Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современные методы и технологии сушки макаронных изделий и их аппаратурное оформление 10
1.1 Методы сушки
1.1.1 Конвективный метод сушки 10
1.1.2 Кондуктивный метод сушки 12
1.1.3 Радиационный метод сушки 12
1.1.4Сушка энергетическими полями 14
1.1.5 Вакуумный метод сушки 17
1.1.6 Сушка перегретым паром 17
1.2 Современные технологии сушки макаронных изделий 19
1.3 Современное состояние оборудования для производства макаронных изделий и тенденции его развития 32
1.4 Общие закономерности процесса сушки .
Выводы по главе 35
Глава 2. Аппаратурное и методическое обеспечение экспериментальных исследований 48
2.1. Описание экспериментального комплекса 48
2.1.2. Очистка воды 50
2.1.4. Вакуумирование теста 51
2.2. Пресс-автомат 52
2.3. Лабораторная установка для сушки макаронных изделий 54
2.3.1. Описание установки 54
2.3.2Технологический процесс 55
2.3.3 Система управления сушилкой 56
2.4 Охладитель-стабилизатор. 58
2.5 Методика измерения параметров процесса 60
2.6 Методика обработки экспериментальных данных 61
Методы контроля качества макаронных изделий 62
Выводы по главе 63
Глава 3. Результаты экспериментальных исследований процесса высокотемпературной сушки 64
3.1 Исследование влияния температуры воды на замес теста на качество макаронных изделий из муки мягких сортов пшениц 64
3.2 Исследование влияния температуры теплоносителя на интенсивность высокотемпературной сушки и качество макаронных изделий из муки мягких сортов пшениц 68
3.3 Исследование влияния относительной влажности теплоносителя на интенсивность высокотемпературной сушки и качество макаронных изделий из муки мягких сортов пшениц 81
3.4 Исследование влияния содержания редуцирующих Сахаров в муке на цвет макаронных изделий 85
3.5 Исследование влияния направления движения воздуха на интенсивность высокотемпературной сушки и качество макаронных изделий. 86
3.6 Исследование влияния скорости движения воздуха на интенсивность высокотемпературной сушки макаронных изделий 90
3.7 Исследование влияния начальной влажности и насыпной массы макаронных изделий из муки мягких сортов пшениц на интенсивность высокотемпературной сушки 91
3.8 Исследование влияния параметров охлаждения и стабилизации на качество макаронных изделий из муки мягких сортов пшениц после высокотемпературной сушки
Выводы по главе
Глава 4. Промышленная апробация разработанного оборудования и технологии 99
4.1 Расчет тепловой мощности сушилки, разработка конструкции сушильного шкафа 99
4.2 Описание конструкции сушильного шкафа 102
4.3 Технологические режимы сушки 105
4.4 Разработка технологии высокотемпературной сушки макаронных изделий из муки мягких сортов пшениц 107
4.5. Промышленная апробация Выводы по главе
Расчет ожидаемого экономического эффекта 115
Выводы и основные результаты работы 116
Литература 120
- Современное состояние оборудования для производства макаронных изделий и тенденции его развития
- Методика обработки экспериментальных данных
- Исследование влияния относительной влажности теплоносителя на интенсивность высокотемпературной сушки и качество макаронных изделий из муки мягких сортов пшениц
- Разработка технологии высокотемпературной сушки макаронных изделий из муки мягких сортов пшениц
Введение к работе
Актуальность темы. Одним из основных направлений технического прогресса во всех без исключения отраслях промышленности является совершенствование технологических процессов путем повышения их эффективности и качества продукта.
Макаронные изделия - один из самых распространенных продуктов питания в мире. Исходным сырьем для их изготовления служит мука мягких или твердых сортов пшеницы и вода. Образцом высокого качества считают изделия из муки твердых сортов пшешщы. Они имеют желтый цвет, высокую прочность, хорошие кулинарные качества (не слипаются, не развариваются). В муке из твердых сортов пшеницы содержится большее количество клейковины (от 30 до 35 %). Содержание клейковины в муке мягких сортов не превышает 28 %, а на практике гораздо меньше. В России ежегодно производится 850 тысяч тонн макаронных изделий. Из них более 80 % продукции производят из муки мяіких сортов пшениц, поэтому основным сырьем для проговодства макаронных изделий в России является мука мягких сортов пшеницы. Однако качество макаронных изделий из них, получаемых на существующих конвективных сушилках по известным технологиям, существенно ниже, чем из муки твердых сортов пшеницы, по таким показателям, как цвет, сли-паемость при сушке, потеря сухих веществ при варке, крошковатость.
Анализ работ таких отечественных и зарубежных ученых, как А.В. Лыков, А.С. Гинзбург, В.И. Муштаев, Б.С. Сажин, В.И. Попов, И.Т. Кретов, СТ. Антипов, Б.И. Леончик, М.А. Гришин, Л. Венцелъ, О. Кришер, Р. Уайт и многих других, показал, что для повышения интенсивности и эффективности процесса сушки необходимо разработать такую технологию, которая бы позволила существенно повысить скорость процесса за счет использования более высоких температур теплоносителя с рациональной влажностью и снизить энергозатраты.
В свою очередь, качество макаронных изделий во многом зависит от рационального проведения их стабилизации после сушки и компенсации разброса влажности в слоях конечного продукта.
Поэтому разработка новой высокотемпературной технологии сушки макаронных изделий из муки мягких сортов пшеїшцьі и ее аппаратурного оформления, обеспечивающих повышения интенсивности процесса, а также качества конечного продукта, является весьма актуальной задачей.
Целью диссертационной работы является разработка и научное обоснование эффективного способа сушки макаронных изделий из муки мягких сортов пшешщ и повышение их качества.
Задачи исследований. В соответствии с поставленной целью решались следующие основные задачи.
-
Исследование влияния температуры воды для замеса теста на качество макаронных изделий.
-
Исследование влияния содержания редуцирующих Сахаров в муке на развитие реакции Майяра при высокотемпературной сушке.
-
Разработка математической модели процесса сушки на основе результатов исследования влияния гидротермической обработки на ее интенсивность и качество макаронных изделий из муки мягких сортов пшениц.
-
Исследоваїше влияния скорости и направления движения воздушного потока на длительность сушки и качество изделий.
-
Разработка технологии высокотемпературной сушки макаронных изделий из муки мягких сортов пшешщ и ее аппаратурного оформления.
6. Исследование влияния параметров охлаждения и стабилизации на качество мака
ронных изделий из муки мягких сортов пшениц после высокотемпературной сушки.
7. Промышленная апробация разработанного оборудования и технологии.
Научная новизна. Исследовано влияние температуры воды при замесе теста и
содержшшя редуцирующих Сахаров в муке на интенсивность протекания реакции Майяра, на основе результатов исследований влияния температуры и относительной влажности теплоносителя на длительность сушки предложена математическая модель.
Исследовано влияние направления и скорости сушильного агента на интенсивность протекания процесса высокотемпературной сушки и качество макаронных изделий.
Разработан метод охлаждения и стабилизации макаронных изделий после высокотемпературной сушки, позволяющей регулировать интенсивность массообмена и компенсировать разброс влажности в их слоях; методика проведения инженерных расчетов продолжительности сушки и величины испаряемой при этом влаги.
Автор защищает:
результаты теоретических и экспериментальных исследований влияшш различных параметров на интенсивность процесса сушки макаронных изделий из муки мягких сортов пшениц и повышения юс качества;
новую технологию высокотемпературной сушки изделий из муки мягких сортов пшениц;
новые конструкции сушилки и охладителя стабилизатора и методики их инженерного расчета.
Практическая ценность работы. Предложенная новая технология высокотемпературной сушки макаронных изделий из мягких сортов пшениц, сушилка и охладитель-стабилизатор, защищенные патентами РФ № 225987, 2208341, 2341083, внедрены в производство с экономическим эффектом 839 тысяч рублей.
Новый способ сушки, конструкция сушилки и охладителя, предложенные автором, использованы при разработке серийной продукции научно-производственной фирмы «ТЕКО», г. Миасс. Результаты работы использованы в учебнике М.В. Калачева «Малые предприятия для производства хлебобулочных и макаронных изделий», где описаны разработанные технологии сушки и охлаждения-стабилизации, в разработке которых принимал участие автор.
Материалы исследований внедрены в учебный процесс при проведении лекций и практических занятий, в курсовом и дипломном проектировании студентов по специальности «Машины и аппараты пищевых производств» и «Пищевая инженерия».
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на научных конференциях Уральского государственного экономического университета (г. Екатеринбург, 2005-2006 гг.), на научно-техническом совете фирмы «ТЕКО» (г. Миасс, 2005 г.), на семинаре по науке и технологиям в Уральском отделении межрегионального совета при РАН (г. Миасс, 2005,2006 гг.), на научном межкафедральном семинаре «Интенсификация процессов и аппаратов пищевых производств» в КемТИПП (2010 г.). По теме опубликовано 15 работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК, получено 7 патентов РФ.
Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, основных результатов и выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 120 страницах машинописного текста, включает 27 страниц графического материала. Список литературы содержит 152 наименования. Приложения на 50 страницах.
Современное состояние оборудования для производства макаронных изделий и тенденции его развития
В состав современного технологического оборудования для производства макаронных изделий, входят: макаронный пресс; предварительный виброподсушиватель типа «Трабатто»; предварительная сушилка ленточного или барабанного типа; окончательная сушилка; охладитель. Длина линии зависит от ее производительности и составляет от 31 до 57 м, ширина варьируется от 3,5 до 5,2 м, а высота достигает 5,5 м [12, 13, 14]. Производительность линии колеблется от 500 до 3000 кг/ч. После формования и обрезки макаронные изделия поступают в установку вибросушки. Она предназначена для предварительной подсушки, что предотвращает деформацию сырых изделий и исключает их дальнейшее слипание. Сушилка состоит из нескольких (нечетное число) горизонтально установленных сит. При последовательном прохождении продукта сверху — вниз, за счет вибрации сит и интенсивного обдува горячим воздухом, изделие, находясь в постоянном движении, интенсивно подсушивается. Движение воздуха в установке обеспечивается с помощью центробежных вентиляторов, которые направляют воздух в калорифер, где происходит его нагрев до 90 С. За время прохождения изделий в установке, они теряют от 2 до 4 % влаги [41,51].
Сушка является самой важной и длительной стадией технологического процесса. Она, в основном, и определяет качество макаронных изделий (наряду с качеством исходного сырья). По традиционной технологии макаронного производства [10, 85] процесс сушки продукта осуществляют в три стадии: предварительная сушка, отволаживание, окончательная сушка. Общее время сушки составляет от 6 до 14 ч. В современных технологиях, за счет использования высокотемпературных ресурсов, сушка проводится в две стадии: предварительная и основная (окончательная).
В линиях для производства коротких макаронных изделий и их транспортировка и сушка осуществляется на ленточных конвейерах. Другой способ транспортировки происходит - в барабанных сушилках, разделенных по образующей на сектора, состоящих из ячеек. При вращении барабана изделия проходят по спиральной траектории, последовательно все ячейки. Транспортировка и сушка длинных изделий осуществляется на специальных устройствах - бастунах, в развешенном виде. Транспортировка и сушка таких изделий, как «мотки» и «гнезда», после их формирования, осуществляется в специальных, закрепленных на ленте, контейнерах.
В настоящее время предпочтение отдается конструкциям поточных линий, в которых используются средние (до 70 С) и высокотемпературные (до 90 С) режимы сушки. Использование высоких температур позволяет значительно увеличить скорость технологического процесса, сократить габаритные размеры сушильных установок и всей линии в целом. Однако это вызывает необходимость введения дополнительной секции стабилизации и охлаждения, так как изделия после сушки имеют высокую температуру.
Предварительная сушилка. После подсушки в « Трабатто» изделия по транспортеру поступают в предварительную сушилку. Которая, как правило, представляет собой теплоизолированный корпус с установленными в нем ленточными конвейерами (от 1 до 7 лент), источниками тепла и системой вентиляции [12, 13, 14]. Температурный режим - от 45 до 65 С при относительной влажности 50 - 55 %. Длительность сушки от 45 до 90 мин. Тепловой режим при сушке обеспечивается воздухом, нагретым в калорифере. В качестве энергоносителя используют воду или пар. Регулировку влажности воздуха при сушке осуществляют за счет смешения при рециркуляции отработанного воздуха со свежим, с помощью центробежных вентиляторов. Влажность макаронных изделий после предварительной сушки составляет 17 - 18 %. Управление осуществляется с помощью системы микропроцессорного автоматического контроля.
Основная сушилка. Самая длительная технологическая операция, занимает от 1 до 6 ч. Состоит из множества последовательно соединенных модулей, образующих единый корпус, в котором расположены ленточные конвейера, с числом лент от 5 до 7. Каждый модуль снабжен калориферами и центробежными вентиляторами для циркуляции и рециркуляции влажного воздуха. В качестве энергоносителя используют перегретую до 120 - 140 С воду, или пар. Управление осуществляется автоматически. Температурный диапазон составляет от 70 до 97 С при относительной влажности воздуха 80 - 85 %. Влажность макаронных изделий после сушки составляет 12,5 - 13 % [10, 51].
Охладитель. Конечным элементом технологической цепочки является охладитель. Он представляет собой одноярусный тоннель с установленными в нем радиаторами, по которым циркулирует холодная вода, и вентиляторами обдува. Время прохождения составляет 10-15 мин. Температура воздушной среды - от 9 до 15 С [10, 12, 13]. Кроме того, в состав линии может входить накопитель и другое вспомогательное оборудование. Важно отметить, что большинство современных поточных линий используют конвективный способ сушки, а в качестве энергоносителя используют перегретую воду, обладающую высокой теплоаккумулирующей способностью.
К недостаткам современных линий сушки макаронных изделий следует отнести: длительность выхода на режим, кратковременность использования гидротермической обработки (после выхода на режим), большой состав линии (Трабатто, предварительная и окончательная сушилки), наличие встроенных вентиляторов, работающих при высокой температуре и влажности, что снижает их надежность, высокие требования к исходному сырью - в основном это мука твердых сортов пшеницы с содержанием клейковины не менее 35%.
Методика обработки экспериментальных данных
Перед сушкой: температура и влажность изделий, вес лотка с макаронами. В процессе сушки: температура и относительная влажность воздушной среды, направление и скорость потока, температура и влажность макаронных изделий, время сушки. После сушки: температура и влажность макаронных изделий, вес лотка с макаронами, варочные свойства и время варки. Измерение температуры макаронных изделий осуществлялось термопарой из медно-никелевого сплава, с диаметром спая 0,3 мм. Погрешность измерения 0,5 С. Подводящие провода выполнены в термостойкой оболочке. При измерении температуры сушки спай термопары был заглублен в середину макаронного изделия. Измерения проводились дискретно через 1 мин на всем протяжении сушки.
Для определения влажности макаронных изделий проводился отбор проб в полиэтиленовый пакет, которые затем анализировались на анализаторе влажности «ЭВЛАС-2М», с погрешностью 0,2 %.
Контроль параметров сушки - температуры и влажности воздушной среды, производился прибором ИПТВ-206, с диапазоном измерений по температуре от 0 до 140 С и относительной влажности от 0 до 99 %. Погрешности измерения температуры - 0,5 С, а влажности — 1,5 %. Скорость воздушного потока измерялась анемометром «ТАММ-20» в диапазоне от 0 до 20 м/с, с погрешностью 0,1 м/с. Время сушки задавалось и контролировалось с пульта управления установки в сек, с погрешностью до 1 сек.
Создание пара обеспечивалось впрыском воды через форсунки диаметром 0,8 мм, при избыточном давлении от 0,2 до 0,4 МПа, порциями по 20 г на решетку из трубчатых нагревателей с температурой их поверхности 450 С. Расход воды на образование пара составил 10 л на 30 мин сушки, при температуре воздушной среды 110 С и относительной влажности 50 %.
Контроль величины перегретости пара в установке осуществлялся по температуре воздушной среды над ТЭНами и величине избыточного давления, измеряемой манометром и трубкой «Пито», с погрешностью 0,01 МПа. Оценка величины перегретости пара, сделанная по таблицам М.П. Вукаловича [152], для ненасыщенного водяного пара показала, что при температуре ПО С, величина избыточного давления составляет 0,04 - 0,045 МПа, а для не насыщенного пара той же температуры, оно составляет 0,03 -0,035 МПа. Измерение влажности изделий на лотках осуществлялось по весу. Погрешность взвешивания ±1,0 г. Заданные климатические условия сушки в установке поддерживались автоматически. Перед экспериментами осуществлялась градуировка датчиков ИПТВ-206, согласно разработанной методике ( Приложение №7 ).
Для анализа результатов проведенных экспериментов обрабатывали и вычисляли следующие параметры: - Влажность макаронных изделий определяли прямым измерением ее величины на анализаторе «ЭВЛАС-2М». - Прочность изделий после сушки определяли на «приборе Строганова». Расстояние между опорами составляло 30 мм, нагрузка создавалась винтовым механизмом. Величина нагрузки, при которой происходило разрушение, измерялась с точностью до 0,1 г. Величина прочности вычислялась как среднее арифметическое результатов десяти измерений, полученные данные заносились в таблицу наблюдений. - Цветность изделий определяли визуально, методом сравнения образцов на белом листе бумаги. - Потери сухих веществ определялись классическим методом. Навеску изделий в 25 г. варили до готовности в 10-кратном объеме воды. Затем варочную жидкость отделяли от макарон и выпаривали в сушильном шкафу при температуре 100 — 105 С. Количество сухих веществ, перешедших в воду при варке, вычисляли как сумму сухого остатка и влажности изделии, отнесенных к их начальной массе, взятых на варку, в %, с погрешностью до 0,1 %. - Скорость сушки вычисляли как изменение влажности продукта за фиксированный промежуток времени. Измерение влажности производили отбором проб через промежуток в 1 - 2 мин. Изменение влажности между измеряемыми точками, отнесенное к интервалу времени, составляло среднее значение величины скорости сушки на этом интервале. Измеряли в % в минуту, с погрешностью 0,01 %. - Температура макаронных изделий определялась прямым измерением величины с помощью термопары, заглубленной в толщину изделия. Измерения проводили через равные промежутки времени. - Величину избыточного давления в сушилке измеряли манометром. Причем, вначале измеряли давление скоростного напора вентилятора без нагрева воздушной среды, а затем - с нагревом до 100 - 110 С, при влажности 45 - 50 %. Величина избыточного давления паровой среды в сушилке вычислялась как разность измерений, с погрешностью до 0,01 Па.
Исследование влияния относительной влажности теплоносителя на интенсивность высокотемпературной сушки и качество макаронных изделий из муки мягких сортов пшениц
Исходным сырьем для изготовления макаронных изделий служит мука и вода. Муку получают размолом зерна пшеницы. В разных странах для этих целей используют зерно мягких и твердых сортов пшеницы. Так, например, в Италии традиционно для изготовления макаронных изделий применяют муку только твердых сортов. Такой же традиции придерживается Франция и Испания. А страны Восточной Европы, такие как Польша, Румыния, Болгария, Венгрия, Германия, используют для этой цели муку мягких сортов пшеницы. СИТА и Аргентина допускают применение муки мягких и твердых сортов пшеницы в одинаковой мере. Различие макаронных изделий изготовленных из муки мягких и твердых сортов, прежде всего в дискретности помола. Мука твердых сортов пшеницы, используемая для изготовления макаронных изделий, имеет крупный специальный помол и называется крупка или полу крупка. Авторы работ [3] [4] отмечают, что зерно твердой пшеницы более стекловидно, имеет большое количество пигмента (Ксантофилла) придающего макаронным изделиям желтый цвет. Кроме того кулинарные качества макаронных изделий из муки твердых сортов выше (меньше склеиваются, меньше потеря сухих веществ, при варке). В таблице 1 приведены сравнительные данные химического состава пшениц мягких и твердых сортов [4].
Как видно из таблицы, твердые сорта пшениц отличаются более высоким содержанием белка, что увеличивает ее питательную ценность. Однако по составу белка мягкие сорта пшениц содержат больше альбумина и глютенина. Содержащиеся в муке глиадин и глютенин формируют при замесе теста клейковину. Результаты исследований, приведенные в работе [4] показывают, что глютенин положительно влияет на эластичность клейковины, а глиадин снижает ее вязкость. Гидрофобная способность этих двух белковых фракций для муки из разных сортов зерна различна. Из таблицы 1 следует, что мука мягких сортов пшеницы содержит больше глютенина и альбумина, а в твердых сортах преобладает глобулин и глиадин. Поэтому мука, полученная из мягких сортов пшениц, обладает большей эластичностью, то есть более технологична при формовании макаронных изделий.
Качество муки определяется содержанием в ней клейковины, зольностью, и дискретностью помола. Чем больше в муке клейковины, тем меньше потери сухих веществ при варке готовых изделий. Величина зольности муки влияет на цвет, чем она меньше, тем светлее получаются макаронные изделия. Вторым составляющим компонентом сырья является вода. Вода, используемая для замеса теста, должна отвечать требованиям ГОСТа для питьевой воды по бактериологическим показателям и химическому составу, и не должна иметь посторонних запахов и вкуса.Количество воды, необходимое для замеса, рассчитывается по сухим веществам с учетом влажности муки и требуемой влажности теста. При этом влажность муки (по ГОСТу 2874-73) может изменяться от 10 до 15%, а влажность теста рекомендуется для твердых сортов 28 - 30%, а для мягких 31 - 34%.
Большое значение имеет так же температура воды, используемой для замеса теста. Авторы известных работ [5], [4] и [2] сходятся во мнении, что она должна составлять 40 - 45С. В работе [4] для крупных толстостенных изделий рекомендуется использовать воду с температурой 60-70 С, для мягких и тонких изделий - 40-45С, для изделий с добавками - до 55С, без добавок - до 85С. Из литературы известно, что при температуре изделий более 62 С происходит разрушение кристаллической структуры крахмала и начинается денатурация белка. Однако, как следует из работ [10,22], этот процесс зависит не только от температуры, но и от влагосодержания, точнее от распределения влаги в материале при его сушке.
Основным компонентом пшеничной муки является крахмал, он состоит из полисахаридов: амилазы (24%) и амилопектина (76%). Амилаза хорошо растворяется в холодной воде, в то время как амилопектин при температуре до 30С практически не растворим. При повышении температуры воды происходит увеличение гидрофобности крахмальных зерен, которые при 60С достигают максимума набухаемости. При температуре 62С крахмальные зерна начинают разрушаться, образуют при сушке слипы и увеличивают потерю сухих веществ при варке изделий [4,7]. Как показали результаты проведенных экспериментов, увеличение температуры воды при замесе до 45С вызывает белый мучнистый срез изделий, а после их сушки они имеют восковой цвет. Во время их варки вода мутнеет и образуется осадок крахмала на дне варочной емкости после отстоя, а потеря сухих веществ составляет более 11%о. При снижении температуры воды при замесе до 10 - 25С, изделия имели однородный бело-кремовый цвет, а после сушки - светло-желтый цвет. Варочные испытания показали снижение потери сухих веществ до 6 % (при величине клейковины 25%). С понижением содержания клейковины до 21%, величина потери сухих веществ увеличивалась до 8,2%. Как показали результаты проведенных экспериментов, снижение температуры воды на замес теста снижает гидрофобность крахмала, понижает его склонность к развитию клейстеризации и, следовательно, повышает качество макаронных изделий.
Таким образом, повышение температуры воды при замесе теста увеличивает растворимость амилопектина и способствует образованию клейстера, который и является причиной слипания макаронных изделий при сушке. Для снижения слипаемости изделий из муки мягких сортов необходимо использовать при замесе теста воду с температурой 10-25С. С другой стороны максимальная набухаемость клейковины (глютенин + глиадин + вода) происходит при температуре воды 20-25С [10]. Понижая температуру воды при замесе теста до 10-25С, мы увеличиваем поглощение влаги белковыми фракциями и снижаем гидрофобность амилопектина, создавая дефицит влаги в крахмале, и обеспечивая снижение слипаемости изделий при сушке и потерю сухих веществ при их варке. Как показано в работах [22,41], при дефиците влаги в крахмальных зернах и нагреве до температуры 92С разрушения их структуры не происходит. В результате значения слипаемости изделий при сушке и потеря сухих веществ при варке заметно снижаются. Белковые фракции в муке при контакте с водой образуют тонкие пластинки- хлопья, а крахмал, при ее поглощении, гранулы и комочки. В проведенных нами исследованиях также наблюдалось образование хлопьевидной структуры теста при температуре воды на замес 10 -25С комьев и гранул при увеличении, особенно в начальной стадии.
Разработка технологии высокотемпературной сушки макаронных изделий из муки мягких сортов пшениц
Макаронные изделия вырабатывали в форме вермишели, рожок, змейки и лапши с влажностью 33%. Сушку проводили при температуре ПО С и относительной влажности воздуха 45-50%. Скорость движения воздуха при сушке варьировали от 0,5 до 3,0 м/с. Оценку процесса проводили по времени сушки и органолептическим показателям. Как показали исследования в первые две минуты сушки влажность макаронных изделий увеличивается на 2%. Вероятно это связанно с тем, что сушка макаронных изделий происходит в среде перегретого пара и в ее начале влага мигрирует из него в макаронные изделия. Длительность высокотемпературной сушки в среде перегретого пара при скорости движения воздуха 0,5 м/с равна 40 минутам, а при 1,0, 1,5, 2,0 м/с составляет 23- 25 минут. С увеличением скорости движения воздуха до 3,0 м/с время сушки сокращалось до 18 минут, но при этом отмечалось ухудшение внешнего вида. У макаронных изделиях, расположенных по краям лотков, отмечено появление на их поверхности белых пятен и трещин. Анализ результатов исследований показал, что скорость движения воздуха при высокотемпературной сушке в среде перегретого пара влияет на интенсивность процесса. При ее увеличении длительность сушки сокращается, а при снижении увеличивается. При оценке качественных показателей отмечено, что после варки изделий наименьшее количество сухих веществ в варочной воде наблюдалось при Макаронные изделия вырабатывали в виде вермишели с толщиной стенки 1,5 мм При этом влажность полуфабриката варьировалась от 29%, до 34%. Сушку осуществляли при температуре Т=100С и относительной влажности ф=45-50% при скорости движения воздуха 1,5 м/с.Оценку интенсивности проводили по продолжительности сушки до конечной влажности 13%. Анализ экспериментальных данных показал, что влажность полуфабриката макаронных изделий уменьшается с 29% до 13% за 18 минут, влажностью 31% за 20 минут, влажностью 33% за 21 минуту, а влажностью 34% за 23 минуты. Таким образом, в зависимости от влажности полуфабриката длительность сушки может варьироваться от 18 до 23 минут. Такой результат обусловлен быстрым прогревом и высокой скорость сушки макаронных изделий в первом периоде. При исследовании влияния насыпной массы макаронных изделий на длительность сушки, вырабатывали изделия разных видов с влажностью 32%. Сушку проводили при температуре Т=100 С, относительной влажностью воздуха 45-50% и скоростью его движения 1,5м/с. Масса макаронных изделий на лотке составляла 1,0;1,5и 2,0 кг. Интенсивность процесса оценивали по продолжительности сушки до конечной влажности 13%. Как показали результаты исследований насыпная масса макаронных изделий существенно влияет на продолжительность процесса, при ее увеличении время сушки увеличивается пропорционально.
Интенсивная сушка макаронных изделий может привести к образованию остаточных напряжений в структуре теста, обусловленных неравномерной усадкой. Для их снятия изделия подвергают стабилизации, суть которой состоит в выравнивании влажности между его слоями. В основу разработки была положена концепция использования для стабилизации высокой температуры макаронных изделий после сушки. Поскольку в конце сушки макаронных изделий влага находится в виде пара, то при их резком охлаждении градиент температуры направлен от центра к поверхности, а миграция влаги совпадет с направлением теплового потока. Поэтому под воздействием градиента температуры (от 50 до 60 С) влага переместится от центра к поверхности и выровняет возникшую при сушке неравномерность влажности по слоям. Однако при этом необходимо исключить испарение влаги с поверхности изделий, так как оно только увеличит неравномерность и приведет к возникновению трещин. Таким образом, охлаждение макаронных изделий следует проводить при повышенной влажности воздушной среды (близкой к равновесной). Кроме того, при понижении температуры обдувающего воздуха, его относительная влажность возрастает. Поэтому не требуется дополнительных усилий, обеспечивающих это явление. В .результате проведенной работы была создана технология стабилизации макаронных изделий после высокотемпературной сушки за 30 — 40 минут, в традиционной технологии длительность этого процесса составляет от 4 до 6 часов. Созданная технология стабилизации была опробована на всех видах короткорезанных изделий и показала высокую эффективность. Макаронные изделия загружали на верхнюю ленту транспортера слоем высотой от 30 до 200 мм. Температуру воздушной среды в охладителе устанавливали от 27 до 40 С и поддерживали подачей холодной воды через радиатор теплообменника. Скорость воздушного потока через теплообменник в исследованиях варьировалась от 0 до 1,0 м/с.Относительная влажность воздуха составляла 75-90 %, а избыточную сбрасывали через клапан. Результаты проведенных исследований показали, что при нулевой скорости движения воздуха изделия на выходе имели повышенную влажность. При скорости обдува 1,0 м/с изделия имели множество микротрещин и большое содержание сухих веществ в варочной воде. Экспериментально установлено, что рациональное значение скорости лежит в диапазоне 0,2 - 0,4 м/сек при температуре воздушной среды от 27 до 36С и относительной влажности 75-85%.Длительность процесса стабилизации и охлаждения составляла 30-40 мин, в зависимости от вида изделия (толщины его стенки). При этом влияние высоты слоя насыпки на длительность стабилизации не обнаружено На рис.28 представлен график зависимости конечной влажности макаронных изделий от температуры охлаждения и их влажности после сушки.
