Интенсификация процесса сушки макаронных изделий (стр. 5 из 8)

Изменение технологических характеристик готовых изделий. Процесс сушки существенно влияет на качество готовой продукции, и выбор оптимальных параметров зависит от показателей качества готовой продукции. О вкусовых достоинствах или дефектах макаронных изделий судят по их кислотности, которая по ГОСТу не должна превышать 3-4 град. Цвет макаронных изделий должен быть желтоватым, свойственный изделиям из муки, полученным из твердой пшеницы. На цвет готовых изделий влияет ряд факторов; цвет сырья, условия ведения технологического процесса и т.д.

Как показали исследования с применением гигротермической обработке цвет изделий резко меняется, они приобретают приятный янтарно-желтый цвет; при этом поверхность макарон становится глянцевитой и прочность их значительно возрастает. Прочность изделий (определяемая на приборе Строганова) без гигротермообработки при «жестком» режиме сушки ниже значения ГОСТа и равна 606 г. С применением гигротермообработки величина прочности макаронных изделий резко возрастает и при 2-х минутной достирает 2070 г. Другой важной характеристикой потребительской ценности макаронных изделий являются свойства их при варке: продолжительность варки до готовности, увеличение массы сваренных изделий, потери сухих веществ в варочной воде, увеличение объема макарон в процессе варки. Все эти показатели определялись по стандартным методикам. Количество сухих веществ, перешедших в варочную воду с применением гигротермообработки, сокращалось и составляло 4,21 % по сравнению с 5,19 % (без обработки паром), при этом коэффициент увеличения объема несколько увеличивался с 3,28 до 3,32 раз и находился в допустимом пределе. Увеличение массы макаронных изделий при варке снижалось у макарон, выработанных с применением гигротермообработки (в течение 2 мин), от 173 до 168 %. Относительная влажность воздуха также сказывалась на варочных показателях. Так, повышение относительной влажности воздуха с 50 до 80 % способствовало снижению количества сухих веществ» переходящих в варочную воду, уменьшению коэффициента увеличения объема (от 3,5 до 3,32 раз) и показателя увеличения массы макаронных изделий при варке. Температура и скорость сушильного агента незначительно влияли на варочные показатели.

Также отметим, что применение гигротермообработки способствует снижению продолжительности варки изделий до готовности с20 до10 мин. Появление трещин в изделиях фиксировалось черев 3-4 часа после сушки.

Рассматривая основные технологические показатели макаронных изделий, можно сделать вывод, что применение гигротермообработки существенно повышает качество готовой продукции. Кондиционирование макаронных изделий. Применение "жестких" режимов сушки вызовет опасность образования трещин на поверхности и в глубинных слоях изделий даже при условия значительного упрочения структуры макаронной трубки. Причины образования трещин заключаются в неравномерности сушки, усадочных процессах и возникновении касательных напряжений, превышающих предельно допустимые значения.

Чем прочнее структура, тем меньше вероятность образования трещин, однако полная гарантия предотвращения растрескивания возможна при переходе к "мягким" режимам сушки или применении кондиционирования (стабилизации) изделий на завершающей стадии сушки при достижении ими влажности 18 %. Целью кондиционирования (стабилизации) является снятие напряжений, возникших в процессе сушки макарон при "жестком" режиме.

Кондиционирование проводили следующим образом: макароны в рабочей камере установки обрабатывали паровоздушной смесью с требуемыми параметрами. При этом высушенные изделия увлажняли примерно до 14%, причем внешние слои достигали более высокой влажности, чем внутренние. Вследствие этого происходило растяжение влажных слоев и снятие касательных напряжений. После кондиционирования изделия выдерживали на воздуха. Во время стабилизации изделия охлаждали да температуры воздуха помещения, а влажность их достигала стандартной величины.

ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ, ПОДВЕРГНУТЫХ ГИГРОТЕРМООБРАБОТКЕ

После гигротермобработке изделия хоть и упрочняются. Но остаются достаточно пластичными. Растрескивание и коробление макаронных изделий обусловлено неравномерным распределением влага внутри материала, вследствие чего возникает объемно-напряженное состояние. Нормальные напряжения, вызванные растяжением, и касательные напряжения, возникающие за счет сдвиговых деформаций, могут превысить предельно допустимые значения и вызвать разрушение структуры.

Представляет интерес выяснить основные реологические характеристики макаронного теста, подвергнутого гигротермообработке при разной влажности, так как они определяют нормальные и касательные напряжения в материале,

Н.Е. Нетушил провел испытания макаронного теста на растяжение. Однако с применением предварительной гигротермообработки этот способ определения реологических характеристик применять невозможно, потому что, начиная с влажности 34%, изделия становятся достаточно прочными, а используемые зажимы образца не позволяют производить испытания на растяжение: макаронное тесто выскальзывает из зажима и обрыв происходит не на середине, как требует методика, а вблизи зажатого конца образца. Испытания высушенных изделий проводили на сжатие. Для исследования брали образец макаронных изделий размерами (мм): длина - 50, диаметры внешний и внутренний соответственно 7 и 4,5.

Изменение размеров образца несколько меняет результаты испытания, что объясняется влиянием масштабного фактора.

Главными критериями оценки структурно-механических свойств служат прочность и характеристические параметры релаксационного процесса (упруго-кинетические и реологические). В работах И.С. Мельниковой и Н.Е. Нетушил описано влияние влажности изделий на изменение в процессе сушки пластично-упругих деформаций. Однако отсутствуют данные о том какие коррективы в эту взаимосвязь может внести предварительная гигротермообработка объекта сушки. Для изучения этого вопроса в МТИПП изготовлен специальный прибор для измерения нагрузки при постоянной скорости деформации на сжатие макаронной трубки в продольном на правлении.

Прибор (рис. 3) состоит из электродвигателя, который с помощью ременной передачи приводит в движение винт (система передач от электродвигателя к винту позволяет менять скорость в отношении 1:2:4)

Рие.З. Схема прибора для исследования реологических характеристик макаронных изделий в процессе сушки:

1 - электродвигатель; 2 - ременная передача; 3 - винт; 4 - упругий элемент; 5 -осциллограф; 6 – тензоусилитель

Нагрузка, прикладываемая к макаронной трубке в осевой плоскости по всей длине образующей перпендикулярной оси, передается на упругий элемент - стальную балку прямоугольного сечения, лежащую на двух опорах. Под действием нагрузки деформируется не только балка, но и тензодатчики сопротивления, наклоненные на нее и собранные в мостовую схему. С измерительной диагонали ток черед усилитель передайся на осциллограф и записывается на диаграмму сжатия макаронной трубки,. По оси ординат этой диаграммы откладывав нагрузка, а по абсциссе - абсолютное сжатие трубки, пропорциональное времени нагружения. Испытание на сжатие проводили на следующих этапах технологического процесса: после прессования после гигротермообработки, через определенные интервалы в течение всего процесса сушки. Прилагаемая нагрузка меняется от нуля до величины сжатия или разрушения образца. Между приложенной нагрузкой и внутренними силами в образце в каждый момент времени сохраняется равновесие. Зависимость между напряжением σ и деформацией ε макаронного образца изображается в виде графика на осциллограмме.

По диаграмме изменения σ = f (ε) при различных значениях влажности теста можно проследить изменение основных структурно-механических показателей как в процессе гигротермообработки, так и в процессе сушки.

В табл. 3 представлены результаты основных структурно-механических показателей макаронной трубки. Как видно из данных табл. 3, предварительная гигротермообработка существенно изменяет реологические показатели. Так,

- возрастает на порядок от 8 кПа до 23 кПа, максимальное напряжение сжатия _mах, касательное напряжение _кс, модуль упругих деформаций Е (условный) увеличивается в 2 раза, а модуль упруго-пластических деформаций Е уменьшается от 727кПа до 577 кПа, что еще раз подтверждает выводы о упрочении структуры изделий, выработанных с применением предварительной гигротермообработки.

Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделийТаблица 3

W , %	, кПа	mах, кПа	к, кПа	кс, кПа	E, кПа	Е , кПа
45	8	125	82,5	41,25	384	727
54,6	23	200	180	90	727	577
42,6	23	200	180	90	727	577
34,5	23	200	180	90	727	577
33,2	30	250	230	105	1036	869
30,8	34	260	240	120	1111	1000
28,1	50	275	260	130	1192	1111
27	72	370	350	135	1881	1235
25,4	-	390	390	145	2475	2475
24	-	794	494	247	3487	3487
20,7	-	760	760	380	4705	4705
17,5	-	1000	1000	500	7115	7115
16,4	-	1250	1250	625	1143	1143

Реологические характеристики претерпевают значительное изменение в процессе дальнейшей сушки, при этом различаются два периода (1 период соответствует постоянной скорости сушки, 2 - убывающей скорости). В первый период все реологические характеристики остаются неизменными, а при влажности W

= 33,2 близкой к значению критической влажности, основные структурно-механические показатели начинают возрастать. С влажности 33,2 начинается приближение значения модуля упругопластических деформаций Е к величине условного модуля упругости Е, при этом происходит затухание пластических деформацией изделия в основном приобретают упругие свойства.