Переработка зерновых культур: от зерна до продукта
Переработка зерновых культур — это комплекс технологических процессов, направленных на преобразование сырого зерна в продукты питания, корма для животных, промышленное сырье и биотопливо. Это основа пищевой промышленности и ключевое звено в обеспечении продовольственной безопасности страны, которые проводятся на предприятии по переработке зерновых культур.
Основные цели переработки:
-
Получение пищевых продуктов: мука, крупы, хлопья, крахмал, патока, спирт.
-
Производство кормов: для сельскохозяйственных животных.
-
Создание промышленного сырья: биоэтанол, клейковина, биопластики.
-
Повышение сохранности и усвояемости: переработанное зерно дольше хранится и лучше усваивается организмом.
Ключевые этапы переработки зерна
Процесс можно разделить на несколько фундаментальных стадий.
1. Подготовительный этап: Очистка и кондиционирование
Прежде чем зерно попадет на основные линии, его необходимо подготовить.
-
Очистка: Зерно, поступившее с полей, содержит примеси: семена сорняков, камни, пыль, солому, поврежденные зерна. Для их удаления используют сепараторы (воздушные, ситовые) и триеры (цилиндрические машины для отделения коротких и длинных примесей).
-
Сушка: Влажное зерно быстро портится. Его сушат в специальных сушилках до кондиционной влажности (12-14%), что позволяет хранить его годами.
-
Кондиционирование (Отволаживание): Этот этап критически важен для помола. Зерно увлажняют и выдерживают, чтобы оболочка стала более эластичной, а эндосперм (мучнистое ядро) — более хрупким. Это облегчает их разделение и улучшает качество муки.
2. Основные виды переработки
В зависимости от конечного продукта, технологии кардинально различаются.
А. Помол (Производство муки)
Это самый распространенный вид переработки, в основном пшеницы и ржи.
-
Размол: Зерно многократно пропускают через системы вальцовых станков. Каждая такая система («драная» и «размольная») срезает с зерна частицы эндосперма, все более их измельчая.
-
Просеивание: После каждого размола полученную массу просеивают на рассевах — машинах с набором сит. Это позволяет отделить муку разных сортов от более крупных частей оболочки (отрубей) и неразмолотого ядра.
-
Результат:
-
Мука (высший, первый, второй сорт) — чем ниже сорт, тем больше в муке частиц оболочки и тем она полезнее.
-
Побочные продукты: Отруби (ценный корм и диетическая добавка) и зародыш (источник витаминов и масла).
-
Б. Крупяное производство
Направлено на получение целых или дробленых ядер зерна (круп). Технология зависит от культуры.
-
Обрушивание (шелушение): Удаление цветочной пленки (у овса, ячменя, проса) или плодовой оболочки (у гречихи). Производится на шелушильных машинах (например, вальцедековых станках).
-
Шлифование и полирование: Ядро после обрушивания шлифуют, чтобы удалить оставшиеся оболочки и придать крупе товарный вид (например, перловая крупа — это шлифованный ячмень).
-
Дробление: Крупу могут дробить для получения более быстроварящегося продукта (например, ячневая крупа, пшеничные хлопья «Артек»).
В. Производство крахмала и патоки (из кукурузы, пшеницы, риса)
Это глубокая химико-ферментативная переработка.
-
Замачивание: Зерно размягчают в теплой воде с добавлением сернистой кислоты.
-
Измельчение и отделение зародыша: Зародыш, богатый маслом, отделяют для дальнейшего прессования.
-
Вымывание крахмала: Из полученной суспензии (крахмального молока) многократным промыванием отделяют крахмал от белка (глютена) и клетчатки.
-
Переработка крахмала:
-
Высушивание -> чистый крахмал.
-
Гидролиз (ферментативный или кислотный) -> патока (густой сладкий сироп) и глюкозно-фруктозные сиропы.
-
Г. Экструзия
Современный высокотехнологичный метод. Зерновая масса под высоким давлением и температурой пропускается через экструдер. Происходит мгновенное "взрывание" продукта.
-
Продукты: Сухие завтраки, снеки, корма для животных, текстурированные соевые белки.
Д. Солодоращение (для пивоварения и виски)
Зерно (ячмень, рожь, пшеница) проращивают в контролируемых условиях, чтобы активировать ферменты, которые затем расщепляют крахмал на сахара в процессе затирания.
Е. Производство биоэтанола
Зерно (чаще всего кукуруза) проходит ферментацию, в результате которой крахмалы превращаются в спирт. Используется как топливная добавка.
Переработка основных культур: что получают?
-
Пшеница: Мука, манная крупа, крахмал, глютен, спирт, комбикорм.
-
Рожь: Ржаная мука, солод, комбикорм.
-
Ячмень: Перловая и ячневая крупа, солод для пива, мука для добавки, комбикорм.
-
Овес: Овсяная крупа (недробленая, плющеная), хлопья "Геркулес", толокно, мука.
-
Кукуруза: Крупа, мука, крахмал, патока, глюкозные сиропы, попкорн, кукурузные палочки, биоэтанол, масло.
-
Гречиха: Ядрица (целое зерно), продел (дробленое), гречневая мука.
-
Просо: Пшено (шлифованное), дранец (нешлифованное).
-
Рис: Шлифованный, полированный, пропаренный рис, рисовая мука, крупа.
Тенденции и нововведения в переработке
-
Глубокая переработка: Стремление использовать зерно на 100%. Например, из зародыша кукурузы получают ценное масло, а из клетчатки — пребиотические добавки.
-
Функциональные продукты питания: Обогащение муки и круп витаминами, железом, клетчаткой. Производство продуктов с заданными полезными свойствами.
-
Экологичная переработка: Внедрение энергосберегающих технологий, использование отходов (лузги, соломы) для производства топливных пеллет, сокращение водопотребления.
-
Автоматизация и цифровизация: Внедрение систем автоматизированного управления технологическими процессами и искусственного интеллекта для контроля качества и оптимизации производства.
Значение переработки зерновых
Переработка зерна — это не просто механическое дробление. Это сложная цепочка, которая:
-
Обеспечивает население основными продуктами питания.
-
Повышает экономическую эффективность АПК, превращая сырье в товары с высокой добавленной стоимостью.
-
Сокращает потери и позволяет рационально использовать урожай.
-
Создает основу для многих смежных отраслей — от хлебопечения до фармацевтики и биоэнергетики.
Таким образом, современная переработка зерновых — это высокотехнологичная отрасль, которая продолжает развиваться, отвечая на вызовы времени и потребности человека.