Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы 12
1.1. Ассортимент, технологические и рецептурные особенности производства мучных блюд и изделий 12
1.2. Состояние уровня механизации производства тестовых полуфабрикатов мучных блюд и изделий 28
1.3. Резание пищевых продуктов 50
1.4. Изменение свойств пшеничного теста в процессе производства мучных изделий 53
1.5. Реологические свойства тестовых масс 56
1.6. Обзор исследований по валковым машинам и течению вязких сред в каналах различной формы 60
1.7. Обоснование выбора темы, цели и задачи исследования 66
Глава 2. Изменение свойств теста для мучных БЛВД и изделий в процессе производства 68
2.1. Набухаемостъ крахмёйьных зерен 69
2.1.1. Описание приборов и методики экспериментов 70
2.1.2. Результаты экспериментов 75
2.2. Изменение содержания редуцирующих Сахаров . 78
2.2.1. Описание приборов и методики экспериментов 79
2.2.2. Результаты экспериментов 82
2.3. Изучение органолептических показателей тестового полуфабриката мучных блюд и изделий 87
2.4. Многофакторные математические модели для оценки качества тестовых полуфабрикатов мучных блюд и изделий 90
2.5. Выводы 93
Глава 3. Теоретические исследования процесса формования тестовых полуфабрикатов мучных блюд и изделей 95
3.1. Физическая сущность процесса прокатки тестовых масс 95
3.2. Теоретическое описание физической сущности процесса прокатки тестовых масс 101
3.3. Математическое моделирование процесса прокатки тестовых масс 105
3.4. Продольное растяжение тестовой массы 111
3.5. Продольная прокатка тестовых масс 116
3.5.1. Прямоугольный профиль 116
3.5.2. Круглое сечение 118
3.6. Резка тестовых масс 120
3.6.1. Нож в виде плоской пластины 120
3.6.2. Резание фигурным ножом 123
3.7. Математическое моделирование процесса формования тестовых масс с начинкой 127
3.7.1. Расчет оптимального профиля формующего барабана 129
3.7.2. Сдавливание (защипка) тестовой заготовки .132
3.8. Растяжшние тестовых полуфабрикатов специальными растягивающими устройствами 135
3.8.1. Растяжение тестового пласта 138
3.9. Выводы 142
Глава 4. Экспериментальные исслвдзвания структурно-механических свойств теста для мушшх блвд и изделий .144
4.1. Определение реологических свойств теста 144
4.1.1. Описание прибора и методики экспериментов .145
4.2. Результаты исследований .151
4.2.1. Зависимость эффективной вязкости теста от влажности и скорости сдвига 151
4.2.2. Влияние температуры отлежки теста на его реологические свойства 160
4.2.3. Влияние продолжительности отлежки на реологические свойства теста 164
4.2.4. Влияние механической обработки на реологические свойства теста 168
4.2.5. Влияние давления на изменение реологических свойств теста 170
4.3. Исследование процесса релаксации напряжений в тесте для мучных блюд и изделий 172
4.4. Выбор реологической модели для теста мучных блюд и изделий 175
4.5. Изменение свойств теста при растяжении 176
4.5.1. Описание прибора 177
4.5.2. Методика экспериментов 179
4.5.3. Результаты исследований 181
4.5.3.1. Влияние влажности 181
4.5.3.2. Влияние механической обработки 185
4.5.3.3. Влияние температуры и продолжительности отлежки 188
4.5.3.4. Влияние рецептуры теста 191
4.5.4. Математическая обработка результатов исследований 193
4.6. Изменение плотности лагманного теста от давления 196
4.6.1. Описание прибора и методики экспериментов 197
4.6.2. Результаты исследований 198
4.7. Исследование упругого восстановления теста для мучных блюд и изделий 199
4.7.1. Описание установки и методики экспериментов 200
4.7.2. Результаты исследований 200
4.8. Выводы 204
Глава 5. Новые тестоформущие машины 206
5.1. Машина для формования лагмана и шимы экструзией типа ЦС-І39М 207
5.2. Машина для формования соэкструзией 209
5.2.1. Описание машины для формования тестовых полуфабрикатов соэкструзией 210
5.3. Машина для формования тестового полуфабриката для лапши, мампара, бешбармака, кесме и лагмана многовалковыми формующими устройствами 218
5.3.1. Испытания машины для формования тестовых полуфабрикатов 222
5.4. Полумеханизированная линия для производства национальных мучных изделий с начинкой 224
5.5. Машина для формования изделий с начинкой 228
5.6. Машина для формования национальных кондитерских палочек (соломок) 233
5.7. Машина для непрерывной раскатки тестового пласта 235
5.8. Выводы 238
Глава 6. Научные основы выбора рациональных параметров машин 240
6.1. Выбор рациональных параметров процесса формования тестовых полуфабрикатов мучных блюд и изделий резанием 240
6.2. Выбор рациональных технологических параметров шнековой формующей машины 251
6.3. Выбор рациональных параметров формования соэкструзией 264
6.4. Выбор рациональных параметров режима скрепления пластов при формовании национальных мучных изделий с начинкой 281
6.5. Выводы 287
Глава 7. Расчет экономической эффективности от внедрения машин для производства мучных блвд и изделий 288
7.1. Расчет экономической эффективности шнековой формующей машины 289
7.2. Расчет экономической эффективности машины для формования соэкструзией 291
7.3. Расчет экономической эффективности машин для формования лапши, лагмана, кульчатая и др 294
7.4. Расчет экономической эффективности полумеханизированной линии для производства изделий с начинкой 296
7.5. Расчет экономической эффективности машины для формования изделий с начинкой 299
7.6. Расчет экономической эффективности от механизации производства кондитерских палочек (соломок) 301
7.7. Выводы 304
Общие выводы по работе 305
Литературные источники 307
Приложения 335
- Состояние уровня механизации производства тестовых полуфабрикатов мучных блюд и изделий
- Изучение органолептических показателей тестового полуфабриката мучных блюд и изделий
- Теоретическое описание физической сущности процесса прокатки тестовых масс
- Исследование процесса релаксации напряжений в тесте для мучных блюд и изделий
Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время важнейшей задачей является подъем экономики и повышение материального благосостояния населения. При этом основное внимание должно быть уделено улучшению снабжения продуктами питания.
В связи с этим большое значение приобретает развитие имеющихся, выявление и использование новых ресурсов для увеличения общего продовольственного потенциала отдельных регионов и суверенных государств.
Одним из таких ресурсов является широкое использование в рационе питания населения блюд и изделий из мучной продукции, которые отличаются высоким содержанием необходимых для организма человека пищевых веществ: белков, незаменимых аминокислот, витаминов, минеральных веществ и углеводов.
Мука - наиболее дешевый и доступный вид сырья. Она своими полноценными белками, углеводами мало отличается от таких продуктов, как мясо и яйца.
мучные блюда и изделия отличаются высокой калорийностью, пищевой ценностью. Особенно резкое улучшение отмеченных показателей достигается тогда, когда они готовятся с мясом, овощами и другими добавками.
Улучшение качества, увеличение ассортимента, широкое использование в рационе питания населения муки, как наиболее дешевого и доступного вида сырья, производство и реализация в большом количестве блюд и изделий из него как на предприятиях общественного питания, так и в домашних условиях, имеет большое значение и является дополнительным резервом в увеличении продовольственного потенциала.
В связи с этим возникли неотложные задачи, связанные с развитием предприятий общественного питания,оснащением их современным торгово-технологическим оборудованием, применением новейших методов передовой технологии, разработкой и внедрением новой техники с тем расчетом, чтобы интенсифицировать технологические процессы приготовления и реализации мучных блюд и изделий.
Мучные блюда и изделия пользуются большой популярностью. У каждого народа есть своя национальная кухня с широким ассортиментом мучных блюд и изделий. Они создавались и совершенствовались национальной общностью людей, в частности, вкусовыми восприятиями, самобытностью, национальным колоритом и др.
Особенно большой популярностью мучные блюда и изделия пользуются среди населения в государствах Средней Азии и в Казахстане. В этих местах они являются одним из основных источников питания. Выборочные исследования показали, что выпуск их постоянно увеличивается и в городских местностях составляет до 30$, в сельских - 5Q# от общего объема выпускаемых блюд. Производством мучных блюд и изделий занимаются около 2500 предприятий общественного питания с общим числом посадочных мест около 50 тыс. Количество предприятий и посадочных мест соответственно составляет: по республике Узбекистан - около 1500 на 30 тыс.посадочных мест, по Казахстану - около 400 на 7 тыс.посадочных мест, по Таджикистану - 300 на 3 тыс.посадочных мест, по Кыргызстану соответственно 200 на 3 тыс.посадочных мест и т.д. Кроме этого, мучные блюда и изделия реализуются на предприятиях общественного питания, находящихся при промышленных предприятиях, в учебных заведениях и в местах отдыха трудящихся. В названных государствах ежегодно в весенне-летний период открываются около 800 сезонных предприятий общественного питания на 20 тыс.посадочных мест по производству национальных мучных блюд и изделий и других нацио-
нальных блюд. Выпуск их постоянно увеличивается, совершенствуются качество и ассортимент. Годовая выработка в среднем составляет более 60 млн.блюд.
В основе производства национальных мучных блюд и изделий лежит приготовление тестового полуфабриката, что является тяжелым, трудоемким ручным процессом. Производство тестового полуфабриката осуществляется вручную и связано с многократным растягиванием, раскручиванием, раскатыванием тестового полуфабриката, который требует от рабочих (поваров) много сил, энергии и умения.
В связи с трудоемкостью работ технологический процесс длится 2,5-3 часа, соответственно выработка на одного работника составляет 65-70 порций блюд в смену. Все это отражается на производительности труда и на эффективности производства. Поэтому мучные блюда и изделия производятся на небольших предприятиях общественного питания в ограниченном ассортименте и количестве.
Увеличение ассортимента, улучшение качества, повышение производительности труда и эффективности производства неразрывно связано с комплексной механизацией производства тестовых полуфабрикатов мучных блюд и изделий, что являетел актуальной проблемой развития предприятий общественного питания отдельных регионов государств Средней Азии и Казахстана.
Цель диссертационной -работы - разработка на основе математического и физического моделирования конструктивных, технологических и биохимических аспектов в комплексе, рациональной расчетной методологии и эффективных способов формования и аппаратурной реализации для производства полуфабрикатов национальных мучных изделий, позволяющих создать и реализовать практически соответствующие технологии и оборудование.
В соответствии с поставленной целью в работе решались следую-
щие задачи:
исследование, математическое и физическое моделирование структурно-механических и биохимических процессов формования тестовых полуфабрикатов национальных мучных изделий;
разработка рациональных технологических схем формования и расчетного аппарата для проектирования соответствующего оборудования;
разработка и внедрение новых тестоформующих машин, исключающих ручной труд при производстве тестовых полуфабрикатов.
Научная новизна:
создана научно обоснованная методология разработки эффективных способов и аппаратурной реализации для формования тестовых полуфабрикатов национальных мучных изделий;
разработан комплекс адекватных математических моделей процессов формования в технологическом, структурно-механическом и биохимическом аспектах, позволивший создать рациональный расчетный аппарат для производственной реализации соответствующих технологий и оборудования, в том числе в серийных вариантах;
теоретически и экспериментально обоснован выбор направлений в создании принципиально новых конструкций тестоформующих машин для производства тестовых полуфабрикатов, позволяющих интенсифицировать технологический процесс производства национальных мучных блюд и изделий.
Практическая ценность работы. На основании результатов научных исследований разработаны и внедрены в производство следующие серии машин и установок для формования тестовых полуфабрикатов национальных мучных блюд и изделий:
- машина для формования лагмана, шимы, дунганской лапши экструзией;
- II -
* - машина для формования баурсана, пишме, тестовой ленты рулета соэкструзией;
машина для формования лапши, мампара, бешбармака, кисме валковыми формующими устройствами;
машина для формования мучных изделий с начинкой;
машина для формования кондитерских палочек (соломок);
машина для непрерывной раскатки тестового пласта;
полумеханизированная линия для производства мучных изделий с начинкой;
# - механизм для формования тестовых полуфабрикатов в домашних условиях.
Общий экономический эффект от внедрения разработанных машин и устройств составил 5,5 млн.руб.
»
Состояние уровня механизации производства тестовых полуфабрикатов мучных блюд и изделий
Как было отмечено в разделе I.I, производство тестовых полуфабрикатов является тяжелым и трудоемким процессом, в связи с чем применяются различные методы малой механизации и различные приспособления для формования тестового полуфабриката.
Для производства тестового полуфабриката для лагмана, дунганской лапши, шимы в Узбекистане и Казахстане применяют ручной пресс (рис.1.7). Он состоит из цилиндра, в нижней части которого расположена матрица. Внутри цилиндра - поршень с винтом, на конце которого закреплена рукоятка. Пресс работает следующим образом: вначале снимают верхнюю доску, закрепленную при помощи болтов, затем вынимают поршень с винтом, после чего цилиндр заполняется тестом. После установки поршня в цилиндр верхняя доска закрепляется с нижней площадкой. Рукоятка вращается вокруг собственной оси, соответственно поршень движется вниз и продавливает тесто через матрицу, имеющую круглые отверстия, которые имеют различный диаметр - 1,5; 2; 3; 4 мм. К недостаткам описанного устройства относится нарушение ритмичности в работе, низкая производительность (8-Ю кг/час), непостоянная скорость выпрессовывания, низкое качество полуфабриката и недостаточная надежность механизма в работе.
В качестве механического пресса используется обычная мясорубка. Она устанавливается вертикально (рис.1.8), состоит из загрузочного бункера в виде усеченного конуса и шнековой камеры.
Камера для обработки представляет собой вертикальный пустотелый цилиндр, внутри которого имеются радиальные и винтообразные ребра. Внутри камеры расположен однозаходный винт, совершающий вращательные движения. К нижней части цилиндра закрепляется матрица, имеющая отверстия разного диаметра. Устройство работает следующим образом. Тесто подается вручную непрерывно через загрузочное устройство в шнековую камеру. Затем при помощи шнека тесто продвигается к матрице и формуется полуфабрикат в виде нити различного диаметра. Этот способ и устройство имеют ряд недостатков, в частности: неоднородность структуры тестового полуфабриката, несоответствие скорости прессования скорости течения, наличие воздушных включений, низкий коэффициент полезного действия и др.
Производство тестовых полуфабрикатов для лапши, кесме, утро ош, чапади, манты, чучвары, бешбармак и др. связано с изготовлением тестовой ленты и лепешки различной толщины и нарезкой на различные формы и размеры. Все операции, связанные с раскаткой и формованием тестового полуфабриката, осуществляются вручную или с применением некоторых приспособлений. На рис.1.9 представлены некоторые приспособления, применяющиеся для раскатки и нарезки тестового полуфабриката различной формы и размера.
Для нарезки тестового полуфабриката для кесме из раскатанного пласта теста предложено устройство Бойгазиевой М.Б. /17/ (рис.1.10).
Устройство работает следующим образом: вначале формуется тестовая лента при помощи раскатывающих валиков, затем она подается формующими устройствами, которые вращаются при помощи рукоятки. Отформованные тестовые полуфабрикаты подвергаются варке. Механиком комбината питания Красногвардейского района Днепропетровска Черниным В.З. предложена лапшерезка,переоборудованная из хлеборезки типа МРХ (рис.1.II). Для этого в хлеборезке устанавливают прижим для рулона раскатанного теста и уменьшают ход подающей каретки.
Прижим изготавливается из четырех стальных прутков диаметром 8-Ю мм и длиной 640 мм,вваренных в стальную пластинку толщиной 4-5 мм. Расстояние между прутками по отверстиям подающей каретки должно быть равным 15 мм. Прижим крепят двумя болтами к задней крышке машины.
Ход подающей каретки регулируется за счет спирального вы реза регулирующей шайбы (на 15 мм к центру по ходу спирали) и прореза эксцентриковой шайбы (на 100 мм к центру). Это позволяет достичь допустимо минимальной толщины нарезки, равной 5 мм.
После того, как установлен прижим и собран узел подачи, подающий лоток продвигают вперед до соприкосновения его с ножом и при помощи регулировочной шайбы задают нужную толщину нарезки лапши. Необходимо отметить, что указанные приспособления промышленностью не выпускаются.
Как видно из представленных материалов, приготовление тестовых полуфабрикатов мучных блюд и изделий связано с трудоемкими процессами: замеса теста, разделки, раскатки и др., так как для обработки их на сегодняшний день не имеется достаточного количества малогабаритного тестоформужщего оборудования. Оно не выпускается промышленностью, те конструкции его, которые используются, несовершенны, качество получаемых тестовых полуфабрикатов и готовой продукции низкое. Поэтому в обзоре литературы целесообразно рассмотреть машины и механизмы, которые представляют интерес с точки зрения их конструктивного решения, что дает основание определить оптимальные схемы машин и аппаратов для производства тестовых полуфабрикатов мучных блюд и изделий.
В ряде стран производятся тестовые полуфабрикаты для мучных изделий, близкие по технологии производства лагманного полуфабриката (корейская лапша, японская вермишель, итальянская лапша и др.). Для формования указанных изделий предложены отдельные устройства и машины, некоторые из которых описаны ниже.
Изучение органолептических показателей тестового полуфабриката мучных блюд и изделий
Изготовление тестового полуфабриката для мучных блюд и изделий является процессом, определяющим качество готовой продукции. В связи с этим для создания устройств для производства тестовых полуфабрикатов необходимо выбрать наиболее рациональную схему последовательных технологических операций, причем для оценки должны быть использованы не только органожептические показатели качества, но и объективные оценки полученных тестовых полуфабрикатов. Нами были рассмотрены следующие схемы последовательности проведения операций: I - замес теста, его отлежка в течение 35-40 мин., формова ние тестовых полуфабрикатов вручную; температура отлежки 35-40 С; 2 - замес теста, отлежка в течение 35-40 мин., формование тестовых полуфабрикатов на шнековом прессе через матрицу; температура отлежки 35-40С; 3 - замес теста, отлежка в течение 35-40 мин. при температуре Т-= 35-40С, механическая обработка после отлежки в течение 5 мин., затем прокатка валками, формование тестовых полуфабрикатов валковыми формующими устройствами. Исследования проводили в столовой В 2 Самарканда. Замес, рецептура, влажность и температура отлежки теста были одинаковыми для всех опытов.
Полученные тестовые полуфабрикаты были исследованы на растяжение по обычной методике до разрыва образца, что позволило определить предел прочности С и максимальное относительное удлинение Отах образца. Наряду с исследованием указанных структурно-механических показателей проводили органолептическую оценку качества готового тестового полуфабриката. В дегустационную комиссию входили представители треста столовых г.Самарканда и сотрудники СКИ (приложение 2). Результаты исследований приведены в табл.2.7. За эталон качества были приняты тестовые полуфабрикаты,приготовленные вручную (все органолептические оценки - 5 баллов). Формование на пшековом прессе значительно ухудшает качество изделий (средняя органолептжческая оценка - 4,2 балла); при этом величина о снижается в 1,5 раза, Отох- ІД9 раз, т.е. изделия становятся менее прочными и эластичными. В результате средняя оценка уменьшилась в ІД9 раза.
При сравнении схемы 3 с ручным способом производства видно, что средняя органолептическая оценка снижается до 4,9 балла,т.е. в 1,02 раза, предел прочности остался прежним, а максимальное относительное удлинение уменьшается в 1,03 раза, однако содержание Сахаров увеличивается на 0,22$. При анализе данных таблицы было выявлено, что между органо-лептичешсой оценкой и максимальным относительным удлинением,пределом прочности, содержанием редуцирующих Сахаров существует корреляционная связь. Изделия, подобные ручному производству,могут быть получены лишь на формующих машинах, обеспечивающих те же деформации теста, что при ручных операциях, т.е. растяжение тестового полуфабриката в процессе его формования. Одним из важнейших показателей, ответственным за качество теста, является содержание сахара и протеина в тесте. Причем содержание сахара и протеина в теста зависит от многих факторов: влажности и температуры теста, продолжительности его отлежки. Одновременно качество теста зависит от упругого его восстановления. Причем коэффициент упругого восстановления теста также зависит от влажности и температуры теста, продолжительности его отлежки. Таким образом, мы видим, что качественные характеристики теста определяются совокупным влиянием многих факторов. С целью изучения влияния многих факторов на качественные показатели теста (содержание сахара и протеина, коэффициент упругого восстановления) были проведены экспериментальные исследования. Для уменьшения количества опытов применяли теорию планирования экспериментов, в частности, насыщенный план Рехтмафнера для трех переменных. Учитывая, что зависимость содержания сахара и протеина, а также коэффициента упругого восстановления от многих факторов носит нелинейный характер, то для установления взаимосвязи между результирующими функциями (У-j- - содержание сахара, У2 - изменение коэффициента упругого восстановления, Уд - содержание протеина) и факторами-аргументами (Xj - влажность, Х2 продолжительность отлежки, Xj - температура) предложено нелинейное юногофак торное уравнение следующего вида
Теоретическое описание физической сущности процесса прокатки тестовых масс
Получение тестовых полуфабрикатов высокого качества для национальных мучных изделий (лагман, дунганская лапша, пшма, мам-пор и т.д.) состоит из нескольких стадий: непрерывное каландро-вание тестовых масс несколькими парами гладких вращающихся навстречу друг другу валков 1,2 (рис.3.2), формование тестовых масс профильными валками 8, резка полуфабриката на заготовки определенной формы и размеров 9.
Необходимость проведения процесса многократной прокатки тестовой массы между вращающимися валками связана с тем,что это дает возможность создать на тестовую заготовку многократные сдвиговые, сжимающие и растягивающие деформации, что способствует получению упруго-эластичного теста, а это в свою очередь является необходимым условием получения конечного продукта высокого качества.
Сдвиговые деформации тестовой массы происходят между вращающимися валками. Эта область пространства (рис.3.3) ограничена дугами Ат-Ст и А2С2 поверхности валков, а также линией А- (запас материала над валками).
Тестовая масса затягивается в зазор между валками при определенных углах захвата o/j и оСг (в случае равенства радиусов валков R 1=R 2,o r 2=0 ) Причем, втягивание в сужающийся за зор между валками осуществляется за счет сил адгезии и трения теста о поверхность валков. Как видно из рис,3.3, условие затягивания теста в зазор между валками можно записать в виде: где N - сила реакции валка; G - вес тестовой заготовки (сила тяжести); J3f- угол трения; Т - сила трения. Так как Ox/cQSoC величина положительная, то условие (3.18) равносильно следующему неравенству:
Следовательно, для обеспечения втягивания тестовой массы в зазор между валками необходимо, чтобы угол трения теста о поверхность валка был бы больше угла захвата
При втягивании тестовой массы в сужающийся зазор увеличиваются растягивающие, сжимающие и сдвиговые деформации, причем они распределены в области деформации неравномерно, а это приводит к тому, что всю область деформации можно разделить на две зоны: зону опережения Ді В А и зону отставания AjApEgAg» которые разделены нейтральным сечением XJ-XJ (рис.3.3),
Характерной особенностью зоны отставания является то, что по мере втягивания в сужающийся зазор между двумя валками частицы тестовой массы на некотором расстоянии по оси ОХ (сечение Xg-Xg) от входа сталкиваются друг с другом, и часть теста не проходит в зазор между валками, а выталкивается обратно,что приводит к образованию вращающегося запаса (противотока) теста.
Слои теста, непосредственно прилегающие к вращающимся валкам, втягиваются в сужающийся зазор и в нейтральном сечении (XJ-XJ) их скорость становится равной окружной скорости вращения валков Как показывают многочисленные эксперименты, в нейтральном сечении достигается максимум распределения удельного давления в зазоре между валками, поэтому поступающие в это сечение новые порции тестовой массы выталкиваются из этой области высокого давления в область Rjfy&fiffi&i (30НУ опережения), где скорость частиц тестовой массы будет больше окружной скорости вращения валков,
Одним из наиболее достоверных способов описания процесса деформации и течения вязких сред в зазоре двух вращающихся навстречу друг другу валков является гидродинамический метод, основанный на решении системы дифференциальных уравнений движения вязкой жидкости в области деформации: уравнения неразрывности потока, сохранения импульса, сохранения энергии, реологического уравнения состояния /32/
Исследование процесса релаксации напряжений в тесте для мучных блюд и изделий
При определении течения тестовых полуфабрикатов под давлением через формующие каналы реологическая характеристика не будет полной, если не учитывать релаксации напряжений. Релаксация характеризуется рассасыванием внутренних напряжений. В результате релаксации напряжений снижаются упругие и повышаются пластические свойства теста, что ведет к уменьшению нагрузок и энергии, затрачиваемой на формование изделий. Поэтому нами изучен процесс релаксации напряжений в тесте для мучных блюд и изделий. Релаксация напряжения в тесте характеризуется двумя константами: продолжительностью процесса релаксации и относительным снижением напряжений. Тесто, загруженное в цилиндр (рис.4.16), сжималось поршнем. Для достижения заданного давления в тесте использована экспериментальная установка, представленная на рис.4.17, Установка состоит из нагрузочного устройства I, постамента 2, цилиндра с поршнем 3 и динамометра 4. Динамометр работает по принципу определения силы по величине деформации упругой скобы 5 специальной формы. Скоба 5 в рабочем положении опирается на корпус. Нагрузка скобе передается через шарик 6. Под действием нагрузки скоба деформируется и передает величину своего прогиба через упор 7 на индикатор часового типа. Изменение давления во времени при эксперименте измеряли индикатором 4. Экспериментальные исследования проводили с тестом для мучных блюд и изделий разной влажности из пшеничной муки 1-го сорта, приготовленной в соответствии со стандартной рецептурой. На рис.4.18 представлены кривые релаксации теста для мучных блюд и изделий. Результаты экспериментов позволяют разделить процесс релаксации напряжений на два периода, первый из которых характеризуется резким падением напряжения за короткий промежуток времени, второй - определяется замедленным падением напряжений с весьма малой скоростью релаксации. Например: при начальном напряжении 0,35 МПа падение напряжения в течение 30 с составляло 0,05 Ша, а за остальные 50 с - всего 0,03 МПа. Естественно, интерес представляет первый период процесса, так как за довольно короткий промежуток времени, соответствующий этому периоду, падает большая часть напряжений. Обработка экспериментальных данных при построении кривых релаксации для первого периода дает возможность предложить следующее уравнение: где (DK- напряжение в момент времени t » МПа; (5о - начальное напряжение, МПа;
Определение реологической модели теста для мучных блюд и изделий включает зависимости касательного напряжения от скорости сдвига )Г , которая связана с действием различных механизмов течения. Для аппроксимации кривых течения теста были использованы модели Ньютона, Оствальда и Шведова-Бингама.
Сравним эффективные вязкости №э р теста для мучных блюд и изделий, подсчитанные для данных моделей, при влажности Wr = = ний и скоростей деформации могут иметь место те или иные механизмы аномалии вязкости. В общем случае изменение вязкости необходимо рассматривать как результат комплекса различных механизмов. Как видно из рис.4.6, 4.9, в диапазоне скоростей сдвига до 10 с" тесто для мучных блюд и изделий хорошо аппроксимируется степенным уравнением. Однако за этим диапазоном скоростей сдвига опытные значения с расчетными расходятся. Тесто имеет явно выраженный предел текучести. Сочетание 10 и flijr , т.е. нелинейности кривой течения, должно дать подобную физическую картину теста. Анализ экспериментальных данных показывает, что существующие модели для описания реологических свойств теста не в состоянии дать исчерпывающую математическую зависимость, учитывающую физическую сущность механизмов аномальности тестовой массы на всем диапазоне скоростей сдвига. Причина заключается в низкой стабильности тестовой массы, изменяющейся даже в процессе измерения реологических свойств и в несовершенности измерительных приборов и теории расчета. Однако, как подтверждают наши эксперименты, для теста мучных блюд и изделий при исследованных параметрах можно рекомендовать степенную модель Оствальда: I = К(у)
