Физико механические свойства рожь
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 19.09.2024
На сегодняшний день возможности использования рассевов практически исчерпаны, и возникла необходимость в разработке новых способов разделения продуктов размола с использованием пневмоцентробежных структур, что является актуальной задачей, связанной как с вопросом энергосбережения, так и с эффективной работой центробежных сепараторов [1].
Объект и методы исследований
В качестве объекта исследований рассматривается процесс разделения продуктов измельчения зерна в пневмовинтовом потоке и технические средства для его осуществления. Для раскрытия физической сущности процесса требуется изучить физико-механические свойства частиц, полученных при размоле зерна, определяющие характер их взаимодействия с воздушным потоком и винтовой поверхностью.
В ходе исследования были использованы стандартные методы определения аэродинамических и физико-механических свойств сыпучих материалов.
Целью исследования является определение физико-механических свойств, влияющих на процесс центробежной классификации в пневмовинтовом канале. Для достижения указанной цели необходимо определить:
- аэродинамические свойства продуктов размола зерна;
- угол естественного откоса продуктов размола зерна по скоростям витания;
- оптимальные параметры разделения в пневмовинтовом потоке.
В связи с поставленными задачами на базе кафедры механизации животноводства и переработки сельскохозяйственной продукции Инженерного института ФГОУ ВПО НГАУ проводились экспериментальные исследования по определению физико-механических свойств продуктов размола зерна после I дранной системы.
При разных условиях сортирования частиц интересующих нас смесей достаточно наглядным показателем аэродинамических свойств, или критерием разделяемости смеси на компоненты, служит скорость витания υв, если она классифицирована по характерным признакам (качество, крупность) частиц компонентов [1].
Результаты исследования
Скорость витания продуктов размола зерна определяли с помощью действующего пневмоклассификатора типа РПК-30 (рис. 1), пульта контрольно-измерительных приборов (амперметр, вольтметр), трансформатора, весов лабораторных ВМ 512 (весы, соответствующие высокому II классу точности по ГОСТ 24104-2001), манометра дифференциального цифрового ДМЦ-01 М, шлангов силиконовых, линейки миллиметровой, сита, трубок Пито в соответствии с ГОСТ 8.361-79.
Для определения скорости витания частиц проводится тарировка пневмоклассификатора. Скорость потока в пневмопроводе 3 замеряется манометром 9 дифференциальным цифровым ДМЦ-01 М и трубкой Пито 10 по двум взаимно перпендикулярным плоскостям. Число точек замера принято равным 10 при диаметре пневмопровода 55 мм.
Рис. 1. Лабораторная установка
Обозначения: 1 — вентилятор; 2 — циклон; 3 — пневмопровод; 4 — стакан поджимной; 5 — стакан сборный; 6 — рычажный механизм; 7 — стол; 8 — трансформатор; 9 — дифференциальный манометр; 10 — трубка Пито.
Замер осуществляется следующим образом: трубку Пито подсоединяют к манометру и наконечник трубки помещают в точки замера от первой до десятой. Показания микроманометра регистрируют, по полученным данным строят тарировочный график зависимости скорости воздушного потока в пневмопроводе от напряжения на обмотке электродвигателя привода вентилятора.
В стол 7 встроен рычажный механизм 6, который поднимает и опускает стойку, прижимающую стакан 4 с навеской, выполненный с сетчатым дном, масса навески варьирует в пределах от 0 до 30 г.
Частота вращения рабочего органа вентилятора регулируется трансформатором за счет изменения напряжения электрической цепи двигателя.
Технологический процесс работы пневмоклассификатора происходит следующим образом: вентилятор создает в циклоне разрежение, которое передается по пнемвопроводу 3, создавая в нем восходящий поток воздуха, частицы материала, находящиеся в стакане 4, начинают подниматься (витать), легкие частицы выносятся в циклон 2 и осаждаются в стакан 5. Выделенную фракцию из стакана 5 убирают и увеличивают напряжение электрической цепи двигателя вентилятора, тем самым увеличивая восходящий поток воздуха, который выносит частицы, скорость витания которых меньше скорости потока. После того как из стакана 5 удаляют следующую фракцию, опыт повторяют до тех пор, пока в стакане 4 остается исследуемый материал. В ходе пневмоклассификации продуктов размола зерна после трех повторностей получены зависимости полноты извлечения по скоростям витания, данные приведены в табл. 1.
Таблица 1. Результаты пневмокласификации продуктов размола зерна после I дранной системы
| Показатель | Скорость витания, м/с | |||||||||||||
| 1,25 | 1,5 | 1,75 | 2 | 2,25 | 2,5 | 2,75 | 3 | 3,25 | 3,5 | 3,75 | 4 | 4,5 | 5 | |
| Масса, г | 0,09 | 0,4 | 0,81 | 0,75 | 0,58 | 0,23 | 2,68 | 1,13 | 1,4 | 1,2 | 0,34 | 0,12 | 0,1 | 0,17 |
| Полнота извлечения, % | 0,9 | 4 | 8,1 | 7,5 | 5,8 | 2,3 | 26,8 | 11,3 | 14 | 12 | 3,4 | 1,2 | 1 | 1,7 |
По данным таблицы построен график зависимости полноты извлечения продуктов размола зерна после I дранной системы по скорости витания (рис. 2). Проанализировав график, можно сказать о том, что продукты размола по скорости витания условно можно разделить на три класса: I — до 2,5 м/с; II — от 2,5 до 3 м/с; III — свыше 3,5 м/с.
Рис. 2. Полнота извлечения продуктов размола зерна в зависимости от скорости витания
Кроме того, следует отметить, что при пневмоклассификации продукты размола разделяются не только по размеру, но и по добротности (удельной плотности), в отличие от сит, которые разделяют лишь по размерным характеристикам. Таким образом, применение пневмоклассификации в мукомольном производстве является актуальной задачей, связанной с возможностью объединения двух операций: сортирование продукта по величине и его обогащение без применения ситовеек.
Определение угла естественного откоса проводилось согласно имеющимся методикам [2, 3].
Рис. 3. Схема устройства для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов: 1 — штатив; 2 — воронка; 3 — разборная доска; 4 — конус; 5 — угломер
Углом естественного откоса называют угол α, образуемый линией естественного откоса (отвала) сыпучего материала с горизонтальной плоскостью. Величина угла естественного откоса зависит от сил трения, возникающих при перемещении частиц сыпучего материала относительно друг друга, и сил сцепления между ними. Угол α может быть измерен с помощью простейшего устройства, изображенного на рис. 3, 4.
В кронштейне штатива 1 устанавливается воронка 2 так, чтобы нижний срез воронки располагался над разборной доской 3 на расстоянии 150 мм.
Взвешивают навеску исследуемого материала не менее 100 г и засыпают в воронку 2 при закрытой заслонке.
Материал выпускают из воронки 2 на разборную доску 3, плавно открывая заслонку, в результате чего там образуется конус 4 из материала.
Затем с помощью угломера 5 измеряют угол наклона α образующей этого конуса к горизонту — угол естественного откоса исследованного материала (рис. 3).
Величина угла α зависит от состояния поверхности опорной площадки. Чем меньше шероховатость этой поверхности, тем меньше угол естественного откоса. Снижается значение угла α и в том случае, когда горизонтальная опорная поверхность вибрирует.
Согласно данной методике проводились исследования по определению угла естественного откоса для продуктов размола зерна, предварительно разделенных по скоростям витания. Данные по эксперименту представлены в табл. 2.
Таблица 2. Угол естественного откоса продуктов размола зерна по скоростям витания частиц, град.
| № п/п | Скорость витания частиц, м/с | Продукты размола зерна после I дранной системы | |||
| до 2 | до 3 | до 4 | свыше 4 | ||
| 1 | 36 | 46 | 48 | 43 | 48 |
| 2 | 37 | 44 | 47 | 42 | 48 |
| 3 | 36 | 45 | 48 | 43 | 47 |
| Среднее | 36,3 | 45 | 47,6 | 42,6 | 47,6 |
По данным табл. 2 можно сделать вывод, что при скоростях витания до 2 м/с выделяется основная часть мелкой крупки. С ростом скорости витания угол естественного откоса увеличивается, что обусловлено большим количеством оболочек в выделяемой фракции, что способствует увеличению внутреннего трения. Однако при скорости витания свыше 4 м/с угол естественного откоса уменьшается, что свидетельствует о снижении количества оболочек в выделенной фракции и наличии в ней крупной крупки.
Все это подтверждает возможность разделения продуктов размола зерна как минимум на три фракции аэродинамическим способом.
На сегодняшний день возможности использования рассевов практически исчерпаны, и возникла необходимость в разработке новых способов разделения продуктов размола с использованием пневмоцентробежных структур, что является актуальной задачей, связанной как с вопросом энергосбережения, так и с эффективной работой центробежных сепараторов [1].
Объект и методы исследований
В качестве объекта исследований рассматривается процесс разделения продуктов измельчения зерна в пневмовинтовом потоке и технические средства для его осуществления. Для раскрытия физической сущности процесса требуется изучить физико-механические свойства частиц, полученных при размоле зерна, определяющие характер их взаимодействия с воздушным потоком и винтовой поверхностью.
В ходе исследования были использованы стандартные методы определения аэродинамических и физико-механических свойств сыпучих материалов.
Целью исследования является определение физико-механических свойств, влияющих на процесс центробежной классификации в пневмовинтовом канале. Для достижения указанной цели необходимо определить:
- аэродинамические свойства продуктов размола зерна;
- угол естественного откоса продуктов размола зерна по скоростям витания;
- оптимальные параметры разделения в пневмовинтовом потоке.
В связи с поставленными задачами на базе кафедры механизации животноводства и переработки сельскохозяйственной продукции Инженерного института ФГОУ ВПО НГАУ проводились экспериментальные исследования по определению физико-механических свойств продуктов размола зерна после I дранной системы.
При разных условиях сортирования частиц интересующих нас смесей достаточно наглядным показателем аэродинамических свойств, или критерием разделяемости смеси на компоненты, служит скорость витания υв, если она классифицирована по характерным признакам (качество, крупность) частиц компонентов [1].
Результаты исследования
Скорость витания продуктов размола зерна определяли с помощью действующего пневмоклассификатора типа РПК-30 (рис. 1), пульта контрольно-измерительных приборов (амперметр, вольтметр), трансформатора, весов лабораторных ВМ 512 (весы, соответствующие высокому II классу точности по ГОСТ 24104-2001), манометра дифференциального цифрового ДМЦ-01 М, шлангов силиконовых, линейки миллиметровой, сита, трубок Пито в соответствии с ГОСТ 8.361-79.
Для определения скорости витания частиц проводится тарировка пневмоклассификатора. Скорость потока в пневмопроводе 3 замеряется манометром 9 дифференциальным цифровым ДМЦ-01 М и трубкой Пито 10 по двум взаимно перпендикулярным плоскостям. Число точек замера принято равным 10 при диаметре пневмопровода 55 мм.
Рис. 1. Лабораторная установка
Обозначения: 1 — вентилятор; 2 — циклон; 3 — пневмопровод; 4 — стакан поджимной; 5 — стакан сборный; 6 — рычажный механизм; 7 — стол; 8 — трансформатор; 9 — дифференциальный манометр; 10 — трубка Пито.
Замер осуществляется следующим образом: трубку Пито подсоединяют к манометру и наконечник трубки помещают в точки замера от первой до десятой. Показания микроманометра регистрируют, по полученным данным строят тарировочный график зависимости скорости воздушного потока в пневмопроводе от напряжения на обмотке электродвигателя привода вентилятора.
В стол 7 встроен рычажный механизм 6, который поднимает и опускает стойку, прижимающую стакан 4 с навеской, выполненный с сетчатым дном, масса навески варьирует в пределах от 0 до 30 г.
Частота вращения рабочего органа вентилятора регулируется трансформатором за счет изменения напряжения электрической цепи двигателя.
Технологический процесс работы пневмоклассификатора происходит следующим образом: вентилятор создает в циклоне разрежение, которое передается по пнемвопроводу 3, создавая в нем восходящий поток воздуха, частицы материала, находящиеся в стакане 4, начинают подниматься (витать), легкие частицы выносятся в циклон 2 и осаждаются в стакан 5. Выделенную фракцию из стакана 5 убирают и увеличивают напряжение электрической цепи двигателя вентилятора, тем самым увеличивая восходящий поток воздуха, который выносит частицы, скорость витания которых меньше скорости потока. После того как из стакана 5 удаляют следующую фракцию, опыт повторяют до тех пор, пока в стакане 4 остается исследуемый материал. В ходе пневмоклассификации продуктов размола зерна после трех повторностей получены зависимости полноты извлечения по скоростям витания, данные приведены в табл. 1.
Таблица 1. Результаты пневмокласификации продуктов размола зерна после I дранной системы
| Показатель | Скорость витания, м/с | |||||||||||||
| 1,25 | 1,5 | 1,75 | 2 | 2,25 | 2,5 | 2,75 | 3 | 3,25 | 3,5 | 3,75 | 4 | 4,5 | 5 | |
| Масса, г | 0,09 | 0,4 | 0,81 | 0,75 | 0,58 | 0,23 | 2,68 | 1,13 | 1,4 | 1,2 | 0,34 | 0,12 | 0,1 | 0,17 |
| Полнота извлечения, % | 0,9 | 4 | 8,1 | 7,5 | 5,8 | 2,3 | 26,8 | 11,3 | 14 | 12 | 3,4 | 1,2 | 1 | 1,7 |
По данным таблицы построен график зависимости полноты извлечения продуктов размола зерна после I дранной системы по скорости витания (рис. 2). Проанализировав график, можно сказать о том, что продукты размола по скорости витания условно можно разделить на три класса: I — до 2,5 м/с; II — от 2,5 до 3 м/с; III — свыше 3,5 м/с.
Рис. 2. Полнота извлечения продуктов размола зерна в зависимости от скорости витания
Кроме того, следует отметить, что при пневмоклассификации продукты размола разделяются не только по размеру, но и по добротности (удельной плотности), в отличие от сит, которые разделяют лишь по размерным характеристикам. Таким образом, применение пневмоклассификации в мукомольном производстве является актуальной задачей, связанной с возможностью объединения двух операций: сортирование продукта по величине и его обогащение без применения ситовеек.
Определение угла естественного откоса проводилось согласно имеющимся методикам [2, 3].
Рис. 3. Схема устройства для измерения угла естественного откоса сыпучих материалов: 1 — штатив; 2 — воронка; 3 — разборная доска; 4 — конус; 5 — угломер
Углом естественного откоса называют угол α, образуемый линией естественного откоса (отвала) сыпучего материала с горизонтальной плоскостью. Величина угла естественного откоса зависит от сил трения, возникающих при перемещении частиц сыпучего материала относительно друг друга, и сил сцепления между ними. Угол α может быть измерен с помощью простейшего устройства, изображенного на рис. 3, 4.
В кронштейне штатива 1 устанавливается воронка 2 так, чтобы нижний срез воронки располагался над разборной доской 3 на расстоянии 150 мм.
Взвешивают навеску исследуемого материала не менее 100 г и засыпают в воронку 2 при закрытой заслонке.
Материал выпускают из воронки 2 на разборную доску 3, плавно открывая заслонку, в результате чего там образуется конус 4 из материала.
Затем с помощью угломера 5 измеряют угол наклона α образующей этого конуса к горизонту — угол естественного откоса исследованного материала (рис. 3).
Величина угла α зависит от состояния поверхности опорной площадки. Чем меньше шероховатость этой поверхности, тем меньше угол естественного откоса. Снижается значение угла α и в том случае, когда горизонтальная опорная поверхность вибрирует.
Согласно данной методике проводились исследования по определению угла естественного откоса для продуктов размола зерна, предварительно разделенных по скоростям витания. Данные по эксперименту представлены в табл. 2.
Таблица 2. Угол естественного откоса продуктов размола зерна по скоростям витания частиц, град.
| № п/п | Скорость витания частиц, м/с | Продукты размола зерна после I дранной системы | |||
| до 2 | до 3 | до 4 | свыше 4 | ||
| 1 | 36 | 46 | 48 | 43 | 48 |
| 2 | 37 | 44 | 47 | 42 | 48 |
| 3 | 36 | 45 | 48 | 43 | 47 |
| Среднее | 36,3 | 45 | 47,6 | 42,6 | 47,6 |
По данным табл. 2 можно сделать вывод, что при скоростях витания до 2 м/с выделяется основная часть мелкой крупки. С ростом скорости витания угол естественного откоса увеличивается, что обусловлено большим количеством оболочек в выделяемой фракции, что способствует увеличению внутреннего трения. Однако при скорости витания свыше 4 м/с угол естественного откоса уменьшается, что свидетельствует о снижении количества оболочек в выделенной фракции и наличии в ней крупной крупки.
Все это подтверждает возможность разделения продуктов размола зерна как минимум на три фракции аэродинамическим способом.
ГОСТ Р 54079-2010
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Feed rye. Specifications
Дата введения 2012-01-01
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 1.0-2012. - Примечание изготовителя базы данных.
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Государственным научным учреждением Всероссийским научно-исследовательским институтом кормов имени В.Р.Вильямса Российской академии сельскохозяйственных наук" (ГНУ ВИК Россельхозакадемии)
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 130 "Кормопроизводство"
4 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 9, 2012 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Приказом Росстандарта от 20.09.2013 N 1081-ст c 01.01.2014
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 12, 2013 год
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на зерно кормовой ржи, используемое для производства кормов и комбикормов.
Требования, обеспечивающие безопасность зерна кормовой ржи, изложены в 4.3 и 4.5.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р 51417-99 (ИСО 5983-97) Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Определение массовой доли азота и вычисление массовой доли сырого протеина. Метод Къельдаля
ГОСТ Р 51425-99 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Метод определения массовой доли зеараленона
ГОСТ Р 53049-2008 Рожь. Технические условия
ГОСТ Р 53100-2008 Средства лекарственные для ветеринарного применения, корма, кормовые добавки. Определение массовой доли кадмия и свинца методом атомно-абсорбционной спектрометрии
ГОСТ Р 53101-2008 Средства лекарственные для ветеринарного применения, корма, кормовые добавки. Определение массовой доли мышьяка методом атомно-абсорбционной спектрометрии
ГОСТ Р 54040-2010 Продукция растениеводства и корма. Метод определения Cs-137
ГОСТ Р ИСО 24333-2011 Зерно и продукты его переработки. Отбор проб
ГОСТ 10967-90 Зерно. Методы определения запаха и цвета
ГОСТ 13496.4-93 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения содержания азота и сырого протеина
ГОСТ 13496.15-97 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения содержания сырого жира
ГОСТ 13496.19-93 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения содержания нитратов и нитритов
ГОСТ 13586.3-83 Зерно. Правила приемки и методы отбора проб
ГОСТ 13586.4-83 Зерно. Методы определения зараженности и поврежденности вредителями
ГОСТ 13586.6-93 Зерно. Методы определения зараженности вредителями
ГОСТ 23153-78 Кормопроизводство. Термины и определения
ГОСТ 26226-95 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения сырой золы
ГОСТ 26927-86 Сырье и продукты пищевые. Методы определения ртути
ГОСТ 26929-94 Сырье и продукты пищевые. Подготовка проб. Минерализация для определения содержания токсичных элементов
ГОСТ 26930-86 Сырье и продукты пищевые. Метод определения мышьяка
ГОСТ 27186-86 Зерно заготовляемое и поставляемое. Термины и определения
ГОСТ 28001-88 Зерно фуражное, продукты его переработки, комбикорма. Методы определения микотоксинов: Т-2 токсина, зеараленона (Ф-2) и охратоксина А
ГОСТ 30483-97 Зерно. Методы определения общего и фракционного содержания сорной и зерновой примесей; содержания мелких зерен и крупности; содержания зерен пшеницы, поврежденных клопом-черепашкой; содержания металломагнитной примеси
ГОСТ 30692-2000 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Атомно-абсорбционный метод определения содержания меди, свинца, цинка и кадмия
ГОСТ 31481-2012 Комбикорма, комбикормовое сырье. Метод определения остаточных количеств хлорорганических пестицидов
ГОСТ 31640-2012 Корма. Методы определения содержания сухого вещества
ГОСТ 31650-2012 Средства лекарственные для животных, корма, кормовые добавки. Определение массовой доли ртути методом атомно-абсорбционной спектрометрии
ГОСТ 31653-2012 Корма. Иммуноферментный метод определения микотоксинов
ГОСТ 31674-2012 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения общей токсичности
ГОСТ 31675-2012 Корма. Методы определения содержания сырой клетчатки с применением промежуточной фильтрации
ГОСТ 31691-2012 Зерно и продукты его переработки, комбикорма. Определение содержания зеараленона методом высокоэффективной жидкостной хроматографии
ГОСТ 32040-2012 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Метод определения содержания сырого протеина, сырой клетчатки, сырого жира и влаги с применением спектроскопии в ближней инфракрасной области
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 23153 и ГОСТ 27186.
4 Технические требования
4.1 Зерно кормовой ржи должно соответствовать требованиям настоящего стандарта.
4.3 По органолептическим показателям и показателям безопасности зерно кормовой ржи должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.
Характеристика и норма
В здоровом негреющемся состоянии
Свойственный нормальному зерну ржи*
Свойственный здоровому зерну ржи; посторонний запах (затхлый, солодовый, плесневый, гнилостный) не допускается
Не допускается, кроме зараженности клещом не выше II степени
Содержание минеральной примеси, %, не более
Содержание вредной примеси, %, не более:
- спорынья и головня (в совокупности)
- семена горчака ползучего и вязеля разноцветного (в совокупности)
- семена гелиотропа опушенноплодного и триходесмы седой
Содержание испорченных зерен в составе сорной примеси, %, не более
Содержание куколя в составе сорной примеси, %, не более
Содержание фузариозных зерен, %, не более**
* Допускается наличие розовой окраски внутри оболочки зерна. Такие зерновки имеют форму, размер, блеск, выполненность и структуру эндосперма, свойственные здоровому зерну.
** Определения содержания фузариозных зерен в кормовом зерне ржи проводят после утверждения стандартов на метод.
4.4 По физико-химическим показателям зерно кормовой ржи подразделяют на три класса качества в соответствии с требованиями, указанными в таблице 2.
Рожь - "матушка"
Рожь — важная сельскохозяйственная и продовольственная культура; она почти полностью используется для изготовления ржаной муки (сеяной, обдирной, обойной) для целей хлебопечения. Лишь очень незначительная часть урожая ржи идет для получения солода и на винокурение.
Зерно ржи
Зерно ржи по внешнему виду и строению сходно с зерном пшеницы; оно имеет овальную вытянутую форму, на брюшке проходит бороздка, глубоко проникающая внутрь зерна, на одном конце зерна (со стороны спинки) расположен зародыш, на противоположном конце находится опущение (бородка), заметное простым глазом (рис. 2).
Внутреннее строение зерна почти такое же, как у пшеницы — снаружи зерно ржи покрыто плодовыми оболочками, под которыми лежат семенные оболочки и один ряд клеток алейронового слоя. Внутренняя часть зерна занята мучнистым ядром — эндоспермом, самой крупной и ценной частью зерна. Зародыш, как указывалось выше, находится у основания зерна. Соотношение анатомических частей приведено в таблице 3
Вместе с тем строение зерна ржи имеет и существенное отличие от строения зерна пшеницы. Зерно ржи имеет более вытянутую форму. У пшеницы отношение длины к ширине или толщине равно примерно 2:1, а у ржи — до 3,5:1 (при отношении больше 3,3 зерно ржи считается удлиненным, при 3,3 и меньше — овальным).
Строение зерна ржи
Рис. 2 - Внутреннее строение зерна ржи: II, III, IV — зародыш зерна; 1, 2, 3, 4 — плодовая оболочка, 5 и 6 — семенная оболочка; 7 — алейроновый слой; 8 — эндосперм
Зерно пшеницы имеет объем в среднем 42мм³, поверхность 70мм², или на 1 мм³ объема приходится 1,6 мм² поверхности. Зерно ржи имеет средний объем 24 мм³, поверхность 56 мм², или на 1 мм³ объема приходится 2,55 мм² поверхности. Таким образом, поверхность зерен ржи (при равной массе) в 1,6 раз больше, чем зерен пшеницы. В силу этого и соотношение веса частей зерна ржи иное, чем в зерне пшеницы. Зерно ржи содержит оболочек примерно в 1,3 - 1,5 раза больше, чем зерно пшеницы. По данным Е. Казакова (в процентах на сухое вещество) зерно ржи содержит в среднем см. табл. 3:
Таблица 3 - Соотношение анатомических частей зерна ржи
| Наименование показателей | Эндосперм | Зародыш | Оболочки: | ||
| Плодовые | Семенные | Алейроновый слой | |||
| Содержание частей, % | 72,8 – 78,0 | 2,5 – 3,7 | 6,3 – 7,4 | 4,8 – 6,5 | 8,4 – 12,0 |
| Толщина оболочек, мкм | – | – | 35 – 45 | 28 – 42 | 51 – 68 |
| Зольность, % | 0,42-0,5 | 5,30-6,43 | 3,24-3,56 | 2,59-3,02 | 7,07- 7,53 |
| Плотность, г/см³ | 1,464 | 1,287 | 1,110 | ||
Зерно ржи отличается от пшеницы также по цвету; чаще всего зерно ржи имеет серо-зеленую окраску (в связи с наличием в зернах ржи пигмента хлорофилла), реже - желтую , коричневатую . Эндосперм ржи чаще мучнистый, но может быть полустекловидным и стекловидным. На практике, стекловидность ржи обычно не определяется.
Химический состав зерна ржи
Химический состав ржи отличается следующими особенностями: содержание белковых (азотистых) веществ несколько ниже, чем в пшенице,— оно колеблется от 10 до 17%, составляя в среднем 13,5%. Во ржи находятся белки — глиадин, глютенин, глобулин, альбумин, больше всего глиадина (проламина). Кроме того, белковые вещества ржи отличаются тем, что значительная часть их (около 30% от общего количества белка) растворима в воде. Поэтому белки ржи, хотя и являются гидрофильными коллоидами, но не образуют связанной клейковины, которую можно было бы отмыть от зерна или муки. П.Н. Шибаев и М.М. Самсонов, проводившие опыты по отделению, клейковины от зерна ржи по видоизмененной методике, получили лишь 2-3% слабой неэластичной клейковины.
Среди углеводов ржи первое место по количеству занимает крахмал, которого содержится от 57 до 63%. Крахмал ржи по внешнему строению зерен мало отличается от крахмала пшеницы, но он имеет другие свойства, в частности легче клейстеризуется. При температуре 62,5°C (при соотношении крахмала и воды как 1:50) крахмальные зерна пшеничного крахмала почти не меняют формы, тогда как зерна ржаного крахмала набухают, деформируются, теряют определенную форму и очертания.
Рожь богаче сахарами (глюкозой, фруктозой и сахарозой), чем другие хлебные злаки. Содержание непосредственно редуцирующих сахаров составляет в ней около 0,3%, а сахарозы - 4-5% и иногда до 6%.
Характерной особенностью углеводного комплекса ржи является наличие значительного количества растворимых полисахаридов (левулезанов и др.). В силу этого общее содержание воднорастворимых веществ во ржи более чем вдвое превосходит содержание их в пшенице (в пшенице - 5-7%, во ржи - 12-15%).
Содержание минеральных веществ, клетчатки, жира во ржи почти такое же, как в пшенице.
В целом химический состав ржи (по данным В.С.Смирнова и А.С.Мелениной) можно представить следующим образом:
Таблица 4 - Физико-биохимические свойства зерна ржи
Химический состав ржи изменяется в широких пределах (табл. 5) под влиянием различных факторов — зерно ржи, хорошо выполненное, отличается более высоким содержанием крахмала и меньшим — воды и клетчатки, щуплое зерно — большим содержанием клетчатки, золы, жира, азотистых веществ.
Зерно ржи, выросшее в южных и восточных областях, отличается большим содержанием белка и меньшим крахмала, чем зерно, выросшее в западных и северных районах.
Таблица 5 – Аминокислоты зерна ржи и продуктов его переработки, мг на 100г целого продукта
| Показатели | Зерно ржи | Ржаная мука | ||
| Сеяная | Обдирная | Обойная | ||
| Вода, % | 14,0 | 14 | 14 | 14 |
| Белок, % | 9,9 | 6,9 | 8,9 | 10,7 |
| Коэффициент пересчета | 5,7 | 5,7 | 5,7 | 5,7 |
| Незаменимые аминокислоты | 2770 | 2190 | 2760 | 3170 |
| Валин | 457 | 410 | 510 | 520 |
| Изолейцин | 360 | 260 | 380 | 400 |
| Лейцин | 620 | 480 | 580 | 690 |
| Лизин | 370 | 230 | 300 | 360 |
| Метионин | 150 | 100 | 120 | 150 |
| Треонин | 300 | 200 | 260 | 320 |
| Триптофан | 130 | 100 | 110 | 130 |
| Фенилаланин | 450 | 410 | 500 | 600 |
| Заменимые аминокислоты | 6791 | 4660 | 5530 | 6690 |
| Аланин | 459 | 350 | 420 | 480 |
| Аргинин | 520 | 380 | 420 | 470 |
| Аспарагиновая кислота | 670 | 500 | 690 | 750 |
| Гистидин | 200 | 160 | 190 | 200 |
| Глицин | 430 | 310 | 450 | 500 |
| Глутаминовая кислота | 2660 | 1770 | 1970 | 2470 |
| Пролин | 910 | 480 | 560 | 850 |
| Серин | 420 | 380 | 420 | 470 |
| Тирозин | 280 | 220 | 260 | 290 |
| Цистин | 242 | 110 | 150 | 210 |
| Общее количество аминокислот | 9561 | 6850 | 8290 | 9860 |
| Лимитирующая аминокислота, скор, % | Лиз.-48, тре.-71 | Лиз.-74, тре.-72 | Лиз.-61, тре.-73 | Лиз.-61, тре.-75 |
На химический состав зерна ржи оказывает влияние и сорт ржи (при посеве в одних районах), но меньшее, чем район произрастания.
Таблица 6 – Витамины зерна ржи и продуктов его переработки, на 100 г. целого продукта
| Показатели | Зерно ржи | Ржаная мука | Зародыш зерна | Отруби | ||
| Сеяная | Обдирная | Обойная | ||||
| β–Каротин, мг | 0,018 | Сл. | 0,005 | 0,010 | - | - |
| Токоферол (Е), мг | 5,34 | 2,04 | 3,66 | 4,20 | - | - |
| Витамин (В6), мг | 0,41 | 0,10 | 0,25 | 0,35 | - | - |
| Биотин, мкг | 6,00 | 2,00 | 3,00 | 5,50 | - | - |
| Ниацин, мг | 1,30 | 0,99 | 1,02 | 1,16 | - | - |
| Никотиновая кислота, мг | 1,30 | 0,87 | 0,95 | 1,22 | 2,85 | 1,73 |
| Пантотеновая кислота, мг | 1,00 | 0,33 | 0,84 | 0,96 | 1,39 | 2,31 |
| Рибофлавин (В2), мг | 0,20 | 0,04 | 0,13 | 0,15 | 0,56 | 0,34 |
| Тиамин (B1), мг | 0,44 | 0,17 | 0,35 | 0,42 | 1,10 | 0,33 |
| Фолацин, мкг | 55,0 | 35,0 | 50,0 | 55,0 | - | - |
| Холин , мг | - | - | - | - | - | - |
На химический состав ржи заметно влияет крупность зерен — зерна сравнительно мелкие (получающиеся проходом через сито с отверстиями 1,6х20 мм) и отличающиеся низким абсолютным весом (15-18 г) содержат повышенное количество клетчатки и минеральных веществ.
Раньше предполагали, что цвет зерна ржи находится в определенной зависимости от ее химического состава (причем зеленозерная рожь считалась лучшей, чем желтозерная), однако это положение не подтверждается практическими и научными данными.
Таблица 7 – Липиды зерна ржи и продуктов его переработки, г/100 г продукта
| Показатели | Зерно ржи | Ржаная мука | ||
| Сеяная | Обдирная | Обойная | ||
| Сумма липидов | 2,18 | 1,39 | 1,69 | 1,94 |
| Триглицириды | 1,31 | - | - | - |
| Фосфолипиды | 0,52 | - | - | - |
| β–Ситостерин | 0,06 | - | - | - |
| Жирные кислоты (сумма) | 1,46 | 0,96 | 1,18 | 1,41 |
| Насыщенные | 0,24 | 0,15 | 0,18 | 0,24 |
| С 14:0 (миристиновая) | Сл. | Сл. | Сл. | Сл. |
| С 16:0 (пальмитиновая) | 0,20 | 0,14 | 0,16 | 0,20 |
| С 18:0 (стеариновая) | 0,02 | Сл. | 0,01 | 0,03 |
| С 20:0 (арахиновая) | - | Сл. | 0,01 | 0,01 |
| Мононенасыщенные | 0,23 | 0,15 | 0,16 | 0,22 |
| С 14:1 (миристолеиновая) | Сл. | - | - | - |
| С 16:1 (пальмитолеиновая) | 0,01 | 0,01 | 0,01 | 0,01 |
| С 18:1 (олеиновая) | 0,20 | 0,14 | 0,15 | 0,20 |
| С 20:1 (гадолеиновая) | 0,01 | Сл. | Сл. | 0,01 |
| Полиненасыщенные | 0,99 | 0,66 | 0,84 | 0,95 |
| С 18:2 (линолевая) | 0,86 | 0,59 | 0,74 | 0,83 |
| С 18:3 (линоленовая) | 0,13 | 0,07 | 0,10 | 0,12 |
Таблица 8 – Углеводы зерна ржи и продуктов его переработки, г/100 г продукта
| Показатели | Зерно ржи |
| Моносахариды | - |
| Арабиноза | 0,92 |
| Галактоза | 0,30 |
| Глюкоза | 0,05 |
| Ксилоза | 0,36 |
| Фруктоза | 0,06 |
| Ди-, три-, тетрасахариды | - |
| Лактоза | - |
| Мальтоза | Сл. |
| Раффиноза | 0,10 |
| Сахароза | 0,57 |
| Стахиоза | - |
| Полисахариды | - |
| Гемицеллюлоза | 6,90 |
| Клетчатка | 2,60 |
| Крахмал | 54,0 |
| Пектин | 0,20 |
Таблица 9 – Минеральные вещества зерна ржи и продуктов его переработки, в 100 г продукта
| Показатели | Зерно ржи | Ржаная мука | ||
| Сеяная | Обдирная | Обойная | ||
| Зола, % | 1,70 | 0,6 | 1,2 | 1,6 |
| Макроэлементы, мг | - | - | - | - |
| Калий | 424 | 200 | 350 | 396 |
| Кальций | 59 | 19 | 34 | 43 |
| Кремний | 85 | - | - | - |
| Магний | 120 | 25 | 60 | 75 |
| Натрий | 4 | 1 | 2 | 3 |
| Сера | 85 | 52 | 68 | 78 |
| Фосфор | 366 | 129 | 189 | 256 |
| Хлор | 46 | - | - | - |
| Микроэлементы, мкг | - | - | - | - |
| Алюминий | 1670 | 130 | 270 | 1400 |
| Бор | 310 | - | - | 35 |
| Ванадий | 121 | - | - | - |
| Железо | 5380 | 2920 | 3500 | 4100 |
| Йод | 9,3 | - | 3,9 | 4,5 |
| Кобальт | 7,6 | - | - | - |
| Марганец | 2770 | 800 | 1340 | 2590 |
| Медь | 460 | 110 | 230 | 350 |
| Молибден | 18,0 | 3,5 | 6,4 | 10,3 |
| Никель | 30,3 | - | - | - |
| Олово | 26,5 | - | - | - |
| Селен | 25,8 | - | - | - |
| Титан | 175,3 | - | - | - |
| Фтор | 67 | - | 38 | 50 |
| Хром | 7,2 | - | - | 4,3 |
| Цинк | 2040 | 1140 | 1230 | 1950 |
Где купить цельнозерновые (нерафинированные) продукты переработки зерна ржи?
Читайте также: