Введение к работе
Актуальность темы. Постоянное обеспечение потребителя высококачественными мучными кондитерскими изделиями является глаь-нсй задачей, стоящей перед отраслью. В решении поставленной задачи важную роль играет разработка новых эффективных технологий их производства и создание объективного метода оценки текстуры готового продукта, как критерия качества данного вида изделий. Изменение традиционной технологии, с целью ее интенсификации, или рецептурного состава оказывает непосредственное влияние на реологические свойства полуфабрикатов и качество готовой продукции. Экспериментальное определение данных зависимостей позволяет выявить комплекс технологических параметров, связанных с оптимизацией их качества, и создать систему гибкого управления производством.
В отечественной и мировой практике оценка текстуры твердых мучных изделий в основном проводится механическим способом. Как было показано в работах ученых Мачихина Ю., Благовещенского И., ЧерныхаВ., Zenz Н., Schleining G., Tscheuschner H.-D. .Bindrich U., West D., Raeuber H.-I., '.Valker V., Szczeaniak A. „ результаты
экспериментов хорошо коррелируют с органолептической оценкой и внедрены в промышленных лабораториях. Однако использование механического способа для оценки текстуры данного вида изделий в потоке ограничивается из-за необходимого контакта с продуктом при измерении. В связи с отим, для поддерживания заданных параметров текстуры твердых мучных кондитерских продуктов возникает необходимость создания метода бесконтактного контроля их качества.
Наличие среди твердых мучных изделий достаточно сложных
2 структур предъявляет особые требования к анализу. При использова' нии'бесконтактного акустического-подхода возникает необходимость непосредственного выявления зависимости физических параметров, з; фиксированных акустическим устройством, от свойств текстуры, оцениваемых известными методами. Эти разработки тесно связаны между собой и требует согласованных решений.
"Цель и задачи исследований. Цельо настоящих исследований яі лялась разработка бесконтактного акустического метода оценки текс туры вафельных листов и решение проблемы управления технологическим процессом при их производстве.
Работа проводилась в следующих направлениях:
изучение, анализ и технико-экономическое обоснование методов экспрессной оценки текстуры вафельных листов с использованием ультразвука;
изучение механических и геометрических свойств текстуры вафельных листов с учетом их структурных особенностей при помощи ультразвука;
научный анализ и экспериментальное обоснование математической модели для оценки параметров микроструктуры вафельных листов;
разработка рационального технологического способа производства теста вафельных листов с добавками молочного белка;
опытно-промышленная апробация основных результатов исследований в.пищевой промышленности.
Научная новизна. При бесконтактном акустическом подходе к оценке текстуры впервые установлены зависимости мееду характеристиками акустического сигнала и механическими, а также геометрическими свойствами вафельных листов. Для объективного анализа свойств текстуры данного вида продукции акустическим способом, выявлена и проверена структурная модель, адекватная реальному изделию. Моделирование ультразвука и экспериментальное определение
зависимостей между акустическими,геометрическими свойствами изделий и их качеством позволили выявить параметры текстуры, варьированием которых возможно управление качеством готового продукта и тем самым технологическим процессом.
Получена и экспериментально подтверждена математическая модель структуры вафельных листов, позволяющая теоретически оценить параметры микроструктуры (диаметр частиц твердой фазы, число контактирующих частиц и силу контакта между ними) и тем самым углубить знания о текстуре продукта. Экспериментально доказано, что варьированием значений этих параметров можно влиять на механические свойства продукта и управлять их качеством.
Научно обоснован метод оценки текстуры вафельных листов с использованием ультразвука, позволяющий решить проблему управления технологическим процессом в.потоке. Система автоматического регулирования будет включать в себя разработанный прибор и микроконтроллер, программное обеспечение которого будет построено на разработанной математической модели.
Выявлено оптимальное сочетание технологических параметров и рецептурного состава, соблюдение которых способствует улучшению качества вафельных листов, интенсификации технологического процесса и повышению эффективности производства.
Практическая ценность работы. На основе теоретической базы разработан и защищен авторским свидетельством "Способ контроля качества вафельных листов" (А.С. 1552099), а также сконструирован; изготовлен и апробирован прибор для бесконтактной оценки текстуры изделий в лабораторных и промышленных условиях. Устройство для оценки качества вафельных листов было представлено на выставку ВДНХ СССР, Москва, 1989 г. (отмечено серебряной медалью). Разработанный способ контроля качества вафельных листов с применением ультразвука внедрен в Австрии (в фирмах " Manner"и "ft-anz
Haaa '.VaffelmaBchinen") и на предприятиях Литовской Республики (г. Каунаса и г. Клайпеды).
Разработан новый технологический способ выработки вафельного теста, защищенный авторским свидетельством "Способ производства вафельных листов" (А.С. 1560074). Для внедрения этого технологического способа разработана технологическая инструкция по выработке вафельных стаканчиков для мороженного с сухими продуктами молока.
Экономический эффект от внедрения научных разработок за рубежом и на предприятиях Литовской Республики (государственном предприятии "Кауно дуона", Каунасском Молочном комбинате, Клай-педском объединении хлебопекарной промышленности) составляет 250 тыс.руб. (по ценам 1990-91 г.г.).
Апробация работы. Основные результаты работы были доложены на международных конгрессах по зерну и хлебу (Финляндия, 1989 г.; Москва, 1990 г.; Республика Чехии и Словакии, 1991 г.); Ш всесоюзной научно-технической конференции "Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания" (Москва, 1989 г.), всесоюзных семинарах: "Интенсификация и автоматизация технологических процессов обработки пищевых продуктов"(Москва, 1989 г.) и "Теоретические и практические аспекты применения методов инженерной и физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств" (Москва, 1990 г.), на республиканских научно-технических конференциях с 1987 по 1991 г.г. Литовской Республики.
Публикации. Основные результаты исследований изложены в 14 печатных работах, получены положительные решения на выдачу 2 авторских свидетельств.
Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 166 стр. основного текста, содержащего 20 таблиц и 27 рисунков.
