированного сахара.

Мукомольная промышленность также использует большие количества кукурузы. Основными пищевыми продуктами мукомольной промышленности являются кукурузная мука, крупа, масло, кукурузные хлопья. Крупа состоит из грубо размолотого эндосперма зерновки, от которого отделена большая часть отрубей и зародышей. Кукурузные хлопья приготовляют путем плющения предварительно ароматизированных раздробленных зерен.

Спиртовая и бродильная промышленность в США занимает четвертое место по объему потребления кукурузы. Они производят этиловый и бутиловый спирты, ацетон и виски.

Средний объем мировой торговли кукурузой приближается к 25 млн. т в год. США экспортируют около 59% этого количества. Другими странами-экспортерами являются Аргентина, Таиланд, Франция; и Мексика. К основным странам-импортерам относятся Италия. Япония, Великобритания, ФРГ, Нидерланды и Испания.

Инглетт издал всеобъемлющую книгу, озаглавленную «Кукуруза: культура, переработка, продукты». Составителями этой книги, были 21 автор, хорошо знающие кукурузу.

Дополнительными источниками по вопросам использования и продажи кукурузы являются работы Палмби, Джонса и Клостермана.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .