مقاله/ بررسی آسیابانی و ذخیره سازی آرد کامل گندم
نویسنده: زهرا گودرزی
دانشجوی دکتری صنایع غذایی
چکیده:
آرد کامل گندم به دلیل افزایش سطح آگاهی مصرف کنندگان به طور فزاینده ای محبوب است زیرا تحقیقات همچنان فواید آرد کامل را آشکار می کند و صنایع غذایی گزینه های آرد کامل بیشتری را برای مصرف کنندگان ارائه می دهد. استفاده از آرد گندم که در اکثریت کشور جهان اجباری است برخی از مواد مغذی آن در فرآیند غنی سازی جایگزین می شوند در ابتکار غنی سازی آرد گرچه بسیار مغذی است اجزای آن، به ویژه مواد معدنی و فیبر غذایی، کیفیت هنوز پایین است.با ظهور آسیاب غلتکی مدرن در طول انقلاب صنعتی ، تولید آرد گندم کامل دستخوش تغییرات بسزایی شد در حالی که شواهد حاکی از مزایای آرد کامل گندم است آرد کامل گندم دارای با چالش منحصر به فرد برای صنایع آسیابانی و ذخیره سازی روبه رو روندی که علاوه بر تکنولوژی اولیه با روش های ذخیره سازی با عملکردهای بسیار متفاوت دست وپتجه نرم می کند , بر این اساس در این مطالعه به مرور فرآیند آسیابانی و ذخیره سازی آرد کامل گندم پرداخته شد.
واژه‌های کلیدی: آسیاب, آرد , گندم کامل
مقدمه
سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی(۱۹۹۹) آرد گندم کامل را به عنوان ارد تهیه شده از گندم (غیر از دوروم) به طوری که به نسبت از دانه دست نخورده و سبوس، جوانه و آندوسپرم باقی می ماند بدون تغییر تعریف کرده است آرد گندم کامل حاوی ویتامین ها، مواد معدنی، آنتی اکسیدان ها و غیره به میزان قابل توجهی بیشتر است مواد مغذی نسبت به آرد گندم معمولی است، برای این ترکیبات هستنددر قسمت های بیرونی دانه متمرکز شده است (ویور، ۲۰۰۱).استفاده از آرد گندم که در اکثریت کشور جهان اجباری است برخی از مواد مغذی آن در فرآیند غنی سازی جایگزین می شوند در ابتکار غنی سازی آرد گرچه بسیار مغذی است اجزای آن، به ویژه مواد معدنی و فیبر غذایی، هنوز پایین است.با ظهور آسیاب غلتکی مدرن در طول صنعتی انقلاب، تولید آرد گندم کامل از بین رفت در بیشتر قرن بیستم آرد گندم کامل تولید حدود دو درصد از کل تولید آرد گندم شد و تنها حدود هفت درصد از جمعیت مصرف کردند حداقل سه وعده غلات کامل در روز استفاده می کردند شرکت های مواد غذایی در سراسر جهان به این روندافزایشی واکنش نشان داده اند در حالی که شواهد حاکی از مزایای غلات کامل است آرد گندم کامل دارای چندین چالش منحصر به فرد برای صنایع آسیاب و نانوایی ست ، در حالی که آسیاب رویه‌ها برای آردهای سنتی کاملاً ثابت شده است آرد غلات با تکنیک های مختلفی تولید می شود و نتیجه می دهد آردهایی با اندازه ذرات و عملکردهای بسیار متفاوت اند علاوه بر این، آرد گندم کامل حاوی فعالیت آنزیمی ,لیپیدها نسبت به آرد گندم، که می تواند استفاده نهایی را تحت تاثیر قرار دهد . به دلیل وجود لیپیدها و آنزیم های تجزیه کننده این ترکیبات، مدت زماان ماندگاری این آرد، در مقایسه با آرد سفید کوتاهتر می باشدکه نتیجه شیوه های آسیابانی متقاوت است (مینتل,۲۰۱۱)اسیابانی و ذخیره سازی آرد کامل گندم همراه با تغییرات بیوشیمیایی مختلف، منجر به کاهش خاصیت کاربردی آرد می گردد. آسیابانی و ذخیره سازی مهمترین فرآیند گندم تا آرد است بر این اساس در این مطالعه به مرور آسیابانی و ذخیره سازی آرد گندم کامل پرداخته شد.
انواع آسیاب
آسیاب یا خرد کردن مواد غذایی خشک به اشکال مختلف و با اهداف گوناگون صورت می گیرد که برخی از مهم ترین آنها عبارتند از :
آسیاب گلوله ای[۱]
این نوع آسیاب متشکل از یک استوانه فولادی است که با سرعت کمی دوران می کند . محفظه از ساچمه های فولادی به قطر ۵/۲ تا ۱۵ سانتیمتر پوشیده است . ( شکل ۷-۱ ) در سرعت های کم و اندازه گلوله های کوچک نیروهای برشی مؤثر هستند در صورتی که در سرعت های بالا و گلوله های بزرگ نیروهای ضربه ای اهمیت بیشتری پیدا می کنند .
در نوع اصلاح شده ای از این دستگاه ها از میله به جای گلوله استفاده می شود . این عمل از چسبندگی مربوط به غذاهای چسبناک جلوگیری می نماید .
از این نوع آسیاب در خرد کردن ادویه جات و رنگ های غذایی استفاده به عمل می آید.
این نوع آسیاب ها از نیروی برشی ( برای مواد نرم ) یا ترکیبی از نیروهای برشی و ضربه‌ای ( برای مواد سخت ) جهت خرد کردن اجسام بهره می برند و دارای انواع ذیل می باشند :
در این دستگاه غذا از فضای قابل تنظیم بین پوسته ساکن و یک صفحه شیار دار که با سرعت زیادی دوران می کند عبور کرده و خرد می گردد
آسیاب دو صفحه ای
آسیاب دو صفحه ای متشکل از دو صفحه گرد می باشد که در خلاف جهت هم دوران می کند . این عمل باعث افزایش نیروی برشی می گردد .
به طور کلی از آسیاب های صفحه ای در صنایع غذایی جهت خرد کردن مواد پودری نظیر شیر خشک، لاکتوز ، غلات ، کشک و غیره استفاده به عمل می آید .
آسیاب صفحه ای سوزن دار
در این ماشین ، میخ هایی با فواصل معین به صفحه ، پوسته و یا به دو صفحه آسیاب متصل شده اند و با ایجاد نیروهای برشی و ضربه ای اضافی کارائی دستگاه را بالا می برند . (شکل ۷-۲ب) از این دستگاه برای خرد کردن شکر ، نشاسته ، پودر کاکائو ، ادویه ها نظیر فلفل ، میخک و جوز استفاده می گردد .
آسیاب چکشی[۳]
آسیاب چکشی از محفظه استوانه ای شکل تشکیل شده است که به صورت افقی قرار گرفته و سطح داخلی آن از لایه ضخیمی از فولاد پوشیده شده است . دستگاه مجهز به محور چرخانی است که چکشهایی در امتداد طول آن نصب گردیده است . ماده غذایی در اثر نیروی ضربه ای حاصل از چکشها خرد می شود .
آسیاب غلتکی[۴]
در این دستگاه دو یا چند غلتک درخلاف جهت هم می چرخند و ماده غذایی را به طرف همدیگر هدایت می کنند . عامل اصلی خرد کننده نیروهای تراکمی است . اما در غلتک هایی که سرعت دوران متفاوتی نسبت به همدیگر دارند و سطحشان شیار دار می باشد نیروهای برشی نیز در این کار دخالت دارند . از این دستگاه برای خرد کردن شکر ، گندم، و در شکلات سازی استفاده می شود )مینتل,۲۰۱۱).
تاریخچه آسیابانی گندم
انسان های اولیه برای تهیه آرد از گندم ( از غلات ) دانه ها را بین سنگ ثابت و سنگی که بوسیله دست نگهداری و بر روی دانه ها فشرده و غلتانده می شد خرد می کردند .مصری ها در ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح از نوعی آسیاب سنگی برای آرد کردن استفاده می نمودند که تشکیل یافته از یک سنگ دایره ای شکل که سنگ دایره ای شکل دیگری بوسیله دست بر روی سنگ پائین چرخانده می شد . ( از این نوع آسیاب های سنگی هنوز هم در بعضی از خانه های قدیمی و دهات ایران وجود داشته و استفاده می شود . ) رومی ها در ۵۰۰ سال قبل از میلاد مسیح و گل ها[۵] ( ساکنین مناطق اروپای غربی و قسمتی از فرانسه امروزی )از نوعی آسیای سنگی مخصوصی که با دست کار می کرد استفاده می کردند . در قرون وسطی استفاده از آسیاب آبی برای تهیه آرد غلات در اروپا متداول گردیده که تقلیدی بوده از روش شرقی ها در تهیه آرد از گندم . آسیاب های غلتکی اولیه در سال ۱۵۱۹ تا ۱۵۵۶ به وجود آمدند . سیر تکاملی با غلتک‌های هیپربلوئید شروع و پس از آن غلتک مخروطی ، غلتک دیسکی و غلتک های شیار دار حلزونی ساخته شدند و سیر تکاملی آسیاب غلتکی را از سال ۱۸۰۰ به بعد را به صورت ذیل می توان خلاصه کرد :
سال ۱۸۱۵ : جوزف آنتون[۶] آسیابانی بود که در سال ۱۸۱۵ در ورشو پایتخت لهستان آسیابی را معرفی نمود که قادر بود به جای آسیاب سنگی دانه را به وسیله غلتک هایی که مخالف یکدیگر می چرخند ، آرد نماید .
سال ۱۸۲۱ : در این سال دانه را به وسیله غلتک آسیاب کرده و آرد نمودند . این نوع غلتک ها بعدها به وسیله بولینگر[۷] در وین و کولییر[۸] در پاریس رو به تکامل گذاشت .
سال ۱۸۳۱ : فرین موت[۹] و یوهان کنراد[۱۰] یک کارخانه ۵ طبقه ای غلتکی را ساختند . اساس آن همان آسیابی بود که توسط جوزف آنتون معرفی گردیده بود .
سال ۱۸۳۷-۱۸۳۶ : ساخت آسیاب غلتکی در نزدیکی شهر ماینس در آلمان که با نیروی بخار کار می کرد این آسیاب مجهز به دستگاه های تفکیک کننده به وسیله هوا و همچنین الواتورهای مختلف بود .
سال ۱۸۵۰ : آبراهام امبراخ[۱۱] اهل زوریخ ، اولین غلتک چدنی را که دارای شیار بود، ساخت . سال ۱۸۷۰ : فریدرش وگمان[۱۲] توانست اولین غلتک آسیاب کردن از جنس چینی را بسازد .
سال ۱۸۷۶ : وگمان توانست در تاریخ ۹ مارچ ۱۸۷۶ غلتک آسیاب کردن را به ثبت برساند.
سال ۱۸۷۸ : ساخت اولین غلتک آلمانی در انگلستان .
سال ۱۸۷۹ : ساخت اولین غلتک آسیاب کردن در آمریکا .
سال ۱۸۸۷ : ساخت اولین چهار غلتکی که اساس غلتک های امروزی را تشکیل می‌دهد . از سالهای ۱۹۹۰ تحولات عظیمی در فن آوری و ساخت غلتک های آسیاب کردن پدید آمده است(سلمان,۲۰۰۷).
اهداف آسیابانی
در ایران حدود ۳۳۰ کارخانه آرد غلتکی وجود دارد که مبادرت به تولید آردهای مختلف با درجه استخراج متفاوت می نمایند . اصول و مبنای این کارخانه ها تفکیک و جداسازی اجزای مختلف و به ترتیب خرد و ریز کردن ( آسیاب کردن ) هر یک از آنها می باشد . هدف اصلی در اینجا ، جداسازی جوانه، پوسته و بافت آندوسپرم است . که می باید به طور اصلی بافت آندوسپرم ریز و نرم شود . اصولاً فرآیند آسیاب کردن را می توان در سه بخش خلاصه نمود :
– بوجاری و تمیز کردن ، شامل جداسازی افت غیر مفید ( اصطلاحاً آن را بوجاری مقدماتی می نامند ) و همچنین پاک کردن اصلی ( اصطلاحاً آن را بوجاری اصلی می‌نامند ) در این مرحله سطح دانه پاک و تمیز می شود .
– آماده سازی ، شامل شستشو یا نم زدن و حالت دادن .
– آسیاب کردن ، شامل خرد نمودن ، آسیاب کردن ، ریز و نرم نمودن ، الک کردن ، تفکیک و درجه بندی کردن .
به منظور جداسازی آندوسپرم از پوسته غنی از مواد سلولزی یا به عبارت دیگر جداسازی پریکارپ و تستا از آندوسپرم ، باید اقدامات تکنیکی متعددی را معمول داشت . نتیجه اصلی این اقدامات تهیه آرد می باشد(سلمان,۲۰۰۷).
سیلوهای آرد:
از سیلوها برای ذخیره‌سازی آرد هم (البته به مدت کم) استفاده میشود. این سیلوها که معمولاً دارای سنسورهای اندازه‌گیری می‌باشند، از نظر کیفیت و کمیت آرد را تحت نظر دارند.
بعد از سیلو آرد به دو شکل به مصرف کننده تحویل داده میشود.
۱ـ کیسه گیری شده
۲ـ به صورت فله
کیسه‌گیری آرد تولیدی:
کیسه‌گیری به دو صورت دستی و اتوماتیک انجام میشود. نحوه کار هر دو سیستم به این شکل است که آرد پس از خروج از سیلوهای ذخیره آرد و عبور از دستگاه تخلیه زیر سیلو[۱۳] که در شکل ( ۹-۵ ) نشان داده شده است.
وارد مخزن دستگاه میشود در نوع دستی در قسمت تحتانی مخزن نوعی دمپر[۱۴] وجود دارد که کارگر با قرار دادن کیسه زیر آن و چرخاندن اهرم دمپر فرمان ورود آرد را از مخزن به کیسه انجام می‌دهد که بعد توسط ترازو وزن میشود و پس از آن سردوزی می‌گردد. و بعد از آن توسط دستگاه جت پرینتر[۱۵] تاریخ و سایر اطلاعات مربوطه بر روی کیسه چاپ می‌گردد.اما در نوع اتوماتیک آن، آرد پس از خروج از دستگاه تخلیه زیر سیلو وارد مخزن اصلی دستگاه می شود با فرمان دستگاه (که توسط مدارات الکترونیکی صادر میشود) مقادیر معینی از آرد وارد مخزن تخلیه دستگاه کیسه‌گیری می‌گردد، در این مرحله اپراتور کیسه خالی آرد را در بازوهای پنوماتیکی دستگاه قرار می‌دهد و با فشردن یک سنسور، بازوها جمع شده و کیسه را محکم می‌گیرند و بعد فرمان تخلیه آرد از مخزن تخلیه دستگاه به کیسه صادر میشود.وقتی آرد وارد کیسه شده به صورت اتوماتیک فرمان رها سازی کیسه به بازوهای پنوماتیکی صادر میشود، بازوها آزاد شده و کیسه از دستگاه جدا میشود. بدین طریق بعد از کیسه‌گیری نیازی به توزین مجدد وجود ندارد. در این مورد هم پس از پر شدن کیسه از آرد، سردوزی شده و توسط دستگاه جت پرینتر مشخصات لازم روی آن چاپ می‌گردد(سلمان,۲۰۰۷)
به صورت فله
در این سیستم آرد پس از خروج از سیلوهای ذخیره و عبور از الک تخلیه وارد مخازن تخلیه فله آرد میشود. کامیون مخصوص حمل فله آرد (کامیون بونکردار) وارد قسمت تخلیه میشود و درب بالایی بونکر را باز کرده و لوله خرطومی تخلیه سیلو را وارد آن می‌کنند و بدین طریق به صورتی کاملاً بهداشتی آرد از سیلوهای تخلیه وارد بونکر می‌گردد.برای داشتن اطلاعات دقیق از مقدار گندم ورودی به سیستم بوجاری یا ذخیره‌سازی از نوعی سیستم توزین استفاده میشود. در این سیستم گندم در نقطه‌ای که از قبل در دیاگرام تعیین شده توسط دستگاه توزین، وزن میشود(سلمان,۲۰۰۷).
نگاه کلی به فرایند تولید آرد
سالن تولید
سالن تولید از دو بخش بوجاری و آسیابانی تشکیل شده است.
دستگاه‌های موجود در بخش پیش بوجاری
دو سپراتور
دو آسپیراتور
دو عدد مگنت
بنا به نیاز کارخانه از سیلوهای مختلف جهت اختلاط بار به قسمت بوجاری اولیه منتقل میشود و در بوجاری اولیه ناخالصی‌های گندم جداسازی میشود و به قسمت نم‌زنی اول وارد میشود.
دستگاه‌های موجود در بخش بوجاری اولیه
دو سپراتور
دو آسپیراتور
پوست‌گیر
شن‌گیر
تریور آسپیرال
دو عدد مگنت
گندم در قسمت نم‌زنی با توجه به نوع گندم، رطوبت آن و میزان عبور آن از دستگاه و با توجه به رطوبت دلخواه ما نم زده میشود، سپس به هم‌زن منتقل شده و در داخل هم‌زن با دور ۱۵۰۰ دور، رطوبت به کل اجزای دانه منتقل میشود.
گندم توسط مارپیچ به سیلوهای خواب ۱ منتقل میشود و حدود ۱۲-۱۵ ساعت میزان خواب اول است.
سپس گندم به نم‌زنی دوم جهت تعیین رطوبت نهایی منتقل شده و سپس به سیلوهای خواب دو منتقل میشود. بعد از این مرحله، مرحله بوجاری ثانویه است که شامل:
دو عدد مگنت
شن‌گیر
پوست‌گیر
تریور آسپیرال می‌باشد
سپس گندم بوجاری شده و مشروط شده به قسمت آسیاب منتقل میشود. در قسمت آسیاب چرخه بین والس و الک توسط سیستم پنوماتیک در استخراج آرد و سبوس تا انتهای خط با هم همکاری می‌کنند(سلمان,۲۰۰۷)
آسیاب کردن
اصولاً دو نوع کارخانه از نظر سیستم تولید وجود دارد:
۱٫ کارخانه سنگی:
تنها آرد تولیدی در این کارخانه‌ها، آرد کامل می باشد. برای تولید این آرد پس از شستشو تنها یک پوست‌گیری جزئی انجام میشود و بالغ بر ۹۸ درصد از وزن دانه تبدیل به آرد میشود.
این آسیاب دارای دو نوع سنگ می‌باشد که یکی ثابت و دیگری متحرک است و عمل آسیاب کردن را انجام می‌دهد. سنگ‌های مورد استفاده در این آسیبا از سنگ‌های سخت می‌باشد مانند سنگ چخماخ، دانمارکی و سنگ‌های آذرین آسمانی می باشد.
۲٫ کارخانه‌های غلتکی:
در این کارخانه‌ها با استفاده از غلتک‌های استوانه‌ای و تعداد زیادی از جفت غلتک‌ها و تنظیم فاصله آنها نسبت به تولید انواع آرد با درجات استخراج متفاوت انجام میشود.
انواع آردهای تولیدی عبارتند از: آرد نول مخصوص کارخانه‌های تولید ماکارونی، کیک و کلوچه و تولیدات قنادی و شیرینی و نان‌های حجیم و نیمه حجیم می‌باشد. آرد ستاره مخصوص نان بربری و آرد سبوس گرفته مخصوص نان لواش و تافتون مورد استفاده قرار می‌گیرد.
غلتک‌های مورد استفاده در آسیاب‌های غلتکی معمولاً به سه دسته تقسیم می‌شوند:
۱٫ غلتک‌های شیاردار
۲٫ غلتک‌های خراش دهنده
۳٫ غلتک‌های صاف
غلتک‌ها
۱٫ غلتک‌های شیاردار
معمولاً دارای قطر mm 250 بوده و روی آنها تعداد زیادی برآمدگی که حدوداً تعداد آنها بین ۱۳۰۰-۲۵۰ عدد بوده وجود دارد. این غلتک‌ها ابتدا دانه‌ها را خرد کرده و با توجه به تعداد غلتک‌ها و فاصله آنها که به تدریج کم و کمتر شده، در هر مرحله ذرات ریزتر شده و پس از عبور از الک‌ها مواد روی الک از طریق انتقال دهنده‌ها به جفت غلتک‌های بعدی منتقل میشود.
نحوه قرار گرفتن شیارها تأثیر زیادی در شدت خرد کردن دانه و بازدهی کارخانه دارد و کیفیت تولیدی به عواملی مانند عمق، شیار، زاویه شیار، وضعیت قرار گرفتن شیارها و سرعت غلتک‌ها بستگی دارد. شیارها می‌توانند به چهار صورت در کنار یکدیگر قرار بگیرند: پشت به پشت، رو به پشت، پشت به رو و روبرو.
معمولاً پس از جفت غلتک‌های اول پوسته چسبیده به آندوسپرم، سمولینا و آرد نرم تولید می شود که آرد نرم قابلیت عبور از سیستم الک را دارد و بقیه مواد به جفت غلتک‌های بعدی هدایت می‌شوند.
۲٫ غلتک‌های خراش‌دهنده
این غلتک‌ها نیز دارای شیار بوده اما شیارهای آن بسیار نرم‌تر است و در هر سانتیمتر ۲۰ شیار وجود دارد و تعداد این غلتک‌ها در برخی سیستم‌ها ۵-۲ جفت می‌باشد. مواد وارد شده به این سیستم سمولینای درشت و پوسته چسبیده به آندوسپرم می‌باشد.
این غلتک قادر است آردها را از بخش‌هایی از سبوس جدا نموده و مواد حاصله را جهت ادامه تولید به غلتک‌های صاف هدایت نماید.
۳٫ غلتک‌های صاف
سطح این غلتک‌ها شیار ندارد و تعداد آن در سیستم‌های امروزی ۸-۵ جفت می‌باشد. در هر مرحله مواد خرد شده به ترتیب در این غلتک‌ها به مواد نرم و آرد ریز تبدیل میشود و توسط الک‌ها با مش متفاوت، انواع آردها استحصال میشود.
کم و زیاد بودن فاصله غلتک‌ها
در صورتی که فاصله غلتک ها تنظیم نشود مشکلاتی در فرآیند تولید به وجود می‌آورد. اگر فاصله غلتک‌ها کم باشد افزایش حرارت و بالا رفتن اصطکاک که موجب خوردگی شیار و خسارت مالی می‌گردد، میشود و همچنین خرد شدن و له شدن بیش از حد دانه‌ها در پی دارد و الک کردن با مشکل مواجه میشود و با کاهش بازدهی دستگاه مواجه می‌شویم که منجر به بسته شدن لوله‌ها و مارپیچ‌ها قبل از والس میشود و باعث اعمال فشار زیاد به الکتروموتور میشود. در صورتی که فاصله غلتک‌ها زیاد باشد باعث عدم اجرای صحیح عملیات آسیابانی میشود و همچنین خروج بیش از حد بار از والس‌ها و احتمال کم شدن بار ورودی و در نتیجه خالی کار کردن غلتک‌ها و افزایش حرارت آنها میشود. و همچنین درشت تر شدن بار در مقایسه با مش‌های الک و عدم توانایی الک برای جداسازی بهتر را در پی دارد(سییر,۲۰۰۹).
انواع آسیاب
آسیاب یا خرد کننده مواد غذایی خشک به اشکال مختلف و با اهداف گوناگون صورت می گیرد که برخی از مهم ترین آنها عبارتند از:
آسیاب گلوله ای
این نوع اسیاب متشکل از یک استوانه فولادی است که با سرعت کمی دوران می کند. محفظه از ساچمه های فولادی به قطر ۵/۲ تا ۱۵ سانتی متر پوشیده شده است.
سرعت های کم و اندازه گلوله های کوچک نیروهای برشی موثر هستند در صورتی که در سرعت بالا و گلوله های بزرگ نیروهای ضربه ای اهمیت بیشتری پیدا می کنند.
در نوع اصلاح شده از این دستگاه لز میله به جای گلوله استفاده می شود. این عمل از چسبندگی مربوط به غذاهای چسبناک جلوگیری می نماید.
آسیاب صفحه ای
این نوع اسیاب از نیروی برشی یا ترکیب از نیروی برشی و ضربه ای جهت خرد کردن اجسام بهره می برند و دارای انواع ذیل می باشد:
ا. آسیاب تک صفحه ای
در این دستگاه دانه از فضای قابل تنظیم بین پوسته ساکن و یک صفحه شیاردار که با سرعت زیادی دوران می کند عبور کرده و خرد می گردد.
۲٫ آسیاب دو صفحه ای
از دو صفحه ی گرد تشکیل شده است که در خلاف جهت هم دوران میکند این عمل باعٍث افزایش نیروی برشی می گردد.
۳٫ آسیاب صفحه ای سوزن دار
در این ماشین میخ هایی با فواصل معین به صفحه، پوسته و یا به دو صفحه آسیاب متصل شده اند و با ایجاد نیروهای برشی و ضربه ای کارایی دستگاه را بالا می برند
آسیاب چکشی
از یک محفظه استوانه ای شکل تشکیل شده است که به صورت افقی قرار گرفته و سطح داخلی آن از لایه ضخیمی از فولاد پوشیده شده است. دستگاه مجهز به محور چرخانی است که چکشهایی در امتداد طول ان نصب گردیده است. دانه گندم در اثر نیروی ضربه ای حاصل از چکشها خرد می شود.
والس یا آسیاب گندم
این دستگاه در دو مدل یک طبقه و دو طبقه تولید می شود که بر اساس اختلاف دور غلطک های آن باعث می شود تا پوسته از مغز گندم جدا شود و در مراحل بعدی مغز گندم خرد می شود.
کمک والس
جهت کمک به خرد شوندگی بهتر بار توسط والس ها در سیستم استفاده می شود
الک کردن
در هر مرحله پس از هر جفت غلتک، از الک‌های متفاوتی جهت استحصال استفاده میشود. الک‌ها با حرکات خود سطح وسیعی را ایجاد می‌کنند. در هر مرحله با استفاده از الک‌های لرزشی و جریان هوا می‌توان به سهولت نسبت به جداسازی آردها اقدام نمود.
دو عامل در حرکت الک‌ها مؤثر است:
۱٫ سرعت
۲٫ قطر دایره چرخش
حرکت دانه بر روی سطح الک تحت تأثیر نیروی گریز از مرکز، جاذبه و اصطکاک می‌باشد.
عموماً در سیستم آسیابانی دو نوع الک وجود دارد: الک‌های ثابت و الک‌های متحرک.
الک‌ها
۱٫ الک‌های بادی
این الک‌ها برای جداسازی نیاز به هوای متحرک دارند. در این سیستم مواد پس از وارد شدن به سطح الک بر اثر جریان هوا و با استفاده از مش‌های متفاوت جداسازی میشود. مواد سبک‌تر به قسمت فوقانی و مواد سنگین‌تر به قسمت تحتانی وارد میشود. تناژ این دستگاه ۷۰-۲۰ تن در شبانه‌روز می‌باشد.
۲٫ الک‌های چوبی
این الک‌ها، از الک‌های قدیمی بوده و معمولاً ساخت کشور روسیه می‌باشد. تعداد الک‌های مورد نیاز روی هم قرار گرفته و چهار گوشه آنها توسط ثبت‌های قوی به هم متصل است. برای جابجا کردن الک‌های زیری نیاز به جابجا کردن الک‌های فوقانی می‌باشد. از معایب آن می‌توان به بازدهی کم، اشغال فضای زیاد، اختلاط آرد و سبوس اشاره داشت.
۳٫ الک‌های چهار کاناله
دارای چهار کانال بوده، کانال‌ها توسط تیغه‌هایی از یکدیگر جدا می‌شوند. دو به دو به صورت ضربدری به یکدیگر متصل اند.از مزایای آن می‌توان به وزن کم، حمل و نقل آسان، قابلیت نصب در هر محل، مصرف انرژی کم، توان تعیین سرعت مناسب و امکان تغییر گردش بار اشاره کرد.
۴٫ الک‌های با قاب کشویی
این الک‌ها درون محفظه‌های فلزی قرار دارد و دارای کانال‌های متفاوت می‌باشد. درب کانال‌ها از دو طرف قابل باز شدن هستند و دارای ارتفاع‌های مختلف می‌باشند. از فواید آن به امکان تغییر گردش بار با تغییر جهت الک‌ها، ظرفیت بالا و حداقل بودن امکان اختلاط آرد و سبوس می‌توان اشاره کرد.
۵٫ الک‌های مربعی
این نوع الک‌ها از سه قسمت مجزا تشکیل شده‌اند. در دو قسمت طرفین، کانال‌های الک و در قسمت وسط شفت و لنگ قرار دارند. که امروزه بیشتر از این نوع الک‌ها استفاده میشود. امروزه این الک‌ها به صورت ۸، ۶، ۴ و ۱۰ کاناله ساخته میشود و سیستم متحرکه آنها تسمه‌های دنده‌دار است. پوشش داخلی کانال‌ها از رنگ مخصوص مواد غذایی می‌باشد. به طوری که مواد به آن نمی‌چسبند. درب‌ها از جنس پلاستیک و فایبرگلاس می‌باشد که به سطح درونی آنها پارچه مخصوص چسبنده شده است درب‌ها به رامکاها پرس می‌شوند و باعث آب‌بندی شدن آنها می‌گردند.راهکارها درون کانال روی هم قرار می‌گیرند و از طریق پیچ‌های ریگلاژ فشاری از بالا به پایین می‌آورند و بدین شکل به یکدیگر می‌چسبند. جنس رامکاها از چوب است با روکشی از فومیکا.در الک‌های مربعی، گردش بار با چرخاندن رامکاها تغییر پیدا میکند. تعداد رامکاها در کانال از ۱۴ تا ۳۰ عدد در این نوع الک‌ها، می‌تواند متغیر باشد که هر یک از اینها را می توان تعویض و یا دیاگرام کارخانه را تغییر داد.
۶٫ الک‌های کوچک
این سیستم کوچک الک برای تهیه آرد گندم و ذرت در کارخانه‌های غلات دام و طیور، در کارخانه‌های تهیه مواد غذایی و کارخانه‌های تهیه مواد شیمیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. علاوه بر این از سیستم الک‌های کوچک می‌توان برای کنترل سمولینا در کارخانه‌های تهیه آرد استفاده نمود. با توجه به موارد مصرف، هر سیستم الک از ۴ تا ۱۰ الک تشکیل شده که ۲ تا ۶ عدد الک برای جداسازی به کار می‌رود.
۷٫ الک تصفیه یا مغز گیر
دستگاه تصفیه یا کورپا موارد مصرف متعددی دارد از جمله اینکه می‌توان از این دستگاه در موارد زیر استفاده نمود:
۱٫ استخراج آرد نول
۲٫ تولید دانه شکری
۳٫ تهیه سمولینا از گندم دروم
۴٫ جداسازی سبوس از دانه شکری
۵٫ آسیاب نمودن گندم خشک
دستگاه تصفیه قادر است بازدهی آرد را بدون افزایش میزان خاکستر انجام دهد. این دستگاه دارای دو سری الک موازی بوده که در هر سری، دارای سه قسمت و هر قسمت، دارای چهار الک می‌باشد. اساس جداسازی در این دستگاه براساس ابعاد، درشتی و ریزی مواد است.
معمولاً جنس توری‌ها از نایلون یا پلی‌استر می‌باشد. در این دستگاه الک بالایی دارای زیر الکی و الک پایینی دارای رو الکی می‌باشد.
۸٫ تایفون یا سبوس کوب
این دستگاه نوعی از الک است برای مقاصد زیر:
۱٫ جداسازی آرد چسبیده به سبوس
۲٫ استحصال آرد نرم، مرطوب و چسبنده مانند آرد فیلتر یا نرمه
۳٫ به منظور تولید سبوس مخصوص نان بربری یا ویزیتکا مورد استفاده قرار می‌گیرد.
این دستگاه دارای دو نوع ثابت و ویبره می‌باشد که نوع ثابت آن یک سیلندر استوانه‌ای بوده و همچنین دارای شفت پره‌دار و یک توری می‌باشد. در اثر نیروی الکتروموتور شفت پرده‌دار می‌چرخد و بدین ترتیب به سبوس ضربه وارد میکند و موجب جداسازی آردهای چسبیده به سبوس میشود.این دستگاه دارای دو نوع افقی و عمودی است. در نوع عمودی ورود بار از پایین و خروج بار از بالاست. در این دستگاه بار باید تنظیم گردد. اگر با کم باشد، سبوس بیش از حد خرد می‌گردد و اگر زیاد باشد جداسازی به خوبی صورت نمی‌گیرد.
سبوس کوب ویبره: نوعی الک است که از آن هم برای جداسازی آرد چسبیده به سبوس و تفکیک بارهایی که در الک مخلوط شده، استفاده میشود.
چنانچه الک مواد خرد شده را مخلوط کند، این مواد وارد فیلتر شده و مشکلاتی را ایجاد میکند. پس از جداسازی آرد و سبوس هر یک به یک نقطه مناسب هدایت میشود و سبوس به والس و آرد به بخش ذخیره منتقل میشود.
۹٫ دستگاه‌های متلاشی کننده ( دتا شور)
این دستگاه دو نوع استوانه‌ای و ضربه‌ای دارند و به طور کلی در موارد زیر استفاده می‌شوند:
۱٫ متلاشی کردن آردهای بهم چسبیده، که در اثر فشار بین دو غلتک صاف در دستگاه والس به وجود می‌آید ( تا این آردهای بهم چسبیده، به عنوان روالکی، در الک به پاساژهای بعدی منتقل نشود).
۲٫ جهت متلاشی و خرد کردن مواد، به عنوان کمک به والس.
۳٫ به عنوان خرد کننده، بعد از الک (یک پاساژ جداگانه).
۴٫ برای کشتن و از بین بردن تخم حشرات.
الف) دتا شور استوانه‌ای
این دستگاه ظرفیتی حدود ۱,۵ تا ۲ تن در ساعت دارد. سرعت روتور این دستگاه محدودیت دارد و علت آن این است که نباید سبوس یا جوانه موجود در آرد را خرد کند و خاکستر آرد را بالا ببرد. این نوع دتاشور برای بارهای ریزتر مانند آرد استفاده میشود و سرعت آن بین ۸۰۰ تا ۱۲۰۰ دور در دقیقه می‌باشد. در پاساژهایی که بار کثیف‌تری دارند یعنی دارای سبوس بیشتری هست استفاده میشود.
ب) دتاشور ضربه‌ای:
در این دستگاه عمل متلاشی و خرد کردن مواد توسط پرتاب با شدت مواد به طرف پوسته انجام می‌گیرد و سه عامل در این امر دخالت دارند و در پاساژهایی که بار تمیزتری دارند یعنی سبوس کمتری دارند استفاده میشود.
۱٫ سرعت بالای روتور و پره‌ها.
۲٫ فاصله کم پوسته و پره‌ها.
۳٫ نوع روتور.
سرعت این دستگاه بین ۳۰۰۰ تا ۶۰۰۰ دور در دقیقه است. قطر این پره‌ها بین ۵۰ تا ۶۰ میلی‌متر می‌باشد که از این دستگاه با دور ۶۰۰۰ دور در دقیقه برای خرد کردن مواد ریز تا ۱۰۰ میکرو متر استفاده میشود.
لازم به ذکر است در جایی که مشکل تیرگی آرد وجود نداشته باشد از نوع ضربه‌ای با دور بالا استفاده میشود.
چنانچه این مشکل وجود داشته باشد، از سرعت پایین استفاده میشود دتاشور ضربه‌ای به دو صورت وجود دارد:
۱٫ دتاشور با قدرت جداکنندگی کمتر
۲٫ دتاشور با قدرت جداکنندگی بیشتر
مقادیر میزان بازدهی الک‌ها در هر مرحله
معمولاً در کارخانجات آرد، مقدار آرد عبوری در مرحله اول ۲۵ درصد، در مرحله دوم ۱۵ درصد، در مرحله سوم ۱۲ درصد، در مرحله چهارم ۸ درصد، در مرحله پنجم ۶ درصد، در مرحله ششم ۵ درصد بقیه در مراحل بعدی استخراج میشود.
مرحله ی کیسه گیری
در این مرحله بعد از استحصال آرد به طور کامل وارد مخازن ذخیره شده و سپس در کیسه های ۴۰ کیلو گرمی پر و دوخته می گردد و سپس برای تولید به مراکز مصرف حمل می شود(سلمان,۲۰۰۷).
نگهداری آرد گندم
آرد گندم چنانچه پس از تولید در شرایط مناسب نگهداری نشود به سرعت فاسد میشود، به این ترتیب که اسیدهای چرب غیر اشباع آن مانند اسید لینولئیک و لینولنیک اکسید شده و در نتیجه اسیدیته آرد افزایش می‌یابد، آفات انباری به آرد حمله کرده و کیفیت آن را کاهش می‌دهند. به علاوه در چنین حالتی احیای گروه‌های دی سولفید به کندی انجام می‌گیرد و حلالیت گلوتن و در نتیجه کیفیت آرد کاهش می‌یابد. بدیهی است چنانچه رطوبت آرد از ۱۴ درصد بالاتر باشد امکان کپک زدن آن وجود دارد.به همین جهت لازم است آرد در شرایط مناسب نگهداری شود. برای این منظور راه‌های مختلف وجود دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
الف) نگهداری به صورت فله با استفاده از سیلوهای فلزی از جنس فولاد، آلیاژ، آلومینیوم و مانند اینها که ممکن است مجهز به سیستم هوادهی هم باشند که در این صورت امکان حشره زدایی هم وجود دارد.
ب) نگهداری به صورت کیسه و پالت در انبارهای غیر قابل نفوذ رطوبت دما و آفات انباری و مجهز به سیستم هوادهی.
طی نگهداری آرد در اثر فعالیت آنزیم‌های موجود در آن تغییراتی در چربی، پروتئین و به ویژه گلوتن حاصل میشود. مجموع این تغییرات موجب رسیدن آرد و بهبود کیفیت آن میشود.سرعت این تغییرات بسته به دمای محیط نگهداری متفاوت است. در تابستان حدود ۱۰ روز و در زمستان حدود ۲۰ روز برای این کار لازم است. طی این مدت اگر هوادهی انجام گیرد رسیدن آرد سریعتر انجام می‌گیرد. برای این منظور ۳-۲ مترمکعب هوا با دمای ۲۰ درجه سلسیوس به مدت ۶ ساعت مناسب است. در دمای بیش از ۲۰ درجه سانتی‌گراد آرد کامل برای حدود ۳۰ روز و آرد روشن برای حدود ۴ ماه قابل نگهداری است اما قابلیت نگهداری آردهای با درصد استخراج پایین‌تر طولانی تر است و به بیش از ۶ ماه می‌رسد.برای نگهداری آرد از مخازن بزرگ استفاده میشود اما استفاده از کیسه‌های پنبه‌ای، کنفی، کیسه کاغذی و ظروف فلزی هم متداول است. آفات انباری آرد تا حدی شبیه آفات انباری گندم است، در مناطق مرطوب کپک‌ها، باکتری‌ها، حشرات و اکسیداسیون چربی موجب فساد آرد و کاهش تدریجی ویژگی‌های پخت آن می‌شوند.مقدار رطوبت آرد هنگام انبار کردن رابطه نزدیکی با طول زمان نگهداری دارد چنانچه آرد برای مدت طولانی نگهداری شود مقدار رطوبت باید کمتر از ۱۴ درصد باشد، باز هم خطر اکسیداسیون چربی و افزایش اسیدیته وجود دارد، و این عمل به ویژه در حضور یون‌های فلزی نظیر مس دو ظرفیتی با سرعت بیشتری صورت می‌گیرد. آلودگی آرد به حشرات پیش از انبار کردن موجب میشود که به هر حال محصول در داخل انبار مورد حمله حشرات قرار گیرد، برای جلوگیری از این عمل لازم است که پیش از انبار کردن از عدم وجود حشرات در انبار و در محصول اطمینان حاصل نمود، از آنجا که حشرات در تمام قسمت‌ها و از جمله مزرعه، ماشین‌های جابجایی، آسیاب، انبار گونی‌های بسته‌بندی و غیره وجود دارند. برای حشره زدایی آرد از دستگاهی میشود که در آن آرد با سرعت حدود ۳۰۰۰ دور در دقیقه می‌چرخد و در این شرایط حشرات و حتی لارو و تخم آنها نابود می‌شوند و آرد سپس از عبور از این دستگاه بسته‌بندی میشود(سوسلز,۲۰۱۱).
در ایران حدود ۴۰۰ کارخانه آرد غلتکی وجود دارد که مبادرت به تولید اردهای مختلف با درجه استخراج متفاوت می نمایند. اصول و مبنای این کارخانه ها تفکیک و جداسازی اجزای مختلف و به ترتیب خرد و ریز کردن ( آسیاب کردن ) هر یک از آنها می باشد. هدف اصلی در ایجاد، جداسازی جوانه، پوسته و بافت آندوسپرم است. که می باید به طور اصلی بافت آندوسپرم ریز و نرم شود. اصولا فرایند آسیاب کردن را می توان در سه بخش خلاصه نمود:
بوجاری و تمیز کردن، شامل جداسازی افت غیر مفید و هم چنین پاک کردن اصلی در این مرحله سطح دانه پاک و تمیز می شود.
آماده سازی، شامل شست و شو یا نم زدن و حالت دادن.
آسیاب کردن، شامل خرد نمودن، آسیاب کردن، ریز و نرم کردن، الک کردن و تفکیک و درجه بندی است.
هدف از فرایند آسیاب کردن در مفهوم امروزی و از دیدگاه تکنولوژیکی به شرح ذیل خلاصه می گردد:
به وجود آوردن پوسته سفت، لاستیکی و چرم مانند
جداسازی پریکارپ و تستا
جداسازی جوانه و لایه آلرون از آندوسپرم
پوک و ترد کردن آندوسپرم
ریز و نرم کردن آندوسپرم و به وجود آوردن آرد روشن با ویژگی های مختلف
تنظیم رطوبت آرد به منظور الک کردن راحت
اصولا در فرایند آسیاب کردن اولین پوسته، جوانه و تمامی یا قسمتی از لایه آلرون به عنوان سبوس جدا می سود. با توجه به هدف مورد نظز و یا دیاگرام کارخانه می توان آرد کامل یا آرد با درجه استخراج یا بازدهی متفاوت با درصد سبوس متفاوت را تهیه نمود.
فهرست منابع
Mintel, 2011. Mintel Global New Products Database. As cited in: Whole grain statistics, Whole Grains Council. Available at: http://www.wholegrainscouncil. org/newsroom/whole-grain-statistics (accessed 16.09.11.)
Salman, H., Copeland, L., 2007. Effect of storage on fat acidity and pasting characteristics of wheat flour. Cereal Chemistry 84, 600e606.
Seyer, M.E., Gelinas, P., 2009. Bran characteristics and wheat performance in whole
wheat bread. International Journal of Food Science and Technology 44,
۶۸۸e693.
Sosland, L.J., 2011. Whole wheat flour production tops 20 million cwts; growth rate
slows. Milling & Baking News. 90, 1,29,30,32.
Weaver, G.L., 2001. A miller’s perspective on the impact of health claims. Nutrition Today 36, 115e118
[۱] -Ball mills
[۲]– Disk mill
[۳] Hammer mill
[۴] – Roller mill
[۵] – Gaule
[۶] – Josef Anton
[۷] – Bolinger
[۸] – Collier
[۹] – Freyenmuth
[۱۰] – Johann conrad
[۱۱] – Abraham Embrach
[۱۲] – Freidrich Wegmann
[۱۳] – Vibro dichar ger
[۱۴] – Damper
[۱۵] – Jet printer
