Wykład 1

23 lutego 2010r.

Prof. dr hab. Halina Gambuś

Literatura

Przetwórstwo zbóż Prof. Roman Jurga

Budowa ziarna zbóż, budowa elewatorów, sporządzanie mieszanek przemiałowych.

Zboża - rośliny uprawne

Owocem zbóż jest ziarniak (owoc jednonasienny).

• Rośliny o podobnych właściwościach, uprawiane prawie wyłącznie w celu uzyskania wysokiego plonu ziarna zawierającego dużo skrobi. (zazwyczaj aminokwasem ograniczającym jest lizyna)

• Należą do rodziny traw i klasy roślin jednoliściennych

• Do zbóż zalicza się również grykę, która należy do rodziny rdestowatych i klasy dwuliściennych.

• Stanowią najważniejszą grupę roślin uprawnych

• w postaci ziarna dostarczają one podstawowego pożywienia dla ludzi i zwierząt oraz surowca dla wielu gałęzi przemysłowych

Praca mózgu bez roślin zbożowych jest mocno ograniczona jeśli nie niemożliwa.

(śniadanie bez produktów zbożowych to śniadanie stracone  )

Ziarna nieoplewione - nagie (pszenica, żyto, pszenżyto, kukurydza)

Ziarna oplewione - otoczone plewkami kwiatowymi (jęczmień, owies, proso)

Jęczmień - plewka zrośnięta z ziarniakiem,

owies i proso - plewka przylega do ziarniaka.

Gryka

Owocem gryki jest trójgraniasty orzeszek (niełupka) również pospolicie zwany ziarnem.

Groch

Owocem grochu jest strąk, zwykle wielonasienny, który po dojrzeniu może pękać.

Budowa ziarniaków

Każde ziarno składa się z 3 zasadniczych elementów

• okrywa owocowo-nasienna

• bielmo

• zarodek

Okrywa owocowo nasienna

Okrywa nasienna inaczej zwana barwnikową zbudowana jest z 2 warstw:

• górnej bezbarwnej

• dolnej zawierającej barwniki nadające zabarwienie ziarniakom (u żyta zabarwienie nadają chlorofile lub (i) antocjany zawarte w warstwie aleuronowej).

Największą wartość fizjologiczną ma ziarno owsa, jednak jest trudne do odplewienia.

β-glukany - poprawiają zdolności immunologiczne organizmu

Okrywa owocowo-nasienna

• Stanowi 7-40% masy żyta

• Zbudowana jest z komórek obumarłych i zdrewniałych, silnie wysyconych substancjami mineralnymi.

• Komórki te w okresie wzrostu rośliny i rozwoju ziarna są żywe, zawierają chlorofil i podobnie jak w innych komórkach przebiega w nich fotosynteza.

• W miarę dojrzewania ziarna przekazują swoje substancje zapasowe bielmu i obumierają.

• Okrywa chroni ziarno przed działaniem czynników zewnętrznych:

• uszkodzeniami mechanicznymi

• szkodnikami

• truciznami (zaprawy)

• Jest ona nieprzepuszczalna dla wielu substancji, natomiast przepuszcza:

• powietrze

• wodę

Fakt ten ma ogromne znaczenie w procesie kiełkowania ziarna wykorzystywanym w przemyśle fermentacyjnym (słodowanie) jak również przy nawilżaniu i kondycjonowaniu (przygotowywanie do przemiału) ziarna przed przemiałem.

Bielmo

• Znajduje się bezpośrednio pod okrywą owocowo-nasienną

• Z punktu widzenia technologii to najważniejsza część ziarna

• Stanowi średnio 89,5% masy ziarna

• Jest ono magazynem substancji zapasowych, z których w czasie kiełkowania korzysta nowa roślina

• W wyniku zmielenia ziarna daje ono mąkę.

Z botanicznego punktu widzenia składa się z 2 części:

• Warstwy aleuronowej - leząca bezpośrednio pod okrywa owocowo nasienna.
  Ziarna aleuronowe składają się z bardzo ważnych dla kiełkującej roślin składników (witamin, soli mineralnych, enzymów, białek, itp.)

• Bielma środkowego - tzw. bielma mącznego.

W praktyce jednak warstwę komórek aleuronowych zalicza się do okrywy owocowo- nasiennej, gdyż razem z okrywą przechodzi ona w czasie przemiału do otrąb (zwłaszcza przy produkcji jasnych typów mąk)

Warstwa aleuronowa

• Stanowi ok. 7% masy ziarna

• Dla większości ziarniaków jest to jedna warstwa dużych, grubościennych komórek wypełnionych tzw. ziarnami aleuronowymi składającymi się z:

• białka

• tłuszczu

• substancji mineralnych

• wielu witamin i enzymów

• Nie zawierają one natomiast białka glutenowego

• Stanowi obok bielma rodzaj magazynu składników odżywczych

• W czasie kiełkowania przekazuje zarodkowi składniki odżywcze z bielma, uzupełniając funkcję tarczki zarodka.

Bielmo mączne

• Zbudowane z dużych, cienkościennych komórek

• Głównym składnikiem jest skrobia, ale także białko, tłuszcz i składniki mineralne. Ilościowy układ tych składników jest różny w różnych warstwach bielma i w różnych zbożach

Skrobi w ziarnach jest zawsze 5 razy więcej niż białka.

• Najbogatsze w białko oraz składniki mineralne są zewnętrzne warstwy bielma.

• Stanowi ono:

• u pszenicy i żyta - 80-82% masy całego ziarna

• u owsa - 50-52%

• u kukurydzy - 72-75%

• u gryki - 60-65%

Białka ma wartość biologiczną około 70% wartości biologicznej białka zwierzęcego.

Aminokwasem ograniczającym jest lizyna.

Zarodek

• Stanowi odrębną i samoistną część ziarniaka, dającą się z ziarniaka wydzielić

• Umiejscowiony jest na tzw. grzbietowej części ziarna, tuż u jego nasady

• W ziarnie pszenicy jest on dość mocno wciśnięty w bielmo, w ziarnie żyta natomiast mniej.

W ziarnie żyta jest usuwany w trakcie czyszczenia (bo jest na zewnątrz ziarna), nie korzystamy z dobrodziejstw zarodka ziarna żytniego.
Jest najbardziej odżywczą częścią ziarniaka.
Zarodki pszenne stabilizowane - dostępne do jedzenia - polecane przez panią Profesor 

Zarodek pod względem fizjologicznym stanowi najważniejszą część ziarna, gdyż z niego powstaje nowa roślina.

• Zbudowany jest z 2 zasadniczych elementów:

• z części embrionalnej (zarodkowej), w której występują wszystkie podstawowe elementy przyszłej rośliny:

• stożek wzrostu

• łodyżka

• korzonek

• z tarczki sąsiadującej bezpośrednio z bielmem

• Zarodek ziaren zbóż jest bogaty w substancje odżywcze, takie jak:

• Tłuszcz

• Cukier

• Białko

• Witaminy

• Enzymy niezbędne do uruchomienia i przeprowadzenia w przystępną formę składników zapasowych bielma

Z powodu dużej zawartości tłuszczów zarodek podczas przemiału jest usuwany, gdyż łatwo jełczejące tłuszcze powodowałyby szybkie psucie się mąki. Z tego powodu mąki tzw. razowe są nietrwałe.

• Kształt jest na ogół wrzecionowaty, tylko u kukurydzy klinowaty, u gryki w kształcie litery S.

• W stosunku do całego ziarniaka zarodek stanowi od 2,7% masy ziarna u pszenicy i 3,5% masy ziarna u żyta do 8,4% masy ziarna u kukurydzy.

Bródka

Bródka to zmodyfikowane do formy włosków komórki okrywy owocowo - nasiennej. Stanowią kępkę włosków o długości 0,1 - 1 mm. U ziarniaków pszenicy i żyta, umiejscowione na końcu ziarna przeciwległym zarodkowi.

• Każdy włosek jest jedną komórką o grubych ściankach i kształcie charakterystycznym dla poszczególnych zbóż

• Twór ten nie ma specjalnego znaczenia i przypuszczalnie spełnia rolę w regulacji wilgotności ziarniaka w czasie dojrzewanie.

• Stanowi miejsce gdzie osadzają się różne zanieczyszczenia i są potem usuwane przy przetwarzaniu.

• w czasie czyszczenia ziarna jest usuwana w maszynach służących do czyszczenia powierzchniowego.

• Owies i jęczmień nie mają bródki, lecz pod okrywą plewkową włoski pokrywają cały ziarniak.

Bruzdka

Cechą charakterystyczną niektórych zbóż, takich jak: żyto, pszenica, jęczmień, owiec, jest występowanie na stronie brzusznej (przeciwległej do zarodka) charakterystycznego rowka, zwanego bruzdką.

• Zagłębienie to stanowi pozostałość po wiązce sitowo-naczyniowej, przez którą roślina macierzysta zaopatruje ziarno w kłosie w substancje odżywcze.

• Głębokość i szerokość bruzdki są cechami odmianowymi, np. u pszenicy bruzdka jest z reguły płytka i szeroka (łatwo usunąć zanieczyszczenia), a u żyta węższa i głębsza

• w czasie nawilżania ziarna bruzdka stanowi „furtkę” dla wnikającej do ziarna wody

• Ponieważ w bruzdce, podobnie jak w bródce gromadzi się pył, brud, zarodniki bakterii i pleśni, a ponadto jej wielkość decydować może o wydajności mąki z ziarna, uważa się, że ziarno o głębokiej bruzdce stanowi surowiec młynarski o gorszej jakości.

• Też zbierają się w tym zagłębieniu zanieczyszczenia i muszą byś usunięte,

Stosunek ilościowy poszczególnych części ziarna

Stosunek ilościowy w poszczególnych części ziarniaka jest różny, zależny od:

• Rodzaju

• Gatunku

• Cech genetycznych odmiany

Wg Pelshenke przedstawia się on następująco:

• Okrywa owocowa 5,5%

• Okrywa nasienna 2,5%

• Bielmo ogółem 89,5% w tym:
  kom. Aleuronowe 7,0%
  bielmo środkowe 82,5%

• Zarodek 2,5%

Przeciętna zawartość ważniejszych składników ziarna zbóż [%]

Ryż, gryka i proso - alternatywne zboża dla ludzi uczulonych na gluten.

Przetwórstwo zbóż

W przetwórstwie młynarskim i kaszarskim surowcem jest:

• Ziarno zbóż

• Pszenicy

• brak

• Gryki

• Nasiona grochu

Przechowalnictwo

W przechowalnictwie i przetwórstwie zbóż operuje się nie pojedynczym ziarniakami, ale masą zbożową złożoną z miliardów ziaren. Masa towarowa ziarna zbóż powstaje od momentu zbioru. W jej skład wchodzi nie tylko ziarno danego zboża jako składnik główny, ale również mieszanina różnych zanieczyszczeń mineralnych i organicznych takich jak: piasek, kamienie, szkło, nasiona chwastów, fragmenty kłosów, kawałki słomy, strąki, liście, łodygi.

W praktyce bywa tak, że zawartość zanieczyszczeń w masie zbożowej dochodzi do 25% i więcej. Na powierzchni ziarna i nasion chwastów znajdują się mikroorganizmy. Często masa zbożowa jest porażona przez szkodniki zbożowo-mączne.

Przejawy życiowe masy ziarna

Ziarno w czasie przechowywania podlega procesom takim jak:

• oddychanie

• porastanie ziarna

• samozagrzewanie i zlegiwanie się masy ziarna

• pleśnienie

• rozwój dużej ilości szkodników

Intensywność przejawów życiowych masy zbożowej zależy od:

• warunków środowiska

• temperatury

• wilgotności

Ziarno świeżo zebrane z pola oddycha szczególnie energicznie. Obserwuje się wówczas zawilgocenie ziarniaków, a czasem tworzenie się drobnych kropelek wody na ich powierzchni czyli tzw. pocenie się ziarna. Równocześnie … (brak)

Zmiany jakie zachodzą w czasie dojrzewania próżniowego:

• Obniżenie zawartości wody w ziarnie

• Obniżenie zawartości substancji rozpuszczalnych (cukrów, aminokwasów, kwasów tłuszczowych)

• Wzrost zawartości skrobi, białka i tłuszczu

• Obniżenie aktywności niektórych enzymów

• Stopniowe osłabienie energii oddychania

• Osiągnięcie pełnej dojrzałości fizjologicznej przez ziarno, czyli normalnej zdolności kiełkowania (zanik aktywności inhibitorów wzrostu).

Dojrzewanie pożniwne jest to okres, w którym zachodzi szereg korzystnych przemian, ale w tym okresie na skutek intensywnego oddychania występuje się pocenie się ziarna, a także ubytek substancji ziarna zwany w praktyce ubytkiem naturalnym.

Aby ten ubytek ograniczyć, a także dla uniknięcia innych ujemnych skutków intensywnego oddychania, szczególnie próżniowego …

Przechowywanie ziarna

Ziarno przechowuje się utrwalając je różnymi metodami:

• Obniżając jego wilgotność do 12-13,5% zawartości wody, najczęściej za pomocą suszenia

• Obniżając temperaturę m. in. przy intensywnej wymianie powietrza w masie zbożowej za pomocą tzw. aktywnego wietrzenia.

• Przechowując bez dostępu powierza - tylko dla ziarna konsumpcyjnego i paszowego. (dla ziarna siewnego i jęczmienia browarnego - nie). Stosuje się atmosferę CO₂

• Utrwalanie za pomocą środków chemicznych np. SO₂ itd.

Wybór metody przechowywania zależy od:

brak

Spichrze zbożowe

Spichrze zbożowe to budynki przeznaczone do przechowywania zboża.

Każdy spichrz(=spichlerz) powinien spełniać następujące funkcje:

• przyjęcie zboża z wagonów i samochodów

• wstępne czyszczenie

• sortowanie

• suszenia

• dokonywanie przerzutów wewnętrznych

• wydawanie na wagony i samochody

• zwalczanie szkodników

• gospodarka odpadami

Do końca lat pięćdziesiątych ubiegłego budowane były w Polsce spichrze podłogowe parterowe, które spotyka się do dziś, jak również spichrze podłogowe wielokondygnacyjne, których odmianą są tzw. magazyny strugowe i spichrze zasiekowe.

Spichrze podłogowe trudno zmechanizować …

W ostatnich latach w celu zwiększenia pojemności magazynowej buduje się w Polsce wyłącznie spichrze komorowe nazywane również elewatorami, gdzie zboże przechowuje się w pionowych zbiornikach o przekroju okrągłym, czworokątnym, brak…

Obecnie budowane są w Polsce spichrze komorowe (elewatory), zboże jest w pionowych zbiornikach o różnym przekroju. Wys. Komór od 15 do 30 m. pojemność od 1500 do 50 tys. ton.

Praca w magazynach komorowych jest zmechanizowana, a często też zautomatyzowana. Wykorzystanie powierzchni magazynowej jest 100%.

Magazyny komorowe

Magazyny komorowe składają się z trzech zasadniczych części:

• części komorowej

• wieży operacyjnej - maszynowej

• galerii nadkomorowej i podkomorowej

Komory mogą być pojedyncze lub łączone w grupy tzw. bloki, w których znajduje się kilkanaście, a nawet kilkadziesiąt komór.

Komory mogą być łączone w bloki. Typy komór i ich zespołów:

• Komory o średnicy 8m i układzie 3x3

• Komory o średnicy 8 m i układzie 2x2

• Komory o średnicy 19m wolno stojące

Komory cylindryczne w układzie 3x3 tworzą dodatkowe 4 komory gwiaździste utworzone przez stykające się ze sobą ściany komór cylindrycznych.

Komory buduje się z betonu zbrojonego z dodatkiem żelbetu i środków wodoszczelnych. Każda komora jest połączona lejem wykonanym z betonu zbrojonego lub grubej blachy stalowej. Równolegle z budową żelbetowych elewatorów w ostatnich kilkunastu latach budowano również baterie zbiorników metalowych o łącznej pojemności 1000-3000 ton.

Najważniejsza część to wieża operacyjna, gdzie znajdują się urządzenia:

• Transportowe
  winda towarowa
  podnośniki
  napędowe stacje przenośników zbiorczych i rozdzielczych

• Schody

• Suszarnia

• Maszyny czyszczące

• Wagi

• Urządzenia rejestrujące temperaturę i wilgotność

Magazyn komorowy - galeria nadkomorowa i podkomorowa

Komory zaopatrzone są u góry w przykrycie zwane stropem nadkomorowym, Na stropie nadkomorowy buduje się galerię nadkomorową, gdzie mieszczą się urządzenia rozdzielcze do transportu poziomego, rozprowadzające zboże do poszczególnych komór.

Magazyny komorowe nieprzewietrzane

W magazynach komorowych nieprzewietrzanych może być zboże suche (do 14% wody). Z zewnątrz nie ma żadnej różnicy. W przewietrzanych jest zboże częściowo osuszone.

Magazyny komorowe przewietrzane

Przy przyjmowaniu ziarna do spichrza poddaje się je wstępnemu czyszczeniu. Usuwane są najgrubsze zanieczyszczenia. Dokładne jest przeprowadzone później przed obróbką.

Zabiegi przed przerobem ziarna

Przed przemiałem, oprócz usunięcia luźnych zanieczyszczeń organicznych i mineralnych masa zbożowa wymaga jeszcze następujących zabiegów:

• usunięcie niektórych części ziarna jak: bródki, zewnętrznej warstwy łuski i w przypadku żyta części zarodka

• nadanie ziarnu odpowiedniej kondycji poprzez nawilżanie i leżakowanie ziarna, a nawet jego obróbkę hydrotermiczną

• poprawy czystości mikrobiologicznej i sanitarnej ziarna

• Sporządzanie odpowiednich mieszanek przemiałowych.

Przygotowanie mieszanki przemiałowej

Zgodnie z zasadami technologii mieszanie ziarna powinno odbywać się po czyszczeniu i kondycjonowaniu, jednakże oddzielnie czyszczenie i kondycjonowanie każdego komponenta nie znajduje uzasadnienia ekonomicznego i wymagałoby wielu linii technologicznych czyszczarni

Dlatego w młynach krajowych praktykuje się sporządzanie … brak

Przy sporządzaniu mieszanek przemiałowych stosuje się kilku metod, ale najczęściej w praktyce młynarskiej do obliczania składu mieszanki przemiałowej wykorzystuje się prosty i łatwy sposób graficzny tzw. krzyż brak

Przykład 1

Sporządzić 90 ton mieszanki przemiałowej 2- komponentowej zawartości glutenu w partii A = 30%, w partii B = 21% i przy założonej zawartości glutenu w mieszance 27%.

…

Jeżeli zachodzi konieczność sporządzenia mieszanki nie z dwóch lecz z większej ilości partii postępuje się podobnie jak w przypadku komponentów, łącząc zawsze patrtię o większej zawartości … brak

Przykład 2

Sporządzić 180 ton mieszanki o średniej zawartości glutenu 25% z trzech partii pszenicy o zawartości glutenu 30%, 28% i 20%.

Przy obliczeniu należy dwukrotnie posłużyć się liczbą 20%, aby ilość partii zawierających gluten powyżej żądanego w mieszance (>25%) zrównać z ilością partii o glutenie poniżej tej liczby.

Wykład 2

2 marzec 2010r.

Prof. dr hab. Halina Gambuś

• Przygotowanie mieszanki przemiałowej

Przy sporządzaniu mieszanek przemiałowych stosuje się kilka metod, ale najczęściej w praktyce młynarskiej do obliczania składu mieszanki przemiałowej wykorzystuje się prosty i łatwy sposób graficzny tzw. Krzyż Forneta, oparty o jedną z wybranych cech ziarna, np. zawartość glutenu.

Dla zapewnienia właściwego składu mieszanki przemiałowej stosuje się urządzenia zwane procentownikami, umieszczone bezpośrednio pod wylotami komór. Dozują one ziarno objętościowo lub według ciężaru do przenośnika ślimakowego lub redlera zbiorczego, skąd ziarno transportowane jest do komór zbiorczych.

Przygotowanie ziarna do przemiału ma 2 etapy:

• Czyszczenie ziarna we młynie odbywa się zwykle w dwóch etapach

• Czyszczenie „czarne” - polega na usunięciu z masy ziarna zanieczyszczeń występujących swobodnie

• Czyszczenie „białe” - polega na usunięciu zanieczyszczeń przylegających do zewnętrzne części ziarników, przy czym może występować także usuwanie części okrywy.

Czyszczenie czarne jest typowym procesem rozdzielania niejednorodnych układów i odbywa się zawsze bez użycia wody, natomiast czyszczenie białe może odbywać się bez wody...

Czyszczenie czarne

W czyszczeniu czarnym wykorzystuje się różnice istniejące między cechami ziarna, czyli głównego, składnika masy zbożowej a zanieczyszczeniami w zakresie:

• cech morfologicznych

• cech geometrycznych

• cech fizycznych

Oddzielacz sitowy - wialnia zbożowa

Pierwszą maszyną stosowaną w czyszczeniu czarnym jest oddzielacz sitowy, którym w młynie żytnim i pszennym jest najczęściej wialnia zbożowa. Rozdzielanie mieszaniny cząstek na sicie następuje według cech organoleptycznych, takich jak:

• Długość

• Szerokość

• Grubość cząstek

Na wylocie i wlocie, ziarno jest poddawane działaniu strumienia powietrza, który usuwa z niego lekkie zanieczyszczenia.

Wialnia młyńska powinna usunąć zanieczyszczenia:

• Lżejsze od ziarna : kurz, plewy, słoma, ziarna chude, nasiona chwastów części ziaren

• Cięższe od ziarna: piasek, kamienie, groch, kukurydza

• Dużo większe od ziarna: sznurki, papier, grudki ziemi

Oddzielacz magnetyczny jest jako drugie urządzenie w technologii czyszczenia, którego zadaniem jest wydzielenie z masy zbożowej zanieczyszczeń ferromagnetycznych. Oddzielacze te stosowane są albo jako magnesy stałe, albo jako elektromagnesy. Rozwiązania konstrukcyjnych tych maszyn jest bardzo wiele.

Separatory powietrzny
W schematach współczesnych czyszczarni coraz częściej spotyka się różnej konstrukcji separatory powietrzne, jak: aspiratory, pneumoseperatory czy wialnie ...

Aspirator
Aspiratory (inaczej duoaspiratory) mogą służyć do:
- oddzielania zanieczyszczeń
- sortowania kasz
- usuwania produktów powierzchniowej obróbki ziarna

...

Oddzielacze powietrzne w porównaniu z innymi urządzeniami czyszczącymi maja tę zaletę, że są bardzo proste i niezawodne w działaniu.

Oddzielacz kamieni
Następnym z kolei zabiegiem w czyszczeniu czarnym jest zabieg oddzielania kamieni, który powinien być stosowany obowiązkowo we wszystkich młynach, w których nie stosuje się mycia ziarna.
Do tego celu wykorzystuje się tzw. suchy oddzielacz kamieni. Jest to oddzielacz wibracyjno-powietrzny, który wydziela kamienie pod wpływem drgań płaszczyzny rozdzielania (specjalnej konstrukcji sito) i działania strumienia powietrza.

W uproszczeniu proces rozdzielania składników mieszaniny odbywa się w 2 etapach:

• I etap - mieszanina pod wpływem działanie powietrza i drgań rozwarstwia się wg gęstości i masy swych składników. Składniki cięższe, czyli kamienie przechodzą w dół warstwy

• II etap - przeciwprądowe rozdzielenie warstw na 2 frakcje: frakcja kamieni transportowana jest w górę po powierzchni sita, a ziarno jako lżejsze unoszone jest na poduszce powietrznej i spada ku dołowi sita.

Maszyna czyszcząca typu KOMBI

W celu uproszczenia schematu czyszczenia oraz zmniejszenia energochłonności tego procesu firma Bühler skonstruowała maszynę czyszczącą Kombi, z recyrkulacja powietrza, w której zamontowano separator sitowy, koncentrator, suchy oddzielacz kamieni i pionowy kanał powietrzny

Maszyna ta pozwala rozdzielić ziarno wyjściowe na:

• Grube zanieczyszczenia

• Drobne zanieczyszczenia

• Zanieczyszczenia mineralne (kamienie)

• Ciężką frakcję ziarna

• Lekką frakcję ziarna

• Odpady aspiracyjne

W czyszczarni pszennej, w niektórych młynach, w tej fazie czyszczenia stosuje się jeszcze maszyny do zgrubnej obróbki powierzchni ziarna, zwane popularnie Eurekami.

Są to łuszczarki, których zadaniem jest:

• Usunięcie z powierzchni ziarna brudu

• Usunięcie bródki

• Częściowe usunięcie zewnętrznej warstwy łuski.

Tryjer

Ostatnią maszyną stosowana w czyszczeniu czarnym jest tryjer. Tryjery są maszynami do oddzielania składników masy ziarna według wymiaru długości.

Pozwalają one rozdzielić:

• Zanieczyszczenia krótsze od ziarna:

• Nasiona

• Kąkolu

• Gryki

• Tatarki

• Połówki ziaren

• Drobne kamieni

• Zanieczyszczenia dłuższe od ziarna:

• Ziarna owsa

• Sporysz (przetrwalniki groźnej choroby zbóż)

• Nasiona owsa dzikiego. (owsik )

W Polsce są stosowane tryjery cylindryczne, z bębnem roboczym o średnicy ok. 0,6 m i długości ok. 2 m, na którego wewnętrznej stronie znajdują się wytłoczone gniazdka o specjalnym kieszonkowatym kształcie

W zależności od tego czy tryjer ma wydzielać zanieczyszczenia okrągłe, czy długie średnica gniazdek oraz ich głębokość jest różne.

• Tryjer okrągło ziarnowy - wydziela zanieczyszczenia krótkie. Kształt i średnica ( 4-5 mm) gniazdek oraz szybkość obwodowa bębna pozwala na wyniesienie krótkich zanieczyszczeń do górnej części do rynienki której położenie w stosunku do bębna można regulować

• Tryjer podłużno ziarnowy - wydziela zanieczyszczenia długie. Średnica (10-11 mm) i kształt gniazdek oraz szybkość obwodowa bębna pozwala na wyniesienie do górnej części bębna czyszczonych ziaren.

Folia 6

Trjer wolnoobrotowy

Tryjer szybkoobrotowy

Tryjery kontrolne

Zanieczyszczenia usunięte przez tryjery zawierają pewną ilość ziaren małych i połamanych, nadających się do przemiału. Ziarna te można wydzielić za pomocą tzw. tryjerów kontrolnych

• Różnią się one od tryjerów głównych wielkością gniazdek i wydajnością

• Jeśli tryjer kontrolny występuje po tryjerze podłużno ziarnowym średnica jego gniazdek jest większa od gniazdek tryjera głównego

• Jeśli tryjer kontrolny występuje po tryjerze okrągloziarnowym, średnica jego gniazdek jest mniejsza od wgłębień tryjera głównego

Tryjery budowane są najczęściej w zespołach

• Tryjer zasadniczy + kontrolny

• Albo jako bateria tryjerów zasadniczych i kontrolnych okrągło i podłużnoziarnowych

Tryjery tarczowe

Stosowane w krajach anglosaskich powszechnie stosowane są tzw. tryjery tarczowe, zwane tryjerami Cartera. Ze względu na swoją konstrukcję są one wydajniejsze i skuteczniejsze od tryjerów cylindrycznych.

• Elementami roboczymi tryjera tarczowego jest szereg tarcz, osadzonych równolegle do siebie na poziomym wale tryjera

• Tarcze zaopatrzone są w gniazdka obustronnie o kształcie i wielkości zależnej od rodzaju wydzielanego ziarna

• Ilość tarcz zazwyczaj wynosi 10 -30 szt. i dlatego też w tryjerach typu Cartera można przeprowadzić równocześnie kilak rodzajów sortowania.

Folia 8

Separator spiralny - żmijka

Tryjer kontrolny, okrągłoziarnowy, mimo starannego doboru średnicy gniazdek i regulacji położenia rynienki zbiorczej tylko wydziela, ale nie rozdziela zanieczyszczeń krótkich. Ze względu na to, że ziarna drobne i połamane mają wartość użytkową, a wyka i kąkol (nasiona chwastów) zaliczane są do zanieczyszczeń nieużytecznych, w niektórych większych młynach dokonuje się ich rozdzielania za pomocą separatorów spiralnych zwanych żmijkami.

Urządzenie to działa samodzielnie, bez napędu i sortuje na zasadzie różnicy:

• Kształtu

• Ciężaru właściwego

• Charakteru powierzchni zanieczyszczeń, czyli współczynnika tarcia.

Folia 9

• Poszczególne rodzaje zanieczyszczeń inaczej zachowują się podczas zsuwania się po gładkiej, spiralnej pochyłości żmijki.

• Zanieczyszczenia ciężkie, okrągłe i gładkie zsuwają się szybciej i z większą siłą odśrodkową niż zanieczyszczenia chropowate i nieregularne

• U dołu żmijki znajdują się cztery wyloty, z których otrzymuje się rozsortowanie zanieczyszczenia

• Wydajność żmijki - w zależności od średnicy zdolna jest posortować w ciągu godziny 50-100 kg odpadów z tryjera.

• Czyszczenie białe

W czyszczeniu białym usuwa się:

• Zanieczyszczenia przylegające do ziarna

• Części ziarna, które wywierają ujemny wpływ na jakość końcowego produktu, a mianowicie:

• Zarodek

• Zdrewniałej zewnętrzna część okrywy owocowo - nasiennej

Proces ten polega na mechanicznej obróbce ziarna za pomocą maszyn obłuskujących zwanych łuszczarkami.

• Obłuskiwanie ziarna pszenicy obrywa się znacznie delikatniej niż żyta. W przypadku pszenicy łuszczenie ma na celu usunięcie głównie bródki oraz przylegającego do okrywy brudu

• Przy obłuskiwanie ziarna żyta usuwa się również zarodek, bardziej wysunięty niż u pszenicy.

Ziarno obłuszczone zostaje poddane jeszcze dodatkowo działaniu maszyn zwanych szczotkarkami, które usuwają z powierzchni ziarna:

• Obluźnione w czasie obłuskiwania cząstki i okrywy

• Zanieczyszczenia znajdujące się w bruzdce ziarna

Łuszczarki - obłuskiwacze rzutowe, łuszczarki cepowe

• Rożne rozwiązania konstrukcyjne

• Zasadniczym zespołem roboczym łuszczarki jest cylinder (inaczej bęben) i umieszczony wewnątrz wał, do którego zamocowane są poprzeczne ramiona, a na ich końcach stalowe listwy zwane cepami rzutowymi. Zespół ten nazywany jest wirnikiem.

• Cylinder łuszczarki może być wyłożony karborundowa masą ścierną o grubości warstwy 25 mm lub 35 mm lub może być wykonany z dziurkowanej blachy stalowej albo z siatki drucianej o przekroju kwadratowym.

Folia 10

• Łuszczarka wyłożona płaszczem ściernym ( warstwa karborundowa) nazywana jest łuszczarką szmerglową, a z płaszczem stalowym „Eureka”

• Cepy w ilości 8 - 16 sztuk wykonane są ze stalowych płaskowników. Są one umocowane na wieńcu wirnika, pod pewnym kątem do osi bębna.

• Ziarno zsypywane do wnętrza bębna jest porywane przez szybko obracające się cepy wirnika i rzucane na powierzchnie tego bębna. Uderzenia te powtarzają się do chwili odejścia….

• Karborund - węglik krzemu SiC- substancja bardzo twarda, trudno topliwa, odporna na dziłanie czynników chemicznych, stosowana jako materiał ścierny oraz ogniotrwały (np.do wykładania pieców oporowych)

• Masa ścierna łuszczarki szmerglowej stanowi mieszaninę tlenku gliny lub karborundu i węglanu magnezu lub magnezytu.

Szczotkarki

Po obróbce ziarna w łuszczarkach przechodzi ono do szczotkarek, które w zależności od konstrukcji maszyny dzieli się na:

• Walcowo - klockowe

• Talerzowe

• Spiralne

• Bębnowo - cepowe

Czyszczą one ziarno przez łagodne ocieranie powierzchni ziaren o szczotki wykonane ze stylonowej szczeliny, umieszczonej na elementach roboczych, tzn. zarówno na wirnikach roboczych jak i na płaszczu szczotkarki.

Wykład 3

9 marzec 2010r.

Prof. dr hab. Halina Gambuś

Czyszczarki powierzchniowe

Nowe maszyny szorujące typu Eureka z pionowym lub poziomym wałem mogą zastąpić szczotkarki, które charakteryzują się małą trwałością szczotek. Również, tzw. maszyna szorująca produkowana w ostatnich latach przez Toruńskie Zakłady Urządzeń Młyńskich pozwala na wyeliminowanie ze schematu czyszczenia szczotkarki - pod warunkiem stosowanie pneumoseparatora jako maszyny doczyszczającej powierzchnie ziarna.

Po czyszczeniu ziarno na sucho za pomocą czyszczarek powierzchniowych, na powierzchni ziarna a szczególnie w bruzdce pozostaje jeszcze mnóstwo pyłu, powierzchnia ziarna ma uszkodzoną okrywę owocowo - nasienną, jest szorstka i popękana. Przy dobrej aspiracji prawie wszystkie te pozostałości mogą być odprowadzone do odpadów. Jednak czasem, zaleca się przeprowadzenie zabiegu mokrego czyszczenia, zwłaszcza w przypadki porażenia ziarna śniecią (choroba grzybowa, ziarna o zapachu śledzi).

Mokre czyszczenie

Mokre czyszczenia - inaczej płukanie ziarna jest jedynym przemysłowo stosowanym sposobem przywracania ziarnu porażonemu śniecią jego jakości konsumpcyjnej.

Do mycia ziarna stosuje się maszynę zwaną kombinowaną płuczką zbożowa złożoną z 2 części:

• maszyny płuczącej, w której mycie odbywa się w dwóch przenośnikach ślimakowych do połowy napełnionych wodą

• wirówki, w której następuje odwirowanie nadmiaru wody z ziarna

W płuczce zostają wydzielone

• Lekkie zanieczyszczenia takie jak: plewy, pył, fragmenty łuski

• Zanieczyszczenia cięższe od ziarna tj. kamienie i piasek

Oprócz tego płuczka daje jeszcze inne pożądane efekty technologiczne, a mianowicie:

• Dodatkowe obłuskiwanie powierzchnia ziarna w bębnach wirówki

• Zróżnicowanie nawilżenia bielma i okrywy (po myciu inna jest wilgotność okrywy a inna bielma) co jest korzystne dla procesu przemiału

Schemat maszyny

Jednakże czyszczenie na mokro jest dziś, przy deficycie wody, zabiegiem dość kłopotliwym, wymaga bowiem dużo wody pociąga za sobą konieczność budowy przy młynie oczyszczarni ścieków

Argumentem przemawiającym przeciw stosowaniu tego zabiegu jest niebezpieczeństwo wtórnego zakażenia ziarna z powodu silnego rozwoju bakterii w trudno dostępnych podczas czyszczenia miejscach płuczek.

Coraz częściej i coraz więcej spotyka się więc zdań o niecelowości stosowania mycia ziarna. Większość młynów ogranicza się więc dziś do czyszczenia suchego, a skuteczność czyszczenia podnosi się przez stosowanie udoskonalonych urządzeń czyszczących.

Entoleter

W nowoczesnych młynach coraz częściej spotyka się maszyny, do czyszczenia powierzchniowego, których pierwotnym przeznaczeniem było niszczenie szkodników w ziarnie, a mianowicie entoletery. Działanie tej maszyny można porównać do łuszczarek cepowych, a jedną z jej wielkich zalet jest bardzo silna aspiracja, umożliwiająca dokładne odprowadzenie wszelkich zanieczyszczeń. Entoleter jest szczególnie popularny w młynach krajów anglosaskich.

W czyszczarni zakładu młynarskiego i kaszarskiego z większością zabiegów wiąże się zjawisko wytwarzania ciepła i powstawania pyłu. Dlatego niezbędne jest chłodzenie i odpylanie maszyn i urządzeń, a także zapobieganie przedostawaniu się pyłu do pomieszczeń zakładu.

Odbywa się to za pomocą odpowiedniej instalacji zwanej instalacją aspiracyjna. Instalacja taka w nowoczesnych zakładach jest z reguły centralna, tzn. obsługuje wszystkie maszyny i urządzenia czyszczarni. W małych zakładach można jeszcze spotkać instalacje aspiracyjne indywidualne, tzn. obsługujące poszczególne maszyny i urządzenia.

• Kondycjonowanie ziarna

Dość silne związanie okrywy z bielmem, a także odmienne zachowanie się bielma i okrywy podczas rozdrabniania, ograniczają wydajności mąki. Doświadczalnie stwierdzono, że jeśli podda się ziarno odpowiednim zabiegom z zastosowaniem wody, albo wody i temperatury uzyskuje się podczas przemiału większe wydajności mąki. Dodatkowo można spowodować pewne zmiany biochemiczne w ziarnie, wyrażające się lepszą jakością mąki uzyskanej z tego ziarna.

Kondycjonowaniem nazywa się zabiegi wodne lub wodno-cieplne stosowane w ziarnie w ściśle określonym czasie.

(Materiał z folii)

Nawilżanie ziarna powyżej wilgotności optymalnej do przemiału, a następnie jego obróbka ciepłem i leżakowanie, przy czym

• w temp. do 46'C - jest to tzw. kondycjonowanie ciepłe

• w temp. powyżej 46'C - jest to tzw. kondycjonowanie gorące

Powierzchniowe nawilżanie ziarna tuż przed jego skierowaniem do przemiału (przed I śrutowaniem) w celu spowodowania pożądanej różnicy wilgotności między bielmem i łuską. Różnica ta powinna wynosić około 2%.

Bardziej wilgotna okrywa wykazuje większą elastyczności mniej kruszy się podczas przemiału, dzięki czemu można otrzymać z ziarna mąkę z mniejszą ilością cząstek otrębiastych.

W czasie kondycjonowania zimnego, tj. podczas nawilżania i leżakowania ziarna w temp. Otoczenia, następuje tylko zmiana zawartości wody w ziarnie i nieznaczne zmiany fizyczne, a nie następują zmiany biochemiczne.
Nawilżanie ziarna prowadzi się w czyszczarni młyna co najmniej 2 razy:

• po czyszczeniu czarnym, a przed obróbką powierzchni ziarna

• przed I śrutowaniem

Nawilżacz - schemat

Ilość wody koniecznej do nawilżania ziarna oblicza się stosując równanie:

ksero 15

Leżakowanie ziarna w warunkach krajowych przeprowadza się w komorach żelbetowych lub drewnianych o pojemności dostosowanej do czasu leżakowania wynoszącego 16-48h, w zależności od typu ziarna, przy czym ziarno twarde leżakuje dłużej.
Podczas leżakowania następuje równomierne rozmieszczenie wody w całym ziarnie.

Kondycjonowanie gorące może się odbywać w warunkach ciśnienia atmosferycznego lub obniżonego, w specjalnych urządzeniach zwanych kondycjonerami.

Prowadzi to do:

• Poprawy właściwości przemiałowych ziarna

• Zmian biochemicznych w ziarnie

• Fizykochemicznych zmian glutenu, poprzez częściową inaktywację enzymów

• Poprawy właściwości wypiekowych mąki

• Obniżenia zakażenia ziarna mikroflorą i to nie tylko powierzchniową, ale także wgłębną

Mimo zalet kondycjonowanie gorące jest raczej niestosowane, ze względu na duże koszty. Popularny w Anglii i Niemczech. Natomiast na zimno kondycjonuje się zawsze.

• Zasady przemiału ziarna

Pod określeniem przemiał rozumie się rozdrabnianie oczyszczonego ziarna, a następnie tzw. międzyproduktów, aż do wydzielenia w procesie odsiewania, końcowego produktu przemiału, tj. mąki.

W procesie rozdrabniania ziarna zbożowego wykorzystuje się różnice właściwości strukturalnych poszczególnych anatomicznych części ziarniaka, czyli bielma, okrywy i zarodka. Bielmo mączne jest kruche i dzieli się dość łatwo na drobne części natomiast okrywa lub okrywa z warstwą komórek aleuronowych oraz zarodek są bardziej plastyczne i rozdrabniają się w mniejszym stopniu, dzięki czemu możliwe jest ich wydzielenie w postaci większych cząstek.

• Przemiał prosty polega na jednorazowym przejściu ziarna przez maszynę rozdrabniającą. Otrzymany produkt tj. mąka razowa, stanowi mieszaninę rozdrobnionych części bielma, okrywy i zarodka

• Przemiał złożony - polega na rozdrabnianiu na kilku maszynach rozdrabniających, przy czym po każdym rozdrobnieniu następuje sortowanie mlewa i dopiero kierowanie go na następną maszynę.

W całym procesie przemiału złożonego wyróżnić można na kilka faz rozdrabniania i odsiewania.

W zależności od intensywności rozdrabniania (czyli szybkości zmniejszania wymiarów cząstek rozdrabnianego ziarna) rozróżnia się w praktyce młynarskiej:

• Przemiał płaski - bardzo intensywny sposób rozdrabniania, stosuje się dziś rzadko, w małych młynach żytnich.

• Przemiał półpłaski - stosowany najczęściej w młynach żytnich

• Przemiał półwysoki

• Przemiał wysoki

FOLIA

Z każdej maszyny rozdrabniającej otrzymuje się mleko, stanowiące mieszaninę cząstek o różnych wymiarach. Do każdej następnej maszyny rozdrabniającej powinno być kierowane mlewo w mirę jednorodne pod względem wymiarów cząstek. W tym celu musi być sortowane.

Jednorazowe przejście mlewa przez maszynę rozdrabniającą i związaną z nią maszynę sortującą nazywa się pasażem przemiałowym.

Ziarno żyta różni się od ziarna pszenicy:

• Pod względem składu chemicznego

• Strukturą bielma - bielmo pszenicy wykazuje zdolność do kaszkowania w procesie rozdrabniania
  DLATEGO sposób przemiały żyta i pszenicy wykazuje znaczne różnice.

Przemiał żyta

• Przy przemiale żyta dąży się do uzyskania możliwie dużej ilości mąki już w pierwszych pasażach rozdrabniania, czyli proces rozdrabniania odbywa się intensywnie.

• W pierwszej połowie przemiału uzyskuje się już 2/3 całkowitego wyciągu mąki

• Proces śrutowania przy przemiale żyta stanowi zwykle ok. ¾ procesu rozdrabniania.

• Pozostałe mlewniki rozdrabniające (kaszkowe) spełniają także rolę bardzo drobnego śrutowania, stanowią jak gdyby rozszerzenie śrutowania.

Przemiał pszenicy

• Przy przemiale pszenicy dąży się do uzyskania podczas procesu śrutowania, jak najwięcej dużych cząstek bielma tzw. kaszek i miałów, z których dopiero w dalszych pasażach rozdrabniania (podczas tzw. rozczyniania i wymielania), po uprzednim posortowaniu i oczyszczeniu, otrzymuje się główną masę mąki.

• Mąka uzyskana podczas śrutowania ziarna pszenicy stanowi tylko ok. 15% całości mąki w przemiale

• W przeciwieństwie do przemiału żyta, w którym rolę pasaży wymielających pełnią końcowe pasaże śrutowania, w przemiale pszenicy proces wybielania odbywa się wyłącznie w pasażach wymielających.

Mąka, miał, kaszka

• mąka - mieszanina cząstek bielma wielkości ok. 0 - 200μm

• miał - mieszanina cząstek bielma wielkości ok. 200-300μm

• kaszka - mieszanina cząstek bielma wielkości ok. 300-1000μm

Proces rozczyniania i wymielania

Proces rozczyniania ma na celu:

• Rozdrobnienie oczyszczonych kaszek grubych i średnich na kaszki drobne i miały

• Oderwanie części okrywy przylegających do dużych kawałków bielma (z tzw. kaszek otrębiastych)

• Uzyskanie spłatkowanych cząstek zarodka, pozbawionych cząstek bielma i okrywy

Proces rozczyniania uzupełnia czyszczenie kaszek na wialniach kaszkowych.

Proces wymielania następuje w dalszych pasażach, tzw. wymiałowych i ma na celu:

• Rozdrabnianie drobnych kaszek i miałów na mąkę

• Oddzielenie (wyskrobanie) resztek bielma przylegających do cząstek okrywy

Folie (Fazy przemiałowe zboża i pszenicy)

Przemiał żyta

• śrutowanie

• wymielanie kaszek

Przemiał pszenicy

• śrutowanie

• sortowanie kaszek i miałów

• czyszczenie kaszek miałów

• rozczynianie kaszek

• wymielanie kaszek i miałów

Zarówno w przemiale żyta, jak i pszenicy do operacji rozdrabniania i sortowania dochodzi jeszcze operacja odsiewania kontrolnego mąki oraz operacja gatunkowania mąki.

Przed rozpoczęciem właściwego śrutowania, ziarno żyta jest poddawane zgniataniu (rozłupywane na pół) w mlewniku walcowym zwanym gniotownikiem

Gniotownik wyposażony jest w walce gładkie, ustawione równolegle w jednej płaszczyźnie i poruszające się z jednakową prędkością.

Zadaniem gniotownika jest:

• Rozłupywanie ziarniaków wzdłuż bruzdki, przez zgniecenie co umożliwia usunięcie z bruzdki zalegającego w niej pyłu i kurzu.

• Oddzielania zarodków, które pozostały przy ziarniaku po przejściu przez maszyny czyszczące powierzchniowo.

Schemat półpłaskiego przemiału żyta - schemat folia

Schemat półwysokiego przemiału pszenicy - schemat folia

Wykład 4

16 marzec 2010r.

Prof. dr hab. Halina Gambuś

Folia 6

• Mlewnik walcowy

• Podstawową i główną maszyną rozdrabniającą we współczesnym młynie jest mlewnik walcowy.

• Organem roboczym jest para walców żeliwnych, ułożonych poziomo i równolegle albo ukośnie (diagonalnie)

• Średnice walców:

• Przy przemiale pszenicy 220 - 250 mm

• Przy przemiale żyta 300 - 350 mm

• Długość walców 500 - 1500mm

• Walce są odlewami a ich powierzchnia jest do pewnej głębokości hartowana, w celu nadania jej odpowiedniej twardości, może być gładka (ale z pewną chropowatością) lub rowkowana.

• Po pewnym czasie użytkowania chropowatość walców gładkich zmniejsza się jak również zacierają się krawędzie rowków w walcach rowkowanych. Wymaga to szlifowania i ponownego nadania powierzchni chropowatości lub rowkowania. Po pewnej liczbie takich zabiegów walce nie nadają się już do pracy.

• Powierzchnia walców jest oczyszczana za pomocą szczotek (walce rowkowane) lub zgarniaczy nożowych (walce gładkie)

• Walce są obracane za pomocą odpowiedniego napędu w kierunku „do siebie”, ale z różną prędkością, dlatego walec napędzany bezpośrednio jest nazywany walcem szybkobieżnym, a walec napędzany pośrednio - wolnobieżnym.

• Zróżnicowanie prędkości obwodowej pary walców nazywa się wyprzedzeniem (stosunek obu prędkości) i jest wynikiem zastosowania odpowiedniej przekładni.

We współczesnych mlewnikach mlewo jest podawane najpierw do pojemnika zasypowego przez pływak systemy sterowania hydraulicznego lub pneumatycznego, a następnie na walce za pomocą wałków rozprowadzających.

Do włączania lub wyłączania walców z pracy, a także do zbliżania lub odsuwania ich od siebie służą specjalne mechanizmy.

Folia ze schematem mlewnika walcowego z walcami gładkimi i rowkowanymi.

Czynniki wpływające na efektywność pracy mlewnika walcowego

• brak

• 2

• 3

• sposób zasilania

Prędkości obwodowe walców

Najważniejszą rolę w drobienie spełnia walec szybkobieżny, ponieważ wykonuje główną część pracy rozdrabniania mlewa, podczas gdy walec wolnobieżny tylko przytrzymuje cząstki rozdrabnianego mlewa.

W młynach krajowych przyjmuje się, że najlepszy efekt pracy walców osiąga się przy następującej prędkości obwodowej walca szybkobieżnego:

• Przy śrutowaniu 5,0 - 6,0m/s

• Przy wymielaniu (walce gładkie- 4 - 5 m/s)

Im większy jest stosunek prędkości obwodowych obydwu walców, tym większy stopień rozdrobnienia mlewa.

Folia 8

W walcach rowkowanych, których zadaniem jest rozcinanie mlewa za pomocą rowków, walec szybkobieżny musi mieć znaczną prędkość ...

W walcach rowkowanych walec szybkobieżny musi mieć znaczną prędlpść obwodową. W pracy walców gładkich działanie tnące nie występuje, tylko działanie gniotąco-rozcierające i dlatego wyprzedzenie tych walców może być znacznie mniejsze niż w walcach rowkowanych., Walce gładkie stosuje się wyłącznie do rozdrabniania kaszek i miałów pszennych, mających kruchą strukturę.

Zaleca się stosowanie następujących wyprzedzeń: folia 8

Walce są rowkowane w specjalnych maszynach zwanych rowkarkami.

Zasadniczymi parametrami rowków są:

• Profil ( kąty, głębokość, lustro)

• Liczba rowków na jednostkę miary liniowej obwodu walca (czyli tzw. Gęstość)

• nachylenie w stosunku do tworzącej (osi) walca

• wzajemny układ w danej parze walców

• stopień zużycia

Profil i kąty rowka.

• Rowek w przekroju przypomina literę V o nierównych ramionach. Dłuższe ramię nazywa się krawędzią grzbietu, ramie krótsze - krawędzią ostrza.

• Stosowanie do tego Kąt zawarty między krawędzią ostrza i prostopadła przeprowadzoną od środka dna rowka do osi walca, nazywa się kątem ostrza, kąt pomiędzy tą prostopadła a krawędzią grzbietu, kątem grzbietu.

• Suma kątów ostrza i grzbietu nazywa się kątem rowka.

• Odstęp między przednimi krawędziami dwóch sąsiednich rowków nazywa się skokiem rowka lub wielkością rowka (skok rowka tr - 10/n, przy czym n = liczba rowków na 1cm obwodu walca)

• Rowkowanie walców prowadzi się w taki sposób, że między krawędzią ostrza i krawędzią grzbietu pozostawia się wąski pasek nierowkowanej powierzchni, szerokości 0,1 - 0,2 mm zwany lustrem. Szerokość lustra zależy od wielkości rowka i jest największa dla dużych rowków, najmniejsza dla małych.

• Dno rowka nie jest ostre, lecz zaokrąglone. Promień zaokrąglenia r wynosi z dużym przybliżeniem r = ~10/n x 0,2 [mm], gdzie n = liczba rowków na 1cm obwodu walca.

Działanie rowków na ziarno lub na mlewo podczas rozdrabniania zależy od

• Profilu rowka

• Lustra

• Promienia zaokrąglenia dna rowka

W celu uzyskania określonego rozdrobnienia na danym pasażu, głębokość rowka musi być dostosowana (przez dobór odpowiednich kątów) do wielkości cząstek mlewa kierowanego na dany pasaż.

W miarę zmniejszania się cząstek mlewa na kolejnych pasażach:

• Maleje głębokość rowka, szerokość lustra i promień zaokrąglenia dna rowka

• Zwiększa się kąty rowka, a przy zmianie kątów rowka zmienia się również ich liczba na 1 cm obwodu walca, gdyż wielkości te są wzajemnie zależne.

W praktyce nie operuje się wielkością poszczególnych rowków, lecz ich liczba na 1cm obwodu walca.

Najczęściej stosuje się następujące wielkości rowków:

• Przy śrutowaniu żyta 5,5 - 11,0 rowków/cm

• Przy śrutowaniu pszenicy 4,0 - 11,0 rowków/cm

Pochylenie (skręt) rowka

• Rowki są nanoszone na powierzchnie walca pod pewnym kątem do jego osi i biegną po linii spiralnej. Ich nachylenie w stosunku do osi walca można wyrazić za pomocą odpowiedniego kąta albo w procentach.

• Ogólnie można powiedzieć, że walce o rowkach z dużym pochyleniem pracują bardziej rozcierająco, dając więcej mąki, a mniej kaszek i miałów, podczas gdy walce o rowkach z niewielkim pochyleniem pracują bardziej rozcinająco, dając więcej kaszek i miałów a mniej mąki.

Zaleca się stosowanie:

• Przy przemiale żyta pochylanie w granicach 14-18%

• Przy przemiale pszenicy pochylenie 8 - 16%.

Duży wpływ na efekt rozdrobnienia ma również wzajemne ułożenie rowków na powierzchni obu współpracujących walców.

Wyróżniamy układ:

• Ostrze na ostrze (o/o)

• Ostrze na grzbiet (o/g)

• Grzbiet na ostrze (g/o) - raczej nie stosowany

• Grzbiet na grzbiet (g/g)

Każdy z tych układów ma inny wpływ na drobienie mlewa, a wybór danego układu zależy od zamierzonego efektu drobienia w mlewniku danego pasażu przemiałowego.

Sortowanie produktów rozdrobnienia

• W młynarstwie po każdym pasażu rozdrabniania stosuje się zabieg sortowania produktów rozdrabniania, przy czym zostaje odsiana pewna część mąki lub (na niektórych pasażach) otrąb. Dlatego zabieg ten nazywa się odsiewaniem, a maszyny służące do tego celu - odsiewaczami.

• Najbardziej rozpowszechnione są sortowniki sitowe zwane odsiewaczami płaskimi, oraz sitowo-powietrzne, zwane wialniami kaszkowymi.

• Czasami do sortowania mlewa stosuje się sortowniki powietrzne zwane wialniami kaskadowymi i pneumoseparatorami.
  Podstawowym elektem odsiewaczy i wialni kaszkowych jest sito opięte tkaniną odsiewającą. Tkaniny stosowane w młynarstwie mają numeracją, która umożliwia dobór tkaniny o takiej wielkości oczek, jaka jest najprawdopodobniejsza dla danego pasażu przemiałowego.

Odsiewacze płaskie stosowane w krajowym młynarstwie można podzielić na: Folia

• skrzyniowe, tradycyjne

• o tzw. krótkiej drodze odsiewania

• o krótkiej drodze odsiewania, tzw. szufladkowe (skrzynie mają kształt szafek, w których mieszczą się ramy sitowe wsuwane w odpowiednie prowadnice, umocowane do bocznych ścian szafy jak szuflady).

Folia nr 12 - odsiewacz płaski, skrzyniowy, tradycyjny

• Odsiewacz tradycyjny składa się z dwóch skrzyń z sitami, połączonych poziomą ramą, w środku której umieszczony jest mechanizm wprowadzający cały układ w ruch kolisto zwrotny.

• Ramę odsiewacza zawiesza się na 4 symetrycznie umieszczonych zespołach lin podwieszonych do stropu

• Każda skrzynia odsiewacza składa się z szeregu ram z dnem, ułożonych jedna na drugiej. W każdej ramie znajdują się sita napięte na wyjmowanych ramkach. Między dnem ramy a dolna powierzchnią sita znajdują się elementy czyszczące sito (najczęściej szczotki)

• W końcach ram znajdują się kanały doprowadzające mlewo i wyprowadzające zloty z sit do wylotu lub na dolne sita

• Przesiewy zbierają się na dnie ramy, skąd są kierowane albo do kanałów wylotowych, albo spadają na powierzchnię jednego z dolnych sit kanałem dzielącym ramkę i ramę na połowę.

• Kilka niezależnych zespołów sit jednej skrzyni (8 - 16) nazywa się działem odsiewacza.

• Każdy dział odsiewacza, podobnie jak każda para walców jest samodzielną jednostką, wykonującą niezależnie określone zadanie, z osobnym zasypem, odrębnym zespołem ramek opiętych tkaniną i określoną liczba wylotów odpowiednio do liczby posortowanych frakcji.

• Dział odsiewacza jest związany z określoną parą walców i razem z nią tworzy zespół zwany pasażem.

• Mlewo jest doprowadzane do odsiewacza za pomocą płóciennych rękawów, których liczba oznacza liczbę działów w danym odsiewaczu

• Skrzynie są podzielone na działy pionowo, rzadziej poziomo. Działów jest zwykle 2, 4, 6 i 8. W jednym dziale umieszcza się 8 - 16 sit

Gdyby rozsortowane w odsiewaczy cząstki mlewa o dużych wymiarach, po odsianiu mąki rozdrabniać dalej, otrzymałoby się mąkę ciemną o wysokiej zawartości popiołu, ponieważ razem z czystym cząstkami bielma (bez okrywy) rozmielałoby się cząstki bielma z przylegającą do nich okrywą oraz cząstki samej okrywy o wymiarach zbliżonych do cząstek bielma.

Otrzymanie jasnej maki wymaga więc rozsortowania tego mlewa na:

• Cząstki czystego bielma - kaszki

• Cząstki bielma z przylegającą okrywą - kaszki otrębiaste

• Cząstki okrywy - otrąbki

Nie jest to możliwe na samych tylko sitach, jest natomiast możliwe w wialniach kaszkowych.

Wialnie kaszkowe

W wialniach kaszkowych obok sit zastosowano również czyszczenie strumieniem powietrza. Poszczególne cząstki mają bowiem często te same wymiary, ale różną masę właściwą ( te które zawierają nawet odrobinę łuski są lżejsze) i dlatego różnie reagują na działanie strumienia powietrza.

W procesie czyszczenia kaszek na wialniach kaszkowych otrzymuje się kaszkę manną. Są to oczyszczone kaszki grube z I i II pasażu śrutowego.

Transport i kontrola

• Poszczególne mąki pasażowe zbiera się w urządzeniach transportowych zbiorczych (przenośniki ślimakowe lub redlery) zainstalowanych bezpośrednio pod odsiewaczami pasażowymi.

• Ze względu na możliwość dostania się do mąki różnych domieszek części otrąbiastych, wskutek np. niedokładności odsiewania, uszkodzenia sit, nieszczelności maszyn, dla kontroli i standaryzacji jakość produktów gotowych stosuje się w młynie odsiewanie kontrolne mąki. Do odsiewania kontrolnego stosuje się odsiewanie płaskie o specjalny układzie sit (wystarczy 4 -6 ram sitowych) Dlatego odsiewacze kontrolne podzielone są najczęściej na dwie części.

• Z każdego pasażu we młynie można uzyskać 1,2 a nawet 3 strumienie mąki (gatunkowo różne). Np. w młynie żytni 9 pasażowym uzyskuje się ok. 15 - 18 gatunków mąki pasażowej, przy założeniu, że każdy pasaż wyposażony jest tylko w jeden dzieł odsiewacza. W młynie pszennym ta ilość jest dużo większa.

• Mąka poszczególnych strumieniach różni się znacznie pod względem jakościowym. W miarę postępującego procesu rozdrabniania i wymielania mlewa, wydzielana jest mąka coraz ciemniejsze, rośnie jej zawartość popiołu i pogarsza się barwa.

• Dlatego mąka jako produkt końcowy powinna być wymieszana

Mąka - produkt końcowy (mieszanie maki pasażowej)

• Pod każdym względem odsiewaczy młyna żytniego ...

• W komorach tych mąka jest ...

• W czasie mieszania ...

• ...

• Po dwukrotnym przemieszaniu mąki należy pobrać próbki z różnych miejsc oraz poziomów mieszarki i wykonać analizy określające:

• granulację mąki

• wilgotność

• zawartość popiołu

• Mieszania nie stosuje się wówczas, gdy produktem końcowym jest mąka lub kaszka, pochodząca z jednego lub najwyżej dwóch pasaży np. mąka tortowa czy krupczatka.

• Mąkę krupczatkę ociąga się tylko z pierwszego pasażu rozczynowego, w ilości ok. 2%, a mąkę tortową z pasażu I wymiału, w ilości ok. 0,5%

Folia - mieszarki do mąki

Wykład 5

23 marzec 2010r.

Prof. dr hab. Halina Gambuś

Produkcja innych przetworów przemysłu spożywczego

Kasze

• Oprócz mąki, drugim bardzo ważnym asortymentem przetwórstwa zbożowego są kasze.

• Kasze są to ...

• Niektóre kasze, jak np. mannę lub kukurydzianą, otrzymuje się jako produkt uboczny przemiału ziarna pszenicy...

Produkcja kaszkowych

...

Przygotowanie ziarna do przerobu polega na

• wydzieleniu z masy zboża różnego rodzaju zanieczyszczeń

• posortowaniu

• obróbce hydrotermicznej ziarna zwanej kondycjonowaniem, w przypadku większości zbóż

Czyszczenie i sortowanie ziarna

• Usunięcie ze zboża zanieczyszczeń jest konieczne ...

• Sortowanie ziarna wg wielkości konieczne jest przeprowadzenie racjonalnego obłuskiwania

Gdybyśmy obłuskiwali ziarno nieposortowane, wówczas ziarna duże zostałyby obłuszczone nadmiernie, wskutek czego nastąpiłaby strata ich części bielmowej. Ziarna małe natomiast zostałyby obłuszczone w sposób niedostateczny, przy czym na części bielmowej ziarna pozostałyby kawałki plewki, wskutek czego kasza nie odpowiadałaby normie jakościowej.

Kondycjonowanie ziarna kaszowego

Celem kondycjonowania ziarna kaszowego jest spowodowane:

• zmian smakowych i zapachowych ...

• zmian strukturalno-mechanicznych ziarna (jak w kondycjonowaniu ziarna do przemiału)

Zakres stosowanych zabiegów ....

Pod wpływem wody, wysokiej temperatury i czasu zachodzą podczas kondycjonowania następujące procesy:

• częściowa denaturacja białek - powoduje większą przyswajalność białka

• dekstrynizacja i kleikowania skrobi - powoduje większą przyswajalność skrobi

• karmelizacja cukrów ...

• nieenzymatyczne brązowienie ...

• unieczynnienie enzymów ...

Właściwy przerób ziarna na kaszę

Zadaniem właściwego ...

Zabiegi stosowane przy przerobie ziarna na kaszę:

• obłuskiwanie ziarna ...

• sortowanie ...

• obtaczanie ...

• krajanie ...

• polerowanie ...

Preparowane artykuły zbożowe

Mąki i kasze są tradycyjnymi produktami przemysłu zbożowo-młynarskiego...

Metody preparowania polegają na zastosowaniu zabiegów: …

Najczęściej preparuje się:

• ryż

• kukurydzę

• pszenicę

• owies

• jęczmień

• a także groch i fasolę

Czasem dodaje się: ...

Preparowane artykuły zbożowe można podzielić na następujące grupy:

• preparowane ziarno zbożowe

• preparowane przetwory śniadaniowe typu breakfast cereal

• preparowane przetwory przekąskowej typu snak

• instantyzowane kaszki i mąki

Preparowane ziarno zbożowe

Do preparowanego ziarna zbożowego zaliczamy:

• ziarno szybko gotujące się

• ziarno gotowe do spożycia o zwiększonej objętości i rozluźnionej strukturze tzw. ziarno ekspandowane

Szybko gotujące się ziarno zbożowe

Metody produkcji szybko gotującego się ziarna...

Każdy z trzech etapów produkcji szybko gotującego się ziarna może być modyfikowany w różny sposób, co określają odpowiednie patenty.
Bulgur - otrzymuje się z ziarna pszenicy po jej ugotowaniu, wysuszeniu i pozbawieniu okrywy metodą chemiczną.

Ziarno ekspandowane

• Do produkcji ziarna ekspandowanego stosuje się specjalne odmiany kukurydzy, ryżu, pszenicy, owsa i grochu o zdolności do zwiększania objętości.

• Ekspandowane ziarno jest produkowane w aparatach parujących pod zwiększonym ciśnieniem.

• Wskutek ogrzewania i parowania wody z ziarna następuje wzrost ciśnienia w hermetycznie zamkniętej komorze urządzenia do 1,0-1,2 MPa. Gwałtowne otwarcie komory powoduje spadek ciśnienia w tkankach ziarna, co wywołuje 8-12 krotny wzrost jego objętości.

• Do nanoszenia dodatków ...

• Stosuje się powlekane ...

• Zazwyczaj rozpyla się dodatki stosowane w bardzo małych ilościach, np. witaminy i sole mineralne.

• Najprostszą metodą ekspandowania jest prażenie ziarna kukurydzy pękającej (popcornu) przeprowadzane pod wpływem samej temperatury, pod ciśnieniem atmosferycznym.

• Produkcja ryżu preparowanego odbywa się w poziomym cylindrze o średnicy 150-200mm i długości 1000mm. Do tego cylindra wsypuje się 6-10kg polerowanego lub oszlifowanego ryżu i szczelnie zamyka się otwór. Wpuszcza się następnie do cylindra parę przegrzaną o ciśnieniu nie mniejszym od 1,3 MPa i uruchamia się cylinder. Obroty cylindra wynoszą około 20/min. Po 10-20 min. następuje zatrzymanie i szybkie...

Preparowane przetwory śniadaniowe typu breakfast cereal

Preparowane przetwory śniadaniowe typu breakfast cereal to głównie preparowane płatki zbożowe.

Największą popularnością cieszą się:

• płatki kukurydziane

• pszenne

• zbożowe

Są one kruche, lecz niełamliwe, mają łagodny, słodkawy smak i wymagają tylko zalania gorącym lub zimnym płynem.

• Podstawowymi procesami technologicznymi ... jest:

• zabieg hydrotermiczny ...

• zabieg mechaniczny ...

• zabieg prażenia ...

• Czasami zwiększa się ...

Płatki kukurydziane

• Technologia produkcji płatków kukurydzianych firmy Nestle Pacific oraz maszyny do tego celu stanowią...

• Płatki kukurydziane produkuje się z grubej kaszy, o wymiarach cząstek 3,3-4,8 mm, z kukurydzy wcześniej pozbawionej zarodków.

Proces produkcji płatków kukurydzianych przebiega wg następujących etapów:

• gotowanie kaszy w syropie (sacharoza + nieenzymatyczny ekstrakt słodowy + 2,5% soli) pod ciśnieniem 130-140 kPa w ciągu...

• wstępne obsuszanie kaszy na tacach lub sitach do ok. 30% wilgotności

• suszenie w suszarni kolumnowej do 18-19% wilgotności

• leżakowanie kaszy przez 6 godzin

• płatkowanie w gniotownikach walcowych na płatki o grubości 0,3-0,4 mm

• prażenie płatków w temp. 390-425'C przez 1-3 min.

• chłodzenie na taśmie i ewentualne witaminizowanie

• niezwłoczne szczelnie pakowane

Składniki syropu dobiera się dowolnie, stosownie do przyzwyczajeń konsumentów.

W czasie gotowania robi się tzw. przerwę ciśnieniową, w celu usunięcia specyficznego zapachu, który powstaje w pierwszym etapie gotowania.

Preparowane przetwory śniadaniowe

• Bardzo podobnie do kukurydzianych produkuje się płatki pszenne i prażone płatki ryżowe

• W wielu krajach, a ostatnio także w Polsce, produkuje się również pszenne płatki dietetyczne z otrąb pszennych.

Metoda ich produkcji polega na gotowaniu otrąb z dodatkiem syropu, a następnie przepuszczeniu przygotowanej masy przez wytłaczarkę. Drobne kawałki ciasta otrzymane z wytłaczarki zgniata się na płatki, które zamiast prażeniu poddaje się suszeniu do wilgotności 2-3%.

Wyroby przekąskowe typu snack

Do wytwarzania wyrobów przekąskowych typu snack stosuje się następujące surowce:

• mąkę lub kaszkę kukurydzianą

• mąkę: ryżową, owsianą, pszenną, tapiokową

• skrobię ziemniaczaną

• mieszaninę różnych mąk

• mieszaninę mąki i skrobi

• Ponadto wzbogaca się ...

• Produkcja wyrobów przekąskowych ...

• Ekstrudery pracują na zasadzie współdziałania wilgotności, ciśnienia, temperatury i mechanicznego ścinania.

• Wyroby przekąskowe można również...

• Produkty otrzymane w wytłaczarkach niskociśnieniowych to tzw. pellety, które przed ich użyciem do spożycia lub do dalszej produkcji np. do nadzień batoników czekoladowych, wymagają dodatkowego zabiegu rozpulchniającego (ekspansji) poprzez poddanie ich szokowi termicznemu, albo w gorącym tłuszczu, albo w gorącym roztworze soli, albo przez poddanie je działaniu energii mikrofalowej.

Proces ekstruzji polega na:

• zaprogramowanym nawilżaniu ...

• ...

• ...

Budowa ekstrudera - przekrój

... (brak - padła bateria)

• Instantyzowane mąki i kaszki

• Są przeznaczone do bezpośredniego spożycia po zalaniu gorącą wodą lub innym płynem

• Asortyment tego typu można znacznie rozszerzyć przez dodatek owoców lub warzyw

• Przeznaczone przede wszystkim dla produktów dla dzieci jak również dla ludzi chorych.

Proces produkcji tego typu wyrobów przebiega następująco:

• Surowce w postaci ...

• Wytworzona ...

Schemat produkcji instantyzowanych przetworów zbożowych

W warunkach przemysłowych dobre efekty instantyzacjidaje używanie suszarek walcowych.

Praktycznie procesowi instantyzacji poddaje się najczęściej:

• Mąkę i kaszkę kukurydzianą

• Mąkę pszenną

• Mączki:

• Ryżową

• Owsianą

• Jęczmienną

• Proces aglomeracji

• Szczególnie duża przydatność do żywienia niemowląt i dzieci w wieku przedszkolnym wykazują mąki instantyzowane otrzymane przez aglomerację

• Proces aglomeracji polega na rozpylaniu mąki w komorze aglomeracyjnej i jednoczesnym rozpylaniu wody, która nawilża cząstki mąki i powoduje ich sklejanie w granulki. Sklejanie następuje przy wilgotności cząstek mąki 25 - 30%. Powstałe granulki są suszone w warstwie fluidalnej, a następnie chłodzone i sortowane

• Warunkiem prawidłowego [procesu aglomeracji jest duży stopień rozdrobnienia mąki (maksymalna wielkość cząstek mąki 30µm)

• Dietetyczne wyroby zbożowo - mączne

Do dietetycznych wyrobów zbożowo - mącznych należy zaliczyć:

• Zarodki pszenne stabilizowane

• Otręby pszenne dietetyczne

• Zarodek stanowi ok. 2,5% masy ziarniaka

• Zarodki pszenne, ze względu ...

100g zarodków pszennych zawiera średnio:

• 25 g białka (pełnowartościowego)

• 10 g tłuszczu

• 2,5 g składników mineralnych

• 2,5 g witaminy B

• 0,8 g witaminy B2

• 0,7 g witaminy B6

• 4,0 mg niacyny (PP)

• 25 mg witaminy E

• W normalnych warunkach, bez odpowiednich do tego celu maszyn i urządzeń wydziela się w przemiale niewielką ilość zarodków, ok. 0,2-0,3% w stosunku do masy przemiałowej ziarna

• Uzyskuje się je w formie płatków, jako zloty z sit wialni oraz odsiewaczy rozczynowych, najczęściej po ostatnim pasażu rozczynowym.

• Oprócz tego, że ...

• Maksymalny okres przetrzymywania zarodków wynosi: ...

• W celu ...

• ...

Stabilizacja zarodków

• Cały proces suszenia odbywa się w suszarce fluidyzacyjnej. A cała linia technologiczna do stabilizacji zarodków pszennych ...

• W metodzie tej zarodki...

Otręby pszenne dietetyczne:

• Badania wykazały, że otręby pszenne grubo mielone mogą być podstawowym składnikiem tzw. diety bogato resztkowej.

• Dieta ta odgrywa bardzo duża rolę w profilaktyce i leczeniu chorób cywilizacyjnych takich jak:

• Choroby jelita grubego

• Nawykowe zaparcia

• Kamica żółciowa

• Cukrzyca

• Otyłość

• W otrębach znajduje się duża zawartość witamin z grupy B i E, ale stan sanitarny otrąb uzyskanych jako zlot z górnych sit odsiewacza IV śrutowania grubego jest niezadowalający z powodu ich wysokiego zakażenia mikrobiologicznego.

• Najbardziej skuteczną metodą sterylizacji takich otrąb okazała się metoda termiczna. Sterylizację przeprowadza się w preparatorze ślimakowym, gdzie otręby są ogrzewane kontaktowo, za pomocą płaszcza grzejnego do temp. 90^oC w czasie 15 minut.

Schemat produkcji otrąb pszennych dietetycznych

Wykład 6

30 marzec 2010r.

Prof. dr hab. Halina Gambuś

• Produkcja makaronów

Makarony to produkty sporządzone z surowców pochodzących z przemiału ziarna pszenicy durum, i/lub pszenicy zwyczajnej i wody, z dodatkiem lub bez dodatku jaj i innych składników, odpowiednio uformowane pod ciśnieniem i utrwalone przez suszenie.

• Wyroby makaronowe jako typ pożywienia pochodzą prawdopodobnie z Chin lub Japonii. Do Europy sposób ich produkcji, przywieźli kupcy i podróżnicy włoscy w XV wieku i artykuł ten zdobył sobie szybko popularność zwłaszcza we Włoszech i Francji

• Za współczesną ojczyznę makaronów uważane są Włochy, gdzie ich gatunków jest kilkaset

• W Polsce pierwsze warsztaty rzemieślnicze produkujące makarony i prowadzone przez Włochów pojawiły się w pierwszej połowie XIX wieku, a pod koniec XIX w. pojawiły się pierwsze fabryki makaronów. Od tej pory produkcja makaronów systematycznie wzrasta.

W programie Galileo jest ciekawie pokazana produkcja makaronu.

Makaron znalazł wielkie uznanie wśród konsumentów ze względu na :

• Wysoką wartość odżywczą, bowiem do jego produkcji używana jest mąka pszenna najwyższej jakości, o maksymalnej zawartości składników białkowych, minimalnej zawartości substancji błonnikowych, które są nieprzyswajalne przez organizm ludzki

• Wartość kaloryczną, ponieważ 100g makaronu dostarcza 390 kcal, a dla porównania 100g chleba pszennego dostarcza 245 kcal.

• Wysoką przyswajalność składników odżywczych, białek i węglowodanów (85%)

• Szybkość i łatwość przygotowania z nich gotowego posiłku

• Znikome straty suchej masy - zaledwie 4,7% s.s. przechodzi do wody podczas gotowania

• Wysoka zdolność wchłaniania wody - więcej niż 2,5 razy wody w stosunku do suchej masy

• Łatwość przechowywania i transportu. Makarony można przechowywać zwykle 12 miesięcy, a w korzystnych warunkach jeszcze dłużej.

Wyroby makaronowe zawierają:

• 70 -72% węglowodanów (głównie skrobi)

• 13% wody

• Nie mnie niż 12% substancji białkowych (w wyrobach makaronowych z dodatkiem jaj występują wszystkie aminokwasy egzogenne w dostatecznej ilości, w pełni pokrywające zapotrzebowanie organizmu ludzkiego, przy spożyciu 100g tych wyrobów na dobę. Lizyna jest pierwszym aminokwasem ograniczającym (brakuje ok. 1 mg)

• 0,5 - 0,7% tłuszczu(im jest go mniej, tym wyroby są trwalsze w przechowywaniu)

• Produkcja wyrobów makaronowych

Proces produkcji makaronów składa się z następujących etapów:

• Przygotowanie surowców

• Przyrządzanie ciasta

• Formowanie i wykrawanie surowych wyrobów

• Suszenie

• Sortowanie

• Pakowanie gotowych wyrobów.

Surowce do produkcji makaronów - semolina

• Podstawowym surowcem do produkcji makaronów jest kaszka makaronowa, tzw. semolina, zwana również czasem miałem makaronowym.

• Mąka makaronowa w zasadniczy sposób różni się od mąki przeznaczonej do piekarstwa. Ma ona strukturę kaszkową, duża zawartość białka i dobrą jakość glutenu

• Uzyskuje się ją z ziarna pszenicy twardej (Triticum durum), szklistego, twardego, o barwie bursztynu, lub z ziarna pszenicy zwyczajnej (Triticum vulgare) wysokobiałkowej, szklistej, zawierającej co najmniej 75% ziaren szklistych

• We Włoszech i Francji do produkcji makaronów stosuje się wyłącznie produkty przemiału pszenicy durum.

Semolina

• W ziarnie pszenicy makaronowej zawartość białka nie powinna być mniejsza niż 14%, a zawartość glutenu mokrego powinna mieścić się w granicach 30 - 40%

• Wyprodukowana z takiego ziarna semolina lub mąka zawiera w suchej masie nie mniej niż 12 - 13% białka oraz nie mniej niż 30% mokrego glutenu

• Bielmo pszenicy durum zawiera dużo więcej soli mineralnych niż pszenica zwyczajna - ok. 0,65 - 0,80% a całe ziarno około 1,8%

• Mąka lub semolina z tej pszenicy zawiera około 30% popiołu więcej niż z pszenicy zwyczajnej, tj 0,8 - 0,9% w suchej masie, przy założeniu, że wyciąg tej mąki z ziarna wynosi 65%. W przypadku pszenicy durum zawartość popiołu nie odbija się na barwie semoliny.

• barwa ziarna pszenicy makaronowej ma duży wpływ na barwę wyrobów makaronowych

• pożądana jest barwa bursztynowa - stąd nazwy

• amerykańskiej pszenicy makaronowej - amber durum (AD)

• rosyjskiej pszenicy - Jantarnaja

• w pszenicach gatunku „durum” barwa jest wynikiem znacznej zawartości karotenoidów, a szczególnie ksantofilu i taraksantyny.

Pszenica durum

• cena pszenicy durum jest dużo większa od pozostałych gatunków, ponieważ w skali światowej stanowi ona tylko 10% ogólnych zbiorów. Najwyższą jakością odznacza się pszenica durum uprawiana w USA i Kanadzie, szczególnie w Kanadzie.

• W Polsce w całości musimy pszenicę durum importować, dlatego częściej niż semolinę uzyskuje się z niej mąkę makaronową (ponieważ uzyskuje się jej więcej niż kaszki), ale z mąki jakość makaronu jest gorsza niż semoliny.

Jest to związane z innym charakterem uwodnienia cząstek oraz z innym współczynnikiem odbicia światła od powierzchni makaronu. W efekcie, w przypadku makaronu. W efekcie, w przypadku makaronów bezjajecznych, uzyskuje się z mąki makaronowej AD makaron o barwie szarej, podczas gdy z tej samej pszenicy wyprodukowana semolina daje makaron o barwie kremowo-żółtawej.

Woda

• Woda stosowana do produkcji wyrobów makaronowych musi odpowiadać tym samym wymaganiom co woda pitna, tzn. musi być czysta w sensie biologicznym i fizycznym i musi być bezbarwna

• Zawartość w wodzie substancji mineralnych - głównie dwuwęglanów i siarczanów wapnia (Ca) i magnez (Mg) - powinna być umiarkowana, ponieważ zwiększają one sprężystość ciasta i przyspieszają korozyjne zużycie matryc

• Jedynie w przypadku stosowania gorszych gatunków mąki z pszenicy zwyczajnej, większa twardość wody może okazać się korzystna.

Wzbogacanie

• W celu wzbogacenia wyrobów stosuje się dodatek jaj, w ilości co najmniej 2 aż do 7 na 1 kg mąki.

Jaja dodaje się:

• Świeże

• W postaci mrożonej masy jajowej (1 jajo świeże odpowiada 43,5 g mrożonej masy jajowej)

• W postaci proszku jajecznego (1 jajo świeże = 11,2 g proszku jajecznego)

Ciasto:

• Ciasto makaronowe pod względem składu i sposobu przygotowania jest najprostszym rodzajem ciasta spośród stosowanych do produkcji artykułów żywnościowych.

• Powstaje po zmieszaniu mąki z odpowiednią ilością wody, czasem również innych, dodatkowych składników. Nie jest spulchniane, jak np. ciasto chlebowe, a pod względem konsystencji jest ciastem najgęstszym.

• Do wytwarzania ciasta makaronowego potrzebny jest czas 25 - 35 minut, a więc około 4-5 razy dłużej niż do wytworzenia ciasta chlebowego. Powinien on być dostosowany do typu i granulacji mąki, aby zapewnić luźną, gruzełkowatą strukturę ciasta i aby cała dodana woda była wchłonięta przez mąkę.

Zawartość wody:

• Zawartość wody w cieście makaronowym stanowi zaledwie połowę tej ilości wody jaką mąka może wchłonąć, dlatego nawet po mieszaniu nie powstaje taki układ, jak w cieście chlebowym, ale tworzy się rodzaj kruszonki złożonej z większych i mniejszych bryłek ciasta

• Wilgotność ciasta makaronowego powinna wynosić, w zależności od surowca i rodzaju produkcji 28 - 34%.

Konsystencja (folia)

Wyróżnia się trzy konsystencje ciasta:

• ciasto twarde, o zawartości 28-29% wody, do produkcji wyrobów drobnych w starszych typach wytwórni

• ciasto średnio twarde, o zawartości 30-32% wody, stosowane najczęściej do długich i krótkich form makaronu

• ciasto miękkie, o zawartości 33-34% wody, do produkcji rurek prostych

Ciasto makaronowe - ilość wody (folia wzór)

Ilość wody niezbędnej do produkcji ciasta makaronowego o odpowiedniej konsystencji oblicza się ze wzoru:

Podawanie wody

• Na jakość makaronu poza ilością i jakością wody wpływa również sposób doprowadzenia wody do mieszarki

• Najlepsze jest równomierne natryskiwanie mąki drobnymi strumieniami wody za pomocą specjalnych dysz

• Nierównomierne nawilżenie bryłek mąki powoduje zakłócenia w pracy tłoczni oraz występowanie białych smug na powierzchni gotowego makaronu

Przygotowanie ciasta

• Abu z kruszonki otrzymać jednolitą i zwięzłą masę, nadającą się do formowania wyrobów makaronowych należy ją poddać intensywnemu ugniataniu

• Dobrze przygotowane ciasto makaronowe powinno być silnie lepkie (ale niekleiste) i plastyczne. Takie ciasto otrzymuje się obecnie w procesie ciągłym, w którym zarówno przygotowanie kruszonki, homogenizacji ciasta jak i formowanie wyrobów gotowych odbywa się w jednym agregacie.

• W takim agregacie odrębna część stanowi mieszarka do przygotowania kruszonki, a homogenizacja następuje równocześnie z tłoczeniem w tłoczni ślimakowej, na końcu której znajduje się głowica z matrycą ślimakową.

Schemat tłoczni ślimakowej do makaronu

Makaron dobrej jakości (typu spaghetti) można zgiąć w łuk, ma powierzchnie gładką i jednolitą.

Przygotowanie ciasta - temperatura

• Lepkość i plastyczność ciasta zależy nie tylko od ilości wody w cieście, ale także od jego temperatury

• Temperatura ciasta zależy z kolei od temperatury jego składników, ale ulega ona zmianie w mieszarce i tłoczni ślimakowej, ponieważ energia mechaniczna elementów roboczych niemal w całości przechodzi w energię cieplną, co wywołuje dodatkowe podgrzanie ciasta.

• Mieszanie ciasta w zależności od temperatury może być:

• zimne - używając wody wodociągowej o temperaturze 20'C. W takich warunkach temperatura ciasta wynosi 22-25'C, a w czasie tłoczenia podnosi się do 25-40'C. Zimne mieszanie można stosować tylko w lecie, przy przerobie mąki ze słabym glutenem.

• ciepłe - woda dodawana do ciasta podgrzewana jest do temperatury 60-70'C, w zależności od temperatury mąki. Końcowa temperatura ciasta w tej metodzie wynosi 38-40'C, a po tłoczeniu dochodzi do 45-50'C. Ciepłe mieszanie jest lepsze, ze względu na gładki wygląd powierzchni makaronu, jednolitą barwę oraz niezlepianie się makaronu po wytłoczeniu.

Wpływ skrobi i glutenu na strukturę

• W temperaturze, w jakiej otrzymuje się ciasto makaronowe skrobia pęcznieje w niewielkim stopniu, ponieważ jej intensywne pęcznienie zaczyna się w temp. 55'C i wyższej, która w normalnych warunkach nie występuje w cieście makaronowym

• Gluten osiąga maksimum swego pęcznienia przy temperaturze 20-30'C

• Skrobia w cieście makaronowym odgrywa mniejszą rolę w tworzeniu jego struktury, która zależy głównie od hydratacji glutenu.

Formowanie surowych wyrobów

• Z mieszarki agregatu kruszonka przesuwa się do tłoczni ślimakowej, gdzie zostaje porwana przez spiralę ślimaka i przesuwana wzdłuż jego osi. W tłoczni ślimakowej rozróżnia się dwie strefy: podającą i ugniatającą.

• W strefie podającej ciasto nie zapełnia całej przestrzeni między zwojami ślimaka i ślimak pracuje jako przenośnik. Jednak w miarę zagęszczania i zapełniania ciastem objętości między zwojami wzrasta ciśnienie a ciasto staje się ścisłe i plastyczne. Cząstki ciasta uzyskują teraz dwa kierunki: promieniowy i osiowy, wskutek czego masa ciasta ulega dobrej homogenizacji.

• Na białka glutenowe zaczynają się działać dwa czynniki: ciepło, które powstało w wyniku zamiany energii mechanicznej oraz deformacja mechaniczna. Mogą one w zasadnicze sposób zmienić właściwości glutenu, a w tym samym strukturę ciasta. Dlatego komora ślimakowa i głowica tłoczni wyposażone w płaszcz wodny, umożliwiający utrzymanie stałej temperatury tłoczenia, to znaczy chłodzenie w czasie pracy tłoczni.

• Optymalną temperatura pracy tłoczni, mierzona temperaturą wody ...

Odpowietrzanie

• Ponieważ przy zarabianiu ciasta makaronowego nieuniknionym jego składnikiem staje się powietrze (w postaci drobnych pęcherzyków), aby je usunąć, w nowoczesnych agregatach zastosowano obniżone ciśnienie, czyli próżnię, w całym agregacie

• Wyroby przygotowane na tłoczniach bez odpowietrzania można łatwo odróżnić, gdyż na ich powierzchni występują białe kropki wytworzone przez pęcherzyki powietrza.

• Odpowietrzanie ciasta:

• poprawia wygląd ...

• zwiększa odporność ...

• ...

Matryca tłoczni

• Bardzo ważnym elementem roboczym tłoczni jest matryca, której otwory określają kształt wyrobów makaronowych

• Jest ona wykonana w formie koła lub prostokąta. Matryce prostokątne są stosowane przy produkcji długich form makaronu

• Matryce wykonane są z mosiądzu i brązu, a obecnie coraz częściej ze stali walcowanej. Materiały te mają odpowiednią wytrzymałość mechaniczną, ale nie mają właściwości antyadhezyjnych i ulega korozji. Dlatego stosuje się do nich specjalne wkładki z teflonu (politetrafluoroetylenu), który nazywany jest plastikową platyną, ponieważ charakteryzuje się gładkością i brakiem porowatości, a przy tłoczeniu obserwuje się całkowite ślizganie ciasta, co zapewnia niezwykła gładkość gotowym produktom.

Wykład 7

13 kwiecień 2010r.

Prof. dr hab. Halina Gambuś

• Produkcja makaronów

• Suszenie wyrobów makaronowych

Drugą, obok tłoczenia, operacją technologiczną, od której zależy jakość makaronu jest suszenie.
Celem suszenia jest:

• obniżenie wilgotności makaronów ...

• nadanie wyrobom odpowiedniej struktury, tj.

• ...

• ...

• ...

• Nadanie koloru

• ....

Surowe wyroby makaronowe mają specyficzne właściwości:

• małą porowatość ...

• silne ...

• znaczną inercję ...

Szybkość suszenia reguluje się parametrami czynnika suszącego tj. odpowiednio dobiera się:

• temperaturę

• wilgotność względną

• prędkość przepływu powietrza

Zanim makaron trafi do suszarni, zwisające z matrycy pasma makaronu owiewa się powietrzem z urządzenia wentylacyjnego, aby szybko osuszyć ich powierzchnię, obniżyć plastyczność oraz nadać odporność na odkształcenia

Powolne przemieszczanie się wody w cieście makaronowym powoduje, że gdy zewnętrzne warstwy są już znacznie podsuszone, we wnętrzu zawartość wody jest jeszcze duża. Dlatego w celu intensyfikacji wewnętrznej migracji wody, wyroby makaronowe po wstępnym podsuszeniu owiewane są powietrzem o podwyższonej temperaturze i dużej (do 90%) wilgotności.

Parowanie wody jest w takich warunkach nieznaczne, a ciepło doprowadzone do wyrobów zużywane jest głównie na ich podgrzanie i tym samym na spowodowanie wyrównania pola wilgotnościowego

Przemienność suszenia i wyrównywania wilgotności wewnętrznej zapewnia najbardziej prawidłowe suszenie.

Etapy suszenia
W procesie suszenia makaronu występują 3 etapy:

• suszenie wstępne - owiewanie pod matrycą oraz podsuszanie właściwe w tzw. podsuszaczu ...

• suszenie właściwe - mała wilgotność powietrza jest powoli zwiększana przez co zmniejsza się prędkość suszenia powierzchni makaronu i następuje równomierne jego wysuszenie na całym przekroju. Formy krótkie suszy się 9-12 godz., a długie 20-26 godz.

• suszenie końcowe - tzw. etap stabilizacji. Dosusza się makaron do żądanej wilgotności, następuje wyrównanie wilgotności w całej masie oraz obniżenie temperatury ...

Techniki suszenia

• Podczas suszenia tradycyjnej technologii suszenia temperatura czynnika suszącego (powietrza) nie przekracza 50'C

• Obecnie, coraz częściej w nowoczesnych wytwórniach makaronu stosuje się metodę suszenia makaronów technologią THT, która została tak nazwana na cześć techników francuskich, którzy jako pierwsi wypróbowali ją w praktyce.

• Technologia THT została opracowana przez przodującą włoską firmę Pavan i pozwoliła na skrócenie czasu produkcji makaronu z kilkunastu do 5-6 godzin.

Suszenie technologią THT

• Zasada tej technologii jest suszenie przemienne z nawilżaniem produktu

• Teoretycznie proces ten można rozpatrywać jako pulsujące działanie wysokiej temperatury na wodę zawartą w makaronie.

• Im impulsy temperatury są częstsze i silniejsze, tym szybciej następuje proces suszenia.

• Wprawdzie wysokie temperatury zwiększają straty aminokwasów takich jak lizyna i tryptofan, ale można je uzupełnić w postaci dodatków do jadłospisu (np. Sosów). Zaletą tej technologii jest sterylizacja produktu.

Suszarka firmy Pavan - suszenie technologią THT

• Suszarka firmy Pavan nowej konstrukcji składa się z oddzielnych sekcji suszenia A1 i A2 oraz nawilżania S1 i S2. Te strefy oddzielone są od siebie płytami izolowanymi.

• W pionowych ścianach z jednej strony wbudowane są korpusy przenośników taśmowych a z drugiej sekcja wentylatorów i podgrzewaczy powietrza.

• W ścianie wewnętrznej, oddzielającej sekcje suszenia od nawilżania znajduje się 7 otworów, przez które z końca jednego przenośnika jednej strefy makaron jest podawany do drugiej strefy na inny przenośnik. Wysokość otworów jest regulowana i zależy od rodzaju suszonego makaronu.

• W każdej strefie ustalono taką ilość przenośników, aby zabezpieczyć ....

• Intensywne suszenie THT (HHT) trwa 1-2 godz.

• Temperatura w strefach wynosi odpowiednio:

• A1 - 97'C

• A2 - 80'C

• S1 - ...,

• S2 - ...,

Przechowywanie makaronu

• makarony powinno przechowywać się w temp. ok. 20'C i przy wilgotności względnej powietrza w magazynie 65-70%

• Okres przechowywania : ...

Typy makaronów

W Polsce, w zależności od zastosowanych surowców podstawowych rozróżnia się 3 typy makaronu:

• popularny, w którym podstawowymi surowcami są produkty przemiały pszenicy zwyczajnej, takie jak mąka makaronowa zwyczajna i mąka pszenna o zawartości popiołu do 0,5%

• wyborowy, w którym podstawowym surowcem jest produkt przemiału pszenicy durum, a mianowicie mąka makaronowa durum typ 950

• ekstra, w którym podstawowym surowcem jest semolina z pszenicy durum.

Makarony skrobiowe

• Obecnie rozpowszechnia się produkcja wyrobów makaronowych całkowicie bezglutenowych (dla chorych na celiakię oraz dla ludzi wymagających specjalnej diety)

• oprócz tego w wielu krajach azjatyckich makarony skrobiowe spożywane są powszechnie jako tradycyjne dania narodowe

• w przypadku makaronów skrobiowych i orientalnych, wytwarzanych z takich surowców jak: mąka ryżowa, kukurydziana, sorgo, proso, nasiona strączkowych, technologia produkcji jest tak opracowana, aby wydobyć potencjalne możliwości skrobi zawartej w tym surowcu jako podstawowego lepiszcza.

• Technologia polega na jedno- lub wieloetapowym ogrzewaniu wytłoczonego i ukształtowanego ciasta w celu skleikowania zawartej w nim skrobi i nadania jej specyficznej struktury

• Bardzo ważnym etapem w tej technologii jest pozostawienie ciasta w spoczynku po zabiegu skleikowania skrobi po to, aby umożliwić utworzenie swoistej struktury skrobi uzyskanej w procesie retrogradacji, podobnej do tej, jaka ma miejsce w starzejącym się pieczywie.

• Ponieważ proces retrogradacji zachodzi głównie we frakcji amylozy, do produkcji należy dobierać surowce bogate w amylozę, mające przy tym tendencje do retrogradacji

• Dobrym surowcem do produkcji tego typu makaronu jest mąka z ryżu indyjskiego o długim ziarnie, w którym zawartość amylozy przekracza 30%

• Nie nadaje się ryż uprawiany w Europie o niewielkiej, zaledwie kilkuprocentowej zawartości amylozy.

• Spośród innych roślin dużą zawartością amylozy odznacza się także kukurydza amylozowa.

Proces produkcji makaronu z takiego surowca polega na:

• przygotowaniu ciasta, przez proste 15-20 minutowe mieszanie mąki z wodą

• wytłoczeniu makaronu o odpowiednim kształcie

• potraktowaniu surowego makaronu przegrzaną parą lub wrzącą wodą tak długo, dopóki nie skleikuje skrobia. Aby nastąpiło pełne skleikowanie skrobi temperatura ciasta musi osiągnąć 90-95'C

• gwałtownym schładzaniu w zimnej wodzie. Postępowanie to umożliwia rekrystalizację skrobi znaną jako retrogradacja. Przyspieszyć retrogradację można przez nieznaczne zakwaszenie chłodzącej wody. Głównie retrogradacja nadaje makaronowi żądaną wytrzymałość i cechy sensoryczne.

• suszeniu i pakowaniu

Makarony skrobiowe

• Przez zastosowanie procesu ekstruzji wyeliminowano gorszy smak I zapach makaronów bezglutenowych, znacznie zbliżając jego cechy sensoryczne do makaronu tradycyjnego

• Kontrolując parametry ekstruzji można uzyskać taki stopień skleikowania skrobi, aby makaron uzyskał optymalną elastyczność I konsystencję

• Po wysuszeniu makaron może być tak samo gotowany jak tradycyjny.

Wykład 8

20 kwiecień 2010r.

Prof. Nowotna

• temat Mąka

• Mąka

Definicja, rodzaj, typ, wyciąg, biel, granulacja, wymagania normatywne dla różnych typów mąk, podział.

Mąka - produkt uzyskany ze zmielenia zbóż:

• Pszenicy i żyta, które są głównymi zbożami chlebowymi dla przemysłu piekarskiego

• Nie chlebowe )nie tworzą ciasta:

• Jęczmień owies, kukurydza

• Groch, fasola. Soja

• Zboża kaszowe

• Zboża pasterne

Mąka jęczmienna - była stosowana jako dodatek 3% w celach oszczędnościowych

• Dodaje się ją ze względu na zawartośc B - gluka nów (błonnik dietetyczny)

• Nie posiada gluteniny gluten się nie tworzy.

• Gliadyny jęczmienia bardzo dobrze kompleksją z białkami pszenicy.

Mąka kukurydziana:

• Dodatek do mąk pszennych o dużej zawartości glutenu - aby go rozcieńczyć, np. do produkcji pieczywa cukierniczego

• Zawiera wysoką zawartość tłuszczu )dożo kwasu linolowego).

Mąka sojowa - stosowana w piekarnictwie i ciastkarstwie w celu:

• Zwiększa ilość białka (zawiera 50% białka w suchej masie)

• Poprawia chłonność wody

• Przedłużenie świeżości chleba

• Niedostateczne odgoryczona jest źródłem aktywnej lipo oksydazy.

Mąka z grochu, fasoli:

• Może służyć jako mąka specjalna do: odżywek, koncentratów

• Wnosi enzym lipo oksydazę

Mąka owsiana:

• Może służyć do odżywek, koncentratów

• Jest źródłem biologicznie aktywnych związków

• Zawiera B - glukany (błonnik dietetyczny)

• Duża zawartość tłuszczu.

Stosowanie mąki z różnych zbóż c.d

• Amarantu (szarłat)

• Quinna (komosa ryżowa)

• Orkisz - pszenica oplewiona

• Gryka

Rodzaj mąki określamy przez podanie:

1. Rodzaj zboża z którego mąka pochodzi

2. Typ/gatunek tzn. zawartość popiołu w g/100kg s.s.

3. Nazwa handlowa (np. wrocławska, poznańska, tortowa)

Typ mąki

Oznacza się przez popiół (w Polsce) ale też można przez biel)

Element budowy ziarna	Zawartość	%
Okrywa owocowa	5,5	Łuska 8
Okrywa nasienna	2,5
Bielmo mączne	82,5		Bielmo 89,5
Warstwa aleuronowa	7,0
Zarodek	2,5	Zarodek 2,5

Rozmieszczenie substancji mineralnych w ziarnie.

Element budowy ziarna	Zawartość [%]
Bielmo	0,4- 0,5
Zarodek	5,0 - 5,8
Okrywa owocowa	1,8 - 2,5
Okrywa nasienna	5,5 - 8,0
Warstwa aleuronowa	5,5 - 13

Popiół

Jest to pozostałość po całkowitym spaleniu związków organicznych mąki.

W popiele oznacza się substancje mineralne:

• Potas

• Fosfor

• Sód, wapń, magnez, siarka, chlor

• w śladowych ilościach: Cynk, nikiel, żelazo, mangan, bor

Pierwiastki te występują w postaci:

• Soli nieorganicznych

• W połączeniach ze związkami organicznymi (np. fosfor w połączeniach z fityna)

Wyciąg z mąki - ilość otrzymanej mąki z użytego do przemiału ziarna - wyrażona w procentach.

Teoretyczna wydajność mąki:

Całkowicie pozbawionej okrywy powinna wynosić:

• Dla żyta - ok. 75%

• Dla pszenicy - ok. 82,5%
  (stosunek bielma do całego ziarna w %)

Wyciąg rośnie gdy:

• Ilość substancji mineralnych rośnie

• Mąka staje się ciemniejsza (duża zawartość okrywy owocowo - nasiennej).

Biel

Biel (%) = natężenie światła odbitego/natężenie światła padającego.

W miarę wzrostu wyciągu mąki zmienia się zawartość wszystkich składników

Rośnie: białko, tłuszcz, błonnik, popiół, witaminy

Spada: skrobia

Barwa mąki jest wypadkową kilku czynników:

• Barwy przemielonego ziarna

• Ilości i wielkości cząstek okrywy owocowo - nasiennej, głównie warstwy nasiennej (wewnętrznej) - najsilniej zabarwiona.

• Występowanie zanieczyszczeń np. chwasty

• Granulacji (grubsza, mąka ciemniejsza)

• Wilgotność (większa wilgotność, mąka ciemniejsza)

Za barwę mąki odpowiadają związki:

1. W mące pszennej:

• Karotenoidy - żółte (karoten i ksantofil)

• Chlorofil - zielony
  flawony i grupy glikozydów

w mące żytniej:

• chlorofil

• antocyjany z grupy glikozydów (w warstwie aleuronowej) - niebieskie

Mąka zmienia barwę podczas starzenia się:

1. Mąka pszenna, biała z odcieniem żółtym przechodzi w kredo białą, gdyż karotenoidy utleniają się do leukozwiązków

2. Mąka żytnia, szara (biało - zielono - niebieska) - przechodzi w sinobiałą.

Środki bielące mąkę

• Nadtlenek benzoilu

• Chlor, dwutlenek chloru

• Trójchlorek azotu
  stosuje się w ilości: 0,007 - 0,01% masy mąki

Oznaczanie bieli

• Metoda Pekara (ta z prob. Badana|wzorcowa|badana)

• Kolorymetrem Kent - Jones - Martina, długość fali świetlnej 530um, przy użyciu filtra zielonego.

• Fotokolorymetr - leukometr.

Granulacja mąki:

Stopień rozdrobnienia czyli grubość przemiału zależy od:

• Sposobu przemiału

• Szklistości lub mączystości ziarna

• Wielkości oczek sita przez które się mąka przesiewa

• Sita o dużych oczkach - cząstki grubsze, mąka szorstka, ostra

• Sita o małych oczkach - mąka miałka, wykazuje jednak ziarnistość

Mąka nadmiernie rozdrobniona jest śliska (przeszlifowana).

Im większa granulacja tym wolniej wiążą wodę.

• Typy mąk: pszennych i żytnich

Normy

• Podział mąk:

• Gatunkowe, pochodzące z rozdrobnienia bielma

• Pochodzące z przemiału całego ziarna

• Specjalne - tzn. poddane dodatkowemu zabiegowi (np. wysokobiałkowe, o wysokiej wodochłonności)

• Stabilizowane - stałe właściwości, przez dodatek;

• Substancji powierzchniowo czynnych

• Substancji utleniających

• Preparatów enzymatycznych

• regulatorów kwasowości

• na życzenie, np. o żądanej zawartości glutenu, liczby opadania LO, granulacji

• z dodatkami: witamin, kwasu foliowego, mikro - makroelementów, glutenu.

Wykład 9

26 kwiecień 2010r.

Prof. Nowotna

• Skład chemiczny mąki

WODA - jej ilość ma znaczenie z punktu widzenia przechowywania produktu.
Najlepsza zawartość wody to 11 - 13%, a_w = 0,4-0,65
Warunku w magazynie: wilgotność < 65%, temperatura 10-12 ^oC, brak obcych zapachów (mąka bardzo łatwo chłonie obce zapachy), brak bezpośredniego działania światła.

16 - 17% → zbyt duża wilgotność mąki: utrudnia wybieranie ze zbiorników, uaktywniają się enzymy, taka mąka pleśnieje, zbrylenie - nitki grzybni (a_w = 0,7-0,8)
7 - 9% → za mała wilgotność mąki: pyli się, utlenianie tłuszczów, gorzknienie (bo woda stanowi warstwę ochronną dla tłuszczy)
Zalecenia norm:
wilgotność < 15%, (15,3% dla krupczatki)

Różnice w składzie chemicznym ziarna spowodowane są czynnikami:

• natury odmianowej

• warunkami w czasie wzrostu (warunki pogodowe)

• czynnikami uprawowymi (szczególnie: stosowane nawożenie, termin siewu (jare, ozime)

Ilość składników w mące zależy od:

• rodzaju zboża

• odmiany zboża

• dojrzałości zboża

• gatunku (rodzaju) mąki

Zawartość wszystkich składników chemicznych nie jest równomiernie rozmieszczona w ziarnie.

WĘGLOWODANY
Zawartość zależy od:

• gatunku mąki (typu)

• stanu fizjologicznego ziarna

Mąka z ziarna porośniętego (tzn. ziarna które zaczęło kiełkować) rośnie ilość cukrów prostych, z powodu hydrolizy.
Podczas przechowywania, gdy mąka oddycha obniża się zawartość cukrów

Węglowodany - występowanie w poszczególnych częściach ziarna.
Mono-, dwu- i trójcukry są głównie w zarodku oraz warstwie aleuronowej.
Skrobia - głównie w bielmie.
Pentozany, hemiceluloza, celuloza - w okrywie owocowo-nasiennej.
Podział węglowodanów:

• monocukry: glukoza, fruktoza, galaktoza

• oligosacharydy (2-4-20 cukrów): sacharoza, maltoza, rafinoza, glukofruktozany

Monocukrów i oligosacharydów jest ok. 2%

• polisacharydy:

• skrobia - ok.60-75%

• pentozany - śluzy - gumy: (do 10%)
  rozpuszczalne w H₂O - ok.3%
  nierozpuszczalne w H₂O (hemicelulozy) ok.6%
  żyto ma dużo więcej pentozanów niż pszenica

• celuloza ok.2%

• fruktozany (podczas dojrzewania w życie zmienia się ich zawartość od 40% do 0,7%)

Cukry proste są fermentowane przez drożdże. Maltoza jest fermentowana z opóźnieniem (w metodach długotrwałych), bo maltaza to enzym adaptacyjny.
Pentozany - wyróżniamy rozpuszczalne w wodzie (hemicelulozy) oraz nierozpuszczalne - o bardziej rozgałęzionych łańcuchach. Najwięcej wśród zbóż pentozanów ma żyto. Pentozany są częścią błonnika. Łańcuchy pentozanów zbudowane są z ksylozy, natomiast arabinoza, galaktoza, białka, kwas ferulowy - tworzą rozgałęzienia. Pentozany wiążą bardzo dużo wody (więcej, niż białko), tworzą cienkie błony.

Budowa skrobi
Skrobia składa się z dwóch polimerów:
- amylozy (liniowy)
- amylopektyny (rozgałęziona)
Właściwości skrobi, jej rola w wypieku chleba
- zdolność wiązania wody
- jest regulatorem wodnym
- tworzenie kleiku (roztwór koloidalny)
- właściwości strukturotwórcze
- dobrze przylega do glutenu (w cieście pszennym)
- zdolność do scukrzania (można z niej uzyskać cukry proste - w dużym stopniu maltozę)
Wpływa na: wydajność ciasta, objętość chleba.

Budowa pentozanów:
- pentozy: ksyloza, arabinoza
- heksozy: galaktoza, glukoza
- kwas ferulowy
- białko

Właściwości i rola pentozanów w wypieku chleba:
- wchłanianie dużej ilości wody (pęcznienie)
- obniżanie zdolności pęcznienie skrobi i białek
- tworzenie roztworów o dużej lepkości
- tworzenie cienkich błonek
- tworzenie sztywnego żelu
- utrudnianie wymycia gluteny z mąki żytniej
Wpływają na: wydajność ciasta, objętość chleba
W środowisku kwaśnym (przy produkcji ciasta żytniego) następuje ich hydroliza, przez co ich właściwości (wodochłonności) są zniwelowane.

BIAŁKA - podział wg Osborna:
Białka proste
Albuminy - rozpuszczalne w wodzie
Globuliny - rozpuszczalne w rozcieńczonym roztworze soli
Prolaminy - rozpuszczalne w rozcieńczonym lub stężonym roztworze alkoholu etylowego
Gluteliny - rozpuszczalne w rozcieńczonych roztworach kwasów i zasad (lub w gorącym rozcieńczonym etanolu)
Białka złożone
Glikoproteidy - połączenie białek z cukrami
Nukleproteidy - połączenie białek z kwasami nukleinowymi
Lipoproteidy - połączenie białek z tłuszczami
Białka glutenowe - głównie w bielmie, ale są one rozmieszczone w stronę warstwy aleuronowej.
Białka rozpuszczalne - w warstwie aleuronowej i zarodku.
Zawartość białka w ziarnie → 11 - 16% (niekiedy więcej), w mące mniejsza zawartość.
Żyto ma mniej białka, niż pszenica.
Zawartość zależy od: odmiany zboża, wyciągu mąki, warunków uprawy.
gliadyna - zaliczana do prolamin (Hordeina w jęczmieniu, Awenina w owsie, Zeina w kukurydzy)
glutenina - zaliczana do glutelin (Oryzeina w ryżu, Glutelina w kukurydzy)

	gliadyna : glutenina
Pszenica	1 : 1
Żyto	2 : 1

W mące żytniej kompleks glutenowy jest słaby i jest go mało z powodu:

• proporcji gliadyny do gluteniny

• pentozanów

Wiązania

• Kowalentne
  - peptydowe
  - disiarczkowe -S-S-
  sulfhydrylowe (tiolowe) -SH

• estrowe

• wodorowe

• jonowe

• Van der Waalsa

Podczas tworzenia kompleksu glutenowego szczególną rolę spełniają wiązania -S-S- , podczas mieszenia mogą one zmieniać położenie, odgrywają dużą role w budowie struktury glutenu. -SH HS-

ultenianie -SH => - S - S - => wzmocnienie glutenu

rozpad -S-S- => osłabienie glutenu

przekształcanie -SH na -S-S- i -S-S- na -SH

Związki utleniające wzmacniają strukturę glutenu, a redukujące osłabiają.

Ilość białka ma duży wpływ na objętość chleba.
Gluten uzyskuje się głównie z mąki pszennej, po dodaniu wody, po wyrobieniu ciasta i po wymyciu skrobi. Gliadyna i glutenina dają kompleks podczas miesienia ciasta - wówczas jest ułatwiony kontakt między nimi, a ponadto następuje uporządkowanie ich łańcuchów - tworzy się struktura ciasta.
Pszenżyto - w niektórych odmianach jest dużo glutenu, a w innych bardzo mało.

Skład glutenu
65% wody
35% gluten surowy (surowy, bo nie da się oddzielić substancji niebiałkowych) w ty,:
80% białka
5-15% węglowodanów
5-10% tłuszczy

Gluten to białka nierozpuszczalne ani w wodzie, ani w roztworze soli. Jeśli po wypłukaniu go wysuszymy, to może zawierać ok. 10% wody. Jeśli do wysuszonego glutenu ponownie dodamy wody, będzie miał takie same właściwości, jak na początku (suszenie w temperaturze do 60^oC, ze względu na denaturację białka). Taki gluten nazywamy witalnym.

Kompleks glutenowy nadaje ciastu następujące właściwości:
- lepkość
- elastyczność
- sprężystość
- plastyczność
- spójność (kohezja)
- przyczepność (adhezja)

Gliadyna jest zbudowana z mniejszych cząsteczek, nadaje ona lepkość, spójność. Glutenina tworzy większe, podłużne cząsteczki, nadaje ona elastyczność.
Gluten można podzielić na:

• gluten mocny - wiąże wodę powoli, ale uzyskujemy dużą elastyczność i małą rozpływalność;

• gluten słaby - wiąże wodę szybciej, ale mniej.

Żyto ma więcej białek rozpuszczalnych, niż pszenica.

TŁUSZCZE
zawartość w ziarnie zbóż ok. 2% (niekiedy do 3%), (kukurydza, proso, owies 4-6%)
żyto ma mniej tłuszczu, niż pszenica
w mące jest mniej tłuszczu, niż w ziarnie
Są głównie w zarodku i warstwie aleuronowej. Jedynie w owsie są rozmieszczone w całym bielmie.
Zawartość zależy od:
odmiany, dojrzałości zboża, wyciągu mąki.

Tłuszcze występują w zarodku i warstwie aleuronowej w większych ilościach, w bielmie jest go o wiele mniej.
Podział:
tłuszcze proste: trójglicerydy
woski

• tłuszcze złożone: glikolipidy (galaktolipidy)
  fosfolipidy (fosfatydy, np. lecytyna, kefalina)

• tłuszcze wtórne powstałe w wyniku hydrolizy różnych związków (kwasów tłuszczowych, alkoholi)

Tłuszcze dzielimy też na wolne i związane (głównie z białkiem).

Skład kwasów tłuszczowych
Kwasy tłuszczowe nienasycone - 85%
- oleinowy 16,5%
- linolowy 59,0%
- linolenowy 4,3%
Kwasy tłuszczowe nasycone - 15% (głównie kwas palmitynowy)
Tłuszcze podlegają reakcjom:
- hydrolizie
- utlenianiu - pod wpływem tlenu, lipooskygenaza, autooksydacja.
Reakcja utleniania tłuszczy - reakcja wolnorodnikowa, katalizowana przez światło i pewne jony metali. Powstają produkty nadające nieprzyjemny zapach i smak (aldehydy, ketony, nadtlenki)
Utlenianie kwasów tłuszczowych nienasyconych => nadtlenki, wodoronadtlenki => utlenianie grup -SH glutenu => do -S-S- => wzmocnienie (wzrost sprężystości glutenu)
Podczas mieszenia zachodzą interakcje między białkiem, a tłuszczem. Około ⅔ tłuszczy jest włączane w strukturę glutenu. Chleb z mąki odtłuszczonej ma mniejszą objętość.
Tłuszcze - rola w wypieku chleba:
- wzrost objętości
- poprawa porowatości i tekstury
- opóźnienie czerstwienia

WITAMINY
W ziarnie zbóż są wszystkie witaminy, z wyjątkiem witaminy C (tworzy się dopiero podczas kiełkowania).


ENZYMY
Występuje cała mieszanina enzymów.

Wykład 10

4 maja 2010r.

Prof. Nowotna

Dojrzewanie mąki. Wartość wypiekowa mąki

Dojrzewanie mąki

Są to złożone procesy fizyczne i biochemiczne, które prowadzące do zwiększenia zawartości glutenu i obniżenia jego rozciągliwości (wzmocnieniu). W mące żytniej zachodzi też polimeryzacja pentozanów.

Dużą rolę w tym procesie przypisuje się:

- Utlenianiu grup -SH (sulfhydrylowych) do -S-S- (disulfidowych), prowadzi to do wzmocnienia i uporządkowania struktury białka

- zmniejszenie podatności glutenu na działanie enzymów proteolitycznych

- aktywności enzymów amylolitycznych

Zachodzące procesy w mące podczas dojrzewania

- utlenianie kwasów tłuszczowych, pozostałych z rozkładu tłuszczów - wzmocnienie glutenu, gdyż powstają nadtlenki.

- czas zachodzenia procesów:
- mąka pszenna: 5-6 tygodni, najbardziej intensywnie przez 2 tyg.
- mąka żytnia: 2-4 tygodnie, najbardziej intensywnie przez 1 tydzień

- Czas procesów zależy od: rodzaju mąki, pochodzenia mąki

Czynniki przyspieszające proces dojrzewania:
- wilgotność
- dostęp tlenu
- wyższa temperatura (trochę wyższe ok.30°C)
- środki chemiczne (dodatki - utleniacze, np. kwas askorbinowy)
Z mąki niedojrzałej uzyskuje się:
- lepkie, rozlewające się ciasto
- chleb wykazuje małą objętość
- chleb cechuje się wadliwym miękiszem
- uzyskuje się małą wydajność chleba
Mąka świeża wykazuje gorsze właściwości wypiekowe niż „odleżała”.

Wartość wypiekowa mąki

jest to zespół cech zapewniających uzyskanie chleba:
o dużej objętości
elastycznym miękiszu

Wymagane cechy:
1) zdolność wytwarzania gazu
2) zdolności do tworzenia struktury ciasta, czyli tzw. siła mąki
3) barwa: zdolność do ciemnienia
4) granulacja ma wpływ na właściwości technologiczne - powinna być jednorodna

Wartość wypiekowa mąki żytniej jest podobna, ale:
- mniej ważna: objętość i porowatość
- ważne! Takie cechy miękiszu jak wilgotność i lepkość

Kryteria jakości mąki

Mąka pszenna:

- zawartość białka, ich ilość i jakość - siła mąki

- wodochłonność - ilość wody potrzebna do uzyskania ciasta o odpowiedniej konsystencji

- aktywność enzymatyczna - średnia - nie za duża, nie za mała (liczba opadania)

Mąka żytnia:

- zawartość i jakość skrobi - ma znaczenie strukturotwórcze

- zawartość pentozanów (m.in. opóźniają starzenie się chleba)

- aktywność enzymatyczna (liczba opadania)

Produkcja pieczywa

Schemat technologiczny produkcji chleba
przygotowanie surowców
mieszenie
fermentacja (przebijanie)
dzielenie
formowanie (zaokrąglanie, leżakowanie, formowanie końcowe)
fermentacja końcowa
wypiek
studzenie
pakowanie

Przeciętny zestaw surowców używanych do przygotowania ciasta
Mąka 100%
woda 50-70%
drożdże 0,25-6%
sól 1 - 2,5%
tłuszcz* 0-10%
cukier* 0-20%

* - tylko do ciasta żytniego

Przygotowanie surowców
mąka - przesiewanie
woda - regulacja temperatury
sól - rozpuszcza się
drożdże - prasowane rozpuszcza się
tłuszcz - topi się lub stosuje emulsje
cukier - rozpuszcza się

Mieszenie

• mieszenie ciasta jest to drugi etap, po przygotowaniu surowców etap technologiczny
  - w pierwszym okresie tego etapu następuje:
  - wymieszanie surowców przewidzianych recepturą (żytnie), następnie
  - wyrobienie struktury ciasta (pszenne)
  Postępowanie właściwe
  skutkuje dobrym uwodnieniem mąki, wzrostem wydajności wypiekowej, dłuższą świeżością pieczywa, lepszym smakiem i aromatem
  - rozpoczyna dozowanie wody, co umożliwia równomierne rozprowadzenie poprzedniej fazy i ew. ogrzanie dzieży
  - dodanie rozpuszczonej soli, cukru oraz drożdży poddanych wcześniej aktywizacji
  - stopniowe dozowanie mąki (przy uruchomionej miesiarce)
  - wprowadzenie dodatków wzbogacających i ew. pieczywa niesprzedanego namoczonego i rozdrobnionego
  - wprowadzenie tłuszczów w końcowej fazie wiązania ciasta

ŹRÓDŁO: Przegląd piekarsko-cukerniczy.

Podczas mieszenia następuje:
1. hydratacja (uwodnienie) składników mąki i ich pęcznienie
2. pochłanianie powietrza, reakcja z tlenem
3. rozwinięcie struktury białek, uzyskanie elastycznego ciasta
4. procesy biochemiczne powodowane działaniem enzymów zawartych w mące i drożdżach
5. wzrost temperatury ciasta wskutek wydzielania się ciepła hydratacji i tarcia

Miesiarki

- mało intensywne - wolnobieżne ( < 60 obr./min., 15-20 min.)
- średnio intensywne (60-200, 5 - 10 min.), najpopularniejsze
- wysoko intensywne (400-1000, 40s -2 min.)

Dzieli się także miesiarki na: o działaniu ciągłym lub okresowym.
Przy miesiarce spiralnej wystarczy nawet niewielka ilość ciasta w dzieży do wymieszenia.

BRAK 2 wykładów

Wykład 13

24 maja 2010r.

Prof. Nowotna

Wypiek chleba

Sposób ogrzewania

Zachodzące procesy

Warunki wypieku

Piece piekarskie

Sposób ogrzewania podczas wypieku

Do wypieku 1 kilogramowego chleba potrzeba 70-130 kcal (420 kJ)

Ciepło potrzebne jest do:

• nagrzanie ciasta do temperatury umożliwiającej wypiek

• odparowanie z niego wody - na ten proces potrzeba najwięcej ciepła

• przegrzanie tej wody do temperatury komory wypiekowej

podczas wypieku ciepło przenoszone jest do masy ciasta, przez:

• promieniowanie powierzchni nagrzanych (sklepienie, ściany, trzon) do ok. 300-400'C oraz silnie nagrzanej mieszaniny powietrza i pary, będącej w komorze (80% ciepła przekazywane jest w ten sposób)

• przewodzenie

• konwekcję (ruch pod wpływem bodźca):
  mieszaniny powietrza i pary stykając się z chłodniejszą powierzchnią ciasta, oddają mu ciepło

• kondensacja par (głównie na początku wypieku):
  mieszaniny par i powietrza stykając się z zimnym ciastem, skraplają się i oddają mu ciepło

Od jakich czynników zależy szybkość ogrzewania masy ciasta w piecu

• temperatury i wilgotności w komorze:

• wyższa temperatura komory ↑ przyspiesza nagrzewanie (ważne rozmieszczenia powierzchni oddających ciepło)

• wysoka wilgotność ↑ przyspiesza nagrzewania, wskutek skraplania się par na powierzchni ciasta (ciepło kondensacji)

• masy kęsów

• liczba kęsów na trzonie

• kształtu kęsów: wyższe dłużej, płaskie krócej

• stopnia spulchnienia: bardziej spulchnione szybciej

Wskaźniki wypieczenia chleba

• pod koniec wypieku temperatury środka miękiszu chleba podwyższa się do 94-97'C, co świadczy o upieczeniu chleba (nie stosuje się w praktyce)

• w przypadku ciast półcukierniczych temperatura środka produktów jest ok. 100-102'C w zależności od zawartości cukru (roztwory cukru mają większą temperaturę wrzenia)

• odpowiednia strata wypiekowa (ciężar bochenka),

• kolor skórki,

• struktura miękiszu (wypieczony daje czysty dźwięk)

• ocena organoleptyczna, miękisz nie lepki, ale sprężysty (trzeba wcześniej ostudzić, rozerwać)

Zmiany mikrobiologiczne i biochemiczne

• temperatura jest ważnym czynnikiem bytowania drobnoustrojów i korzystne dla nich jest osiągnięcie maksimum 35'C

• podczas zwiększania temperatury następuje:

• fermentacja alkoholowa (optymalna 28-32'C):
  następuje spadek, > 45'C
  ustanie fermentacji. > 50'C

• fermentacja mlekowa (optimum 30-40'C):
  zanika, > 54'C

• pozostają jedynie bakterie przetrwalnikowe (bacillus subtillis)

• enzymy, w warstwach powierzchniowych szybko są inaktywowane, im głębiej - wolniej
  ale we wnętrzu bochenka, gdzie temperatura ok. 100'C jest krótko, mało wody wolnej: enzymy, komórki drożdżowe oraz bakterie działają w osłabionej formie do końca wypieku.

Zmiany koloidalne w miękiszu

• Zachodzą następujące procesy:
  wzrost substancji rozpuszczalnych w wodzie - głównie węglowodanowych:

• skrobia kleikuje (częściowo, bo za mało wody, pełne kleikowanie 3:1 woda:skrobia)

• hydroliza skrobi: enzymatyczna (pszenne) oraz kwasowa (żytnie)

• rośnie ilość cukrów prostych: dekstryn i cukrów nieredukujących, ale nie maltozy (redukująca)

• spadek białek rozpuszczalnych - denaturacja białek

• inaktywacja enzymów: amylolitycznych, proteolitycznych

• reakcja Maillarda - tworzą się melanoidy z aminokwasów i cukrów redukujących (produkty uzyskane po hydrolizie skrobi i białek)

Zmiany objętości

rośnie na początku wypieku do czasu ukształtowania się skórki (5-6 minut)

Warunki wypieku pieczywa

określają 3 parametry:

• wilgotność względna komory wypiekowej

• temperatura komory

• czas wypieku

ważne jest ustalenie tych parametrów

Fazy wypieku chleba pszennego:

1. faza wypieku

• 60-80 % wilgotność względna komory

• 250-260'C

• 2-5minut

w tej fazie chodzi o rozrost,
przekazywanie ciepła, głownie ciepło kondensacji par

2. faza wypieku

• niska wilgotność

• 280-300'C

• czas

w tej fazie głównie chodzi o:
- szybkie nagrzanie kęsa i przerwanie rozrostu

- utrwalenie uzyskanej objętości
przekazywanie ciepła - promieniowanie

3. faza wypieku

• niska wilgotność

• 170-180'C

• czas - ale za długi wypiek - gruba skórka

w tej fazie chodzi o: dopieczenie
przekazywanie ciepła: przewodzenie od trzonu

Fazy wypieku chleba żytniego:

1. faza wypieku

• 30-40 % wilgotność względna komory

• 270-300'C

w tej fazie chodzi o utworzenie szybko skórki, nieprzepuszczalnej dla gazów
taka skórka zapewnia maksymalne zatrzymanie gazów, dużą objętość chleba

2. faza wypieku

• po zaparowaniu wypuszcza się parę, aby chleb nie opadł

• 170-180'C

w tej fazie chodzi o: dopieczenie


Piece można dzielić od rodzaju trzonu:

• wrzutowe

• taśmowe

• wyciągowe

Wykład 14

25 maja 2010r.

Prof. Nowotna

Pieczywo specjalne

Definicja

Podział

Cechy charakterystyczne

Pieczywo zwykłe jest wyprodukowane z:

• podstawowych surowców zbożowych

• z niewielkim dodatkiem innych składników

co nie powoduje zmian charakteru pieczywa.

Pieczywo specjalne jest to pieczywo o:

• specjalnych cechach użytkowych

• nietypowych surowcach

• zmodyfikowanym procesie produkcyjnym

jest wyprodukowane z dodatkiem:

• nietypowego produktu zbożowego

• jednym lub kilkoma dodatkami pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego

w ilościach zmieniających charakter pieczywa

Podział pieczywa specjalnego wg Ambroziaka:

• o zwiększonej zawartości błonnika (pełnoziarnisty, pumpernikiel)

• z dodatkiem zbóż: niechlebowych, pseudozbóż, nasion roślin oleistych

• trwałe (konserwowe, chrupkie, ekstrudowane)

• dietetyczne (bezglutenowy, glutenowy, wysokobiałkowy, o obniżonej zawartości sodu)

Pumpernikiel
surowce:
- mąka żytnia razowa 2000
- łom zmielonego pumpernikla (ok.10%)
- syrop skrobiowy
- cukier
- sól
- (ewentualnie jeszcze: karmel, wyciągi z roślin)
proces technologiczny
- etapy: żurek, kwas (bardzo sztywny), ciasto (dodatek drożdży)
- leżakowanie ciasta (fermentacja) - 30 min
- dzielenie, formowanie - umieszczanie kęsów w formach (wypełnionych wodą)
- fermentacja końcowa - 90 min
- wypiek w temperaturze od średnio 180-120'C przez 16h
(ale można zastosować też: 180-100'C przez 24h, 220-100'C przez 4-10h
- studzenie - 6 dni
- pakowanie
- (w celu utrwalenia można stosować dodatek propionianu wapnia (0,3%) do ciasta lub sterylizację chleba

Pieczywo chrupkie (inaczej szwedzkie)
surowce:
- mąka żytnia typu 1850
- woda
- sól
- słód
- mleko w proszku
proces technologiczny
- mieszenie luźnego ciasta
- schładzanie ciasta do 2-4'C
- napowietrzanie ciasta sprężonym powietrzem
- poprzez lej przekazanie ciasta do formowania
- formowanie na płaty 7-8mm
- dziurkowanie, posypywanie (np. mąką żytnią typu 2000)
- krojenie na płaty (1 płat - 8 kromek)
- wypiek 8-9 min, 300-150'C (po wypieku płaty mają 7% wilgotności)
- krojenie płatów na kromki
- pakowanie
Pieczywo dietetyczne
- glutenowe - o dużej zawartości biała (ok.40%) - dla chorych na cukrzycę:
- produkuje się go z glutenu witalnego i mąki graham (typ 1850), drożdże
- stosuje się długie mieszenie (nawet ok.2h)
- wypiek w bardzo zaparowanym piecu

gluten witalny otrzymujemy przez wypłukanie skrobi z mąki i wysuszenie

- wysokobiałkowe - przeznaczone dla chorych na cukrzycę stosuje się:
- mąkę wysokoglutenową, graham (typ 1850), sojową
- oraz dodatek chudego twarogu
proces technologiczny

- drożdże
- można stosować metodę 2-fazową

- niskosodowe - dla chorych z nadciśnieniem tętniczym, niewydolnością nerek;
zawartość soli ok. 0,3%
wyróżniamy chleby:
pszenne (met. 2 fazową na drożdżach) lub żytnio-pszenne (na kwasie)

- bezglutenowe

produkcja metodą 1-fazową
surowce:
- skrobia (kukurydziana, ziemniaczana)
- hydrokoloidy (np. guma guarowa, kastanowa, pektyna)
- cukier
- olej lub margaryna
- sól
- drożdże

Pieczywo trwałe - o przedłużonej przydatności konsumenckiej
to takie w którym ogranicza się:
- rozwój drobnoustrojów (pleśni, drożdży, bakterii)
- proces czerstwienia
- ubytek wody

pieczywo o przedłużonej trwałości specjalne: trwałość od 1 do 6 miesięcy

Pieczywo konserwowe
Żytnie, mieszane na kwasie
- stosuje się formy z otworem
- po wypieku do otworów wkłada się filtr z waty z alkoholem (zabezpieczenie mikrobiologiczne)
- wyjęcie filtrów
- lutowanie

Chleb zapakowany po wypieku w opakowania miękkie (mieszany, żytni na kwasie)
trwałość do 12 miesięcy, odświeżyć przez zanurzenie we wrzątku przez 15-30 min.

Proces technologiczny (różnice):
- pakowanie na gorąco (opakowania jednostkowe wewnętrzne)
- utrwalanie termiczne
- pakowanie (opakowania jednostkowe zewnętrzne)

Zastosowanie modyfikowanej atmosfery - przedłużenie do 30 dni
CO₂ (60-100%) - inhibituje rozwój bakterii/drożdży
N2 - wypiera, usuwa tlen

Zastosowanie aktywnego opakowania chleba
- następuje pochłanianie tlenu
- przedłużenie trwałości do 45 dni
Pochłaniacze tlenu to: kwas askorbinowy, oksydaza glukozowa, nienasycone węglowodory

Zastosowanie tworzyw przeciwdrobnoustrojowych, które zawiera: etanol, benzoesan, propioniany, przedłużanie do 3 lat.

Opakowanie inteligentne - w piekarstwie jeszcze nie są stosowane.

Środki konserwujące stosowane do chleba:
- kwas propionowy
- kwas sorbowy
- kwas octowy
- kwas mlekowy

Wykład 15

1 czerwca 2010r.

Prof. Nowotna

Studzenie, czerstwienie

Podczas studzenia zachodzi:

• spadek przyczepności (adhezji) miękiszu

• wzrost elastyczności miękiszu

• wzrost ilości substancji rozpuszczalnych (procesy hydrolizy trwają)

• spadek kwasowości (ubytek kwasów lotnych)

• obniża się wilgotność (miękisz traci wodę, skórka nawilża się)

• spadek masy chleba

Czas studzenia zależy od:

• masy chleba

• temperatura pomieszczenia

• ruchu powietrza w pomieszczeniu

Studzenie pieczywa

• powinno się prowadzić do jak najszybszego ochłodzenia pieczywa do 20-25'C

• wtedy najmniejsza ususzka - strata wilgoci

• w piekarniach przemysłowych

• proces ten powinien zachodzić w klimatyzowanych pomieszczeniach - ostygalniach

• można stosować - niskie temperatury - komory chłodzące, ale nie poniżej 6'C

• w piekarniach rzemieślniczych

• na wózkach rozrostowych - w pomieszczeniach piekarni

Krojenie, pakowanie pieczywa

po studzeniu - krojenie i pakowanie, aby:

• zabezpieczyć dobre warunki higieniczne

• wolniejsze wysychanie

Definicja czerstwienia
Czerstwienie to wszystkie procesy, które prowadzą do obniżenia jakości pieczywa, ale bez zmian mikrobiologicznych.

Objawy czerstwienia

(pieczywo pszenne szybciej czerstwieje)

1. organoleptyczne

(skórka staje się bardziej miękka - gumowata, a miękisz twardnieje)

2. koloidalne i fizyko-chemiczne

• spadek ilości węglowodanów rozpuszczalnych

• spadek lepkości zawiesiny miękiszu

• spadek zdolności do pęcznienia miękiszu

• zmiany struktury skrobi (widmo B) i miękiszu

Mechanizm procesu

1. Retrogradacja skrobi

Amyloza ulega retrogradacji, już pod koniec wypieku i podczas schładzania po wypieku w trakcie pierwszej doby.

2. Tworzenie wiązań poprzecznych pomiędzy ciągłą fazą glutenu i nieciągłą fazą napęczniałych ziarenek skrobiowych, głównie amylozy, która wypłynęła z nich.

3. Rola białka, gluten

• białko „rozcieńcza” skrobię

• wolniej zachodzi proces, gdy dużo białka

• powstaje bardziej zwarta struktura glutenu, mniej wiąże wodę - zmiany te mają mniejsze znaczenie bo:

• białka jest mniej niż skrobi,

• retrogradacja skrobi zachodzi szybciej

• Podczas czerstwienia zachodzi ponadto:

• przemieszczanie się wody
  białko oddaje wodę skrobi

• wiązanie lub utrata wody (strata 2-3%)

Metody stosowane do opóźnienia procesu czerstwienia

• odpowiednia technologia (np. intensywne mieszenie, luźne fazy)

• odpowiednie dodatki (np. preparaty enzymatyczne, słody, syropy, cukry, emulgatory)

• pakowanie (np. w modyfikowanej atmosferze)

• zamrożenie (np. -18,-15'C w środku pieczywa)

Definicje

• wydajność pieczywa

ilość pieczywa w kg uzyskana z: 100kg mąki + innych surowców podanych w recepturze

Ubytki:

• mąki

• fermentacyjne (1-1,5% pszenne, 1,2-2,55% żytnie)

• wypiekowe (8-14% chleb, 18-22 pieczywo drobne)

• magazynowe (po 2h - 1-1,8%)

Polepszacze

Polepszacze to substancje lub preparaty, które dodane w niewielkich ilościach (od ułamka do kilku %) - radykalnie polepszają cechy jakościowe ciasta i chleba.

Składniki polepszaczy

Najczęściej stosowane

• słody lub preparaty enzymatyczne

• środki utleniające

• związki powierzchniowo-czynne

Stosuje się też:

• regulatory kwasowości

• substancje pęczniejące

• Dodatek słodów (0,2-0,4%) lub preparatów enzymatycznych (0,002-0,004%) powoduje:

- zwiększenie zdolności fermentacyjnej drożdży, co daje zwiększenie objętości chleba

- dekstrynizacja skrobi, co daje opóźnienie czerstwienia, chleb aromatyczny, zbrązowienie skórki

- poprawę właściwości reologicznych ciasta

Preparaty enzymatyczne pochodzenia bakteryjnego są groźne dla piekarzy ze względu na możliwość „przetrwania” wypieku (zbyt wysoka temperatura inaktywacji)

2. Dodatek środków utleniających

- wzmocnienie glutenu
- polepszenie struktury miękiszu
- wzrost objętości chleba
- pojaśnienie miękiszu
- brązowienie skórki
dozwolony do stosowania - kwas askorbinowy (ok. 0,003%)

3. Poprzez dodatek związków powierzchniowo-czynnych tzw. emulgatorów, następuje:
   - tworzenie kompleksu z glutenem, co daje poprawę struktury miękiszu, wyższą objętość chleba
   - tworzenie kompleksu z amylozą, co daje przedłużenie świeżości
   - możliwość użycia mniejszej ilości tłuszczu piekarskiego
   najczęściej stosuje się lecytynę (bardzo zdrowa), DATEM (estry kwasu winowego, bardzo popularne) oraz mono- i diglicerydy (ok.0,25-1%)

4. Regulatory kwasowości
   kwasy organiczne i ich sole.
   Najczęściej kwas propionowy, octowy, mlekowy (ok. 0,2-0,3% w stosunku do mąki) i ich sole. Stosuje się też fosforany i węglany (50-200g na 100 kg mąki)
   Działanie regulatorów kwasowości
   - ograniczają rozwój mikroorganizmów, aktywność alfa-amylazy
   - zapewniają trwałość mikrobiologiczną pieczywa
   - stabilizują kwasowość fazy (działają jak bufor)

5. Środki zagęszczające
   Hydrokoloidy:
   - guma arabska
   - guma guar
   - pektyny
   - karagen
   - alginiany
   - skrobie modyfikowane

Ich działanie:
- wiążą wodę,
- powiększają lepkość,
- tworzą żele,
- tworzą emulsje
Z tych powodów w pieczywie:
- poprawiają lepkość i plastyczność ciasta
- poprawiają strukturę miękiszu
- przedłużają trwałość
- imitują tłuszcz, można stosować zamiast tłuszczu

Część mąki zaparza się - skrobia trochę kleikuje, i taką się dodają, enzymy rozkładają tą skrobię - zamiast stosowania preparatów enzymatycznych.

Odroczony wypiek

„Wypiekiem odroczonym, zwany inaczej przerywanym, nazywamy wypiek pieczywa, w którym proces produkcyjny został przerwany w taki sposób, że gotowe pieczywo (gorące) jest uzyskane w momencie sprzedaży lub konsumpcji, niezależnie od momentu wytworzenia pieczywa” Ambroziak

Wypiek odroczony można zrealizować na wiele sposobów:

1. wypiek zamrożonych kęsów ciasta przygotowanych i zamrożonych w piekarni (nawet nie garowane)

2. wypiek podpieczonych i zamrożonych kęsów w piekarni

3. wypiek kęsów, którym opóźniono, odroczono proces garowania

4. wypiek kęsów metodą i będącą kombinacją metody opartej na opóźnieniu i przerwaniu procesu garowania

5. wypiek kęsów, które zostały po garowaniu szokowe zamrożenie

Surowce -> ta metoda ma pewne wymagania surowcowe: mąka >30% glutenu (>12% białka) i użycie większej ilości drożdży (5%).

Kęsy robi się sztywne i małe (<800g).

Podpiekanie - wypiek przerwany przed powstaniem skórki (błonka) i koloru skórki.

Wady pieczywa

Zakalec się tworzy, gdy: mąka z ziarna porośniętego - zbyt dużo enzymów. Skrobia rozłożona, przez co będzie zbyt dużo wody wolnej, nie związanej.

Kruszenie. Za mało wody lub źle spulchnione - zły kwas.

KONIEC.

w ankiecie napisać, że prowadzi wykłady zbyt wolno i się powtarza! (Nowotna)

Gąsiorowski!

---