Реферат - Интенсификация процессов сушки макаронных изделий - файл n1.doc

Реферат - Интенсификация процессов сушки макаронных изделий
скачать (70282 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc70282kb.30.05.2012 00:30скачать

n1.doc

  1   2
СОДЕРЖАНИЕ

1. Основные методы сушки макаронных изделий
2. Способы интенсификации сушки макаронных изделий
3. Биохимические изменения крахмала и белка макаронных изделий и их технологических характеристик при термообработке и сушке
4. Изменение структурно-механических свойств макаронных изделий, подвергнутых гигротермообработке
5. Массообменные характеристики и равновесная критическая влажности макаронных изделий
6. Установка для сушки макаронных изделий по новой технологии и обоснование целесообразности внедрения нового способа сушки

Макаронные изделия благодаря низкой влажности могут длительное время сохраняться. Высушивание их является энергоёмким и длительным процессом из всех технологиче­ских стадий производства макарон. В последнее время боль­шое внимание уделяется предварительной подготовке объекта сушки к обезвоживанию. Целью такой подготовки является снижение энергии связи влаги с материалом и изменение его теплофизических характеристик, обеспечивающих возмож­ность применения "жестких" режимов сушки без ущерба для качества высушиваемого продукта.

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ СУШКИ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
В макаронной промышленности в основном применяется конвективная сушка. Разработаны разновидности сушильных установок - от замкнутых камер до современных сушильных, туннельных, непрерывно действующих агрегатов, снабженных системами автоматического регулирования параметров режима сушки. Однако даже при высокой степени механизации и авто­матизации этих установок процесс сушки изделий остается длительным. Известно немало исследований посвященных проблеме интенсификации этого процесса путем повышения сушиль­ной способности воздуха; применения новых способов сушим; терморадиационный, радиационно-конвективный, сублимационный и др.

Режимы сушки, применяемые в макаронной промышленности, разнообразны. При выборе оптимального режима сушки необхо­димо учитывать технологические свойства макаронного теста.

Известно, что для конвективной сушки применяется в ос­новном два типа режимов: непрерывный и пульсирующий.

Непрерывная сушка при постоянной сушильной способно­сти воздуха проста в отношении регулирования параметров воздуха и процесса в целом. Параметры воздуха при этом ре­жиме сушки остаются постоянными на протяжении всего процес­са обезвоживания.

Основным недостатком непрерывного режима является то, что сушку проводят при высокой сушильной способности воз­духа. Такой режим можно применять только для изделий стой­ких к деформации: суповых засыпок и порошкообразных, изделий. Сушка их происходит в более короткий срок, чем длиннотрубчатых, размеры их меньше, они лучше поддаются все­сторонней обдувке воздухом за счет пересыпания.

Длиннотрубчатые изделия сушатся при трёхстадийном или пульсирующем режиме. Последний условно делится на следующие стадии. Первая стадия - предварительная сушка. Ее целью является стабилизация формы изделий предотвращение зави­сания, плесневения и вытягивания. "Подсушка'' длится от 30 мин до 2 ч. и протекает при сравнительно "жестких" режи­мах в течение которых удаляется от 1/3 до половины влаги от того количества, которое должно быть удалено за время сушки из макаронных изделий.

Такое интенсивное обезвоживание возможно только на первом этапе сушки, когда макаронное тесто пластично и от­сутствует опасность появления трещин. Дальнейшее ведение процесса при "жестком" режиме невозможно, так как это при­ведет к растрескиванию изделий, возникший при этом большой градиент влажности и возросшие напряжения нельзя будет уменьшать, поскольку макаронное тесто приобрело свойства упругого тела.

Во избежание растрескивания проводится вторая стадия – отволаживание. Путем повышения относительной влажности воздуха добиваются "размягчения корочки" за счет увлажнения поверхностного слоя в результате происходит снижение градиента влажности и рассасываются возникшие напря­жения. Этот процесс лучше вести при сравнительно высоких температурах и относительной влажности воздуха, при которых скорость диффузии влага увеличивается, а испарение влаги с поверхности уменьшается. В этих условиях продол­жительность отволаживания сокращается.

Третья стадия - окончательная сушка - проводится при "мягком" режиме для того, чтобы касательные напряжения не превысили предельного значения, так как изделия нахо­дятся в состоянии упругих деформаций. При этом скорость испарения влаги с поверхности должна быть соизмерима со скоростью ее подвода из внутренних слоев к верхнему слою. На этом этапе сушку можно чередовать с отволаживанием.

Большое значение имеет медленное охлаждение продукции после ее сушки, чтобы к моменту упаковки градиент влажно­сти был минимальным. При резком охлаждении возможно образование трещин за счет недостаточного выравнивания влагосодержания по слоям изделия.

Прерывистые трехстадийные режимы зарекомендовали себя при подвесной сушке в сушилках туннельного типа.

И. М. Савиной исследован трехстадийный режим сушки короткорезанных изделий. Установлено, что на общую продолжи­тельность сушки оказывает большое влияние количество вла­ги, удаляемое в период предварительной сушки. Сопоставлен трехстадийный режим сушки с непрерывной сушкой при посто­янных параметрах воздуха ( t = 60 °С; ? = 70 %; V = 0,9 м/сек). В обоих случаях получено хорошее качество продук­та, однако продолжительность сушки при трехстадийном ре­жиме оказалась на 20-25 % короче.

И. Т. Тараным предложен 5-ти стадийный режим суш­ки длиннотрубчатых макаронных изделий: предварительная сушка; кратковременное (глубокое) отволаживание; повторная сушка; длительное (поверхностное) отволаживание и досушка.

Применение многостадийного режима значительно сокра­тила продолжительность процесса сушки до 10-12 ч.

В макаронной лаборатории ВНИИХП проведена работа по изучению сушки макарон во вращающихся цилиндрических кас­сетах по методу французской фирмы Bassane.

Доказана возможность получения прямых трубчатых макаронных изделий и установлено, что цилиндрическая кассета должна иметь отношение Д/L = 0,47, торцевые стенки - сплош­ные, гладкие, без перфораций. В кассету следует помещать изделия влажностью не более 29 %; объем кассеты заполнять сырыми изделиями на 62-65 %. Найдена зависимость скорости обдувки макарон воздушным потоком от живого сечения кас­сеты при различной частоте ее качания.

На основании экспериментальных данных выявлено наи­более оптимальное значение площади живого сечения обечай­ки для кассеты – 45 %.

Рекомендуется предварительную сушку осуществлять су­шильным агентом (температура воздуха 50 °С и относительная влажность 65 %) со скоростью 5 м/с ев при амплитуде качания кассеты 140 °С и частоте ее качания 15-12 качаний в минуту. Продолжительность сушки 1,5 часа, конечная влажность по­луфабриката – 22 %.

После предварительной сушки, перед началом оконча­тельной сушки изделия необходимо подвергнуть отволаживанию в течение 60 мин при температуре воздуха 47 °С, влажности 88-94% и частоте вращения кассеты 2 об/мин.

Окончательную сушку необходимо проводить воздухом при следующих его параметрах: температура – 50 °С, относитель­ная влажность – 80 %, скорость воздушного потока - 5 м/сек. Амплитуда качания кассеты – 180 °С, частота качания - 15 ка­чаний в минуту, продолжительность качания и обдувки - 20 мин; отволаживание следует осуществлять в течение 40 мин при температуре воздуха 47 °С, относительной влажности 88-94 %, частоте вращения кассеты 2 об/мин. Затем цикл повто­ряется. Общая продолжительность сушки макарон 17-18 час.

В настоящее время в различных отраслях промышленности находит применение терморадиационный метод энергоподвода, при котором интенсификация процесса сушки достигается за счёт использования коротковолнового инфракрасного излучения.

Вопрос использования инфракрасного излучения для сушки макаронных изделий впервые изучен А. С. Гинзбургом, И. Х. Мельниковой, Н. А. Лукьяновой, И. М.Савиной и др.

Отмечено, что ввиду особенностей движения влаги под действием инфракрасных лучей наблюдается очень быстрое обезвоживание поверхностного слоя за счет появления значи­тельного температурного перепада внутри материала. В результате резкого снижения влажности не поверхности проис­ходит неравномерная усадка рядом лежащих слоев, что вызы­вает растрескивание материала. Вследствие этого непрерыв­ное облучение нельзя применять при сушке макарон и мака­ронных изделий. Предложен комбинированный терморадиационно-конвективный метод сушки, при котором происходит со­четание периодического облучения сушимого материала с кон­вективной сушкой.

Дня макарон обыкновенных (диаметром 7 х 4,5 мм) из му­ки I сорта рекомендован следующий режим сушки:

Температура среды (tС), °С ...........................................................................................37

Относительная влажность сушильного воздуха, % ..................................................70

Скорость движения воздуха вад слоем макарон, м/сек ...........................................2,6

Температура генератора облучения (t ген ), °С .........................................................100

Соотношение продолжительности облучения и отлежки (;), сек …...5:100

Расстояние от макарон до излучателей (облучение двухстороннее), мм ...............40

Продолжительность сушки (), час ……………………………….....................2,6

Опыты Ф. Стаффа (США) показали, что при применении ин­фракрасного излучения продолжительность сушки короткорезанных макаронных изделий, изготовленных из высокопротеиновой пшеничной и соевой муки, значительно уменьшается. При этом изделия приобретают коричневый оттенок.

В макаронной лаборатории ВНИИХП (бывшей ЦНИЛМап) про­ведена работа по изучению процесса радиационной сушки труб­чатых макаронных изделий в подвесном состояний. Для этого параллельно макаронным прядям устанавливали излучатели па­нельного типа, выполненные в виде чугунных плит с заложенными в них спиралями. Температура генераторов излучения составляла 150 °С; расстояние от поверхности излучателя до изделия 170мм, продолжительность облучения более 3 мин.

Для макарон типа «Соломка» (диаметр 8 мм) из муки 1 сорта (из твердой пшеницы) лучшие результаты для комбинированной терморадиационно-конвективной сушки получены при следующих режимах:

предварительная терморадиационно-конвективная сушка, состоящая из трёх циклов; в каждом цикле облучение при t = 1б0 °С, осуществляемое в течение 3 мин, чередуется с конвективной сушкой в течение 2 часов при следующих параметрах: t = 32 – 35 °С; ? = 85 %; V= 0,5 м/с, при этом удаляется 7,5% влаги;

ступенчатая конвективная сушка при повышающейся сушильвой способности воздуха:

t = 32-35 °С; ? = 85 %; V = 0,5 м/с до W = 19-19,5 %

t = 32-35 °С; ? = 75-80 %; V = 0,5 м/с до W = 15 %

t = 32-35 °С; ? = 67-71 %; V = 0,5 м/с до W = 13%

Общая продолжительность сушки составляет 9,5 часов, что на 8,5 часов меньше, чем при конвективой сушке без облучения. Об эффективности облучения свидетельствует то, что в основ­ном длительность процесса сокращается за счет начальной «под сушки» ( от 29 до 22 % ), в этой зоне продолжительность сушки сокращается на 5 часов, то есть больше, чем на 50% от общей продолжительности всего процесса. Характерно, что после предварительного облучения процесс сушки протекает более интен­сивно; очевидно, что режим сушки может быть более жестким, чем обычно,

Г. Хаммел (Англия) отмечает, что применение инфракрасно­го излучения возможно и для сушки короткорезаных изделий. Однако использование ламп в качестве генераторов увеличива­ет габариты установки.

При комбинированном способе сушки продолжительность процесса может быть сокращена до 3 часов, однако, качество продукта ухудшается, а сокращение длительности процесса сушки до 1 часа вызывает резкое ухудшение качества продукции.

Карасони Ласло и Харчиттау Еммиль (Италия) провели исследования возможности использования инфракрасного излучения для сушки макаронных изделий. При этом применяли пане­ли пря расстоянии продукта до генератора 80-100 мм; режим сушки прерывистый; облучение 5-30 сек, отлежка 40 сек. В этот период тесто охлаждали воздухом комнатной температу­ры. Таким путем проводили сушку до равновесной влажности. Однако не удалось добиться получения изделий без трещин. КПД сушильной установки был в пределах 4-6 %. Установлено, что все работы, проводимые с целью интенсификации процес­са сушки, можно объединить в одно направление: длительность обезвоживания регулируется сушильной способностью воздуха или применением новых методов энергоподвода, при этом "вла- гоудерживеющая способность" объекта сушки (макаронных из­делий) остается неизменной.

Снижение "влагоудерживеющей способности" сырых мака­рон возможно при изменении свойственных им специфических, физико-химических свойств. Сущность этих изменений заклю­чается в том, что путем предварительной обработки у объ­екта снижается энергия связи влаги с составляющими ком­понентами теста. Таким образом изделия подготавливаются к процессу обезвоживания.

В последнее время в литературе освещается вопрос изыскания метода предварительной обработ­ки объекта сушки, позволяющего снизить энергию связи вла­ги с материалом. Однако эффективным методом снижения энергии связи влаги с сухим веществом можно считать такой, который позволил бы наряду с сокращением продолжительнос­ти сушки получить готовый продукт, отвечающий всем требо­ваниям стандарта.

В связи с этим возникла необходимость отыскания спо­соба предварительной обработки макаронных изделий, позво­ляющего получить продукцию хорошего качества.


СПОСОБЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ СУШКИ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
За рубежом рекомендуют применять способы сушки мака­ронных изделий с предварительной гидро или гигротермической обработкой их перед сушкой.

В Швейцарии гидротермическая обработка дополняется последующим замораживанием изделий при температуре минус 2б °С в течение 15 - 25 мин.

В США предлагается использовать термообработку су­хим паром при температуре 101- 180 °С, предварительно «подсушенных» изделий при инфракрасном энергоподводе в тече­ние 5-30 сек.

Во Франции для ускорения сушки сы­рые макаронные изделия после прессования варятся и затем выдерживаются в этиловом спирте, который постепенно выте­сняет из них влагу; после итого изделия быстро высушива­ются, а спирт регенерируется.

А. С. Гинзбург, В. И. Сыроедов, Н. И. Назаров рекомендуют с целью снижения энергии связи влаги с материалом и интенсификации внутреннего переноса влаги применять поверхност­но-активные вещества (ПАВ), например, этиловый спирт, гексан или толуол, отличающиеся малым коэффициентом поверхностного на­тяжения.

В МТИПП проведены исследования с целью проверки сле­дующих видов термообработки макаронных изделий: гидротер­мической с промывкой поверхности изделий холодной ( t =15°С) или горячей водой ( t = 100 °С) и без промывки с по­следующим замораживанием и без замораживания, а также гигротермической обработки, осуществляемой по тем же вариан­там.

Данные показывают, что все виды предваритель­ной термической обработки макарон значительно сокращают общую продолжительность сушки. Так, сушка макарон стандартной влажности после гидротермической обработки с промывкой в холодной воде в течение 5 мин и с последующим замораживанием при температуре минус 25 °С в течение 25 мин, составила 177 мин. Параметры сушильного агента были сле­дующие: температура 90 °С, относительная влажность 30 %.

Потери сухих веществ при варке, увеличение объёма, цвет и структура в изломе отвечали требованиям ГОСТа. Однако, недостатком этих методов является слипание изделий. Для устранения склеивания применяли промывку изделий хо­лодной и горячей водой, их замораживание и обработку в вибрационном поле. Тем не менее это все оказалось не эф­фективным. Вместе с тем гигротермическая обработка в кас­сетах, по сравнению с гидротермической, значительно сокра­щает продолжительность сушки макаронных изделий. Так, про­должительность сушки гигротермически обработанных и замо­роженных макаронных изделий составила 115 мин, а без заморажи­вания 90 мин. При этом такие показатели качества готовых из­дали как потери сухих веществ в варочной воде, увеличение объ­ема находились в пределах требований ГОСТа. Однако все-таки наб­людалось частичное слипание изделий.

Анализ приведенных выше данных позволил сделать вывод о преимуществе гигротермообработки перед гидротермообработкой.

Сушка макаронных изделий, подвергнутых гигротермообработке в подвесном состоянии на бастунах, при параметрах су­шильного агрегата ? = 80 %; t = 60 °С; V = 1 м/сек, позволила полностью избежать слипания продукции, качество которой от­вечало всем требованиям ГОСТа. Гигротермообработка проводи­лась при постоянной начальной влажности изделий. Параметры пара также не изменялись.

Изучено влияние продолжительности (1-5 мин) гигротермо­обработки с интервалом в 1 мин на процесс сушки и качество изделий. Установлено, что гигротермическая обработка изделий оказывает существенное влияние на процесс сушки.

На рис. 1 представлены кривые сушки макаронных изделий с гигротермической обработкой ( ? т.о. ) продолжительностью 2 и 5 мин и без нее. Процесс сушки осуществляли при "жестких" постоянных параметрах сушильного агента.

Применение "жесткого" режима сокращает время обезвоживания изделий не подвергнутых гигротермообработке с 18-24 час до 13,6 час. Надо отметить, что в промышленных усло­виях сушка ведется при более «мягких режимах» Однако при "жестком" режиме сушки внешние слои изделий высыхают значительно быстрее внутренних за счет появления больших градиентов влажности и наблюдается растрескивание макарон как в процессе сушки, так и при их хранении.



Рис.1. Кривые сушки макаронных изделий:

1 - без гигротермической обработки; 2, 3 - с гигр­отермической обработкой в течение соответственно 5 и 2 мин.

Гигротермическая обработка изделий перед сушкой зна­чительно сокращает процесс обезвоживания, так как позволя­ет применять "жесткие" режимы сушки без опасения появления трещин. При этом протекает два взаимосвязанных процесса: тепловая .денатурация белков и модификация крахмала. Послед­няя в условиях дефицита влаги не переходит границу клейсте-ризации первого ряда.

Денатурация белков ведет к снижению энергии связи вла­ги с белками теста и к упрочнению структуры последнего. Так, прочность на разрыв изделий не обработанных теплом сос­тавляет 320 г, а обработанных - 790 г.

Макаронные изделия, предварительно термообработанные, не подвергались растрес-киванию в процессе хранения в течение 6 месяцев и более.

Кривые сушки представленные на рис.1 показывают, что начальная влажность изделий без обработки и после неё резко различается. Так, макароны с гигротермообработкой имеют W = 54,6 %, а без неё - 47,5 %. Также существенно отличается и первая критическая влажность (W): в первом случае она равна 34 %, во втором – 30 %.

Однако влагосъем в первый период сушки у макарон посл­е гигротермообработки больше, чем у изделий без неё. У термообработанных макарон он составляет 20,6 %, а у необрабо-танных - 17,5 %. Следует также отметать, что продолжи­тельность первого периода сушки в первом случае меньше (55 мин), чем во втором (125 мин).

Второй период сушки значительно увеличивается в случае сушки макарон без термообработки (690 мин против 480 мин). При данной продолжительности гигротермо -обработки равновес­ная влажность макарон незначительно изменяется (с гигротермообра -боткой W= 13 %, без неё -14 %); при этом отно­сительная влажность воздуха – 80 %, температура – 60 °С, ско­рость - 1,0 м/сек.

На рис.2 представлены кривые скорости сушки, продолжи­тельность которых в первом и во втором периодах значитель­но больше у макаронных изделий, подвергнутых гигротермооб­работке. Скорость сушки в первом периоде (Nс) больше у макарон, прошедших 2-х минутную гигротермообработку и составляет 0,31 %/мин по сравнению с 0,14 %/мин для изделий без обработки.

Увеличение продолжительности гигротермообработки с 2 до 5 мин приводит к увеличению длительности сушки почти в 2 раза, (см. рис. 1), что объясняется углублением зоны клей­стеризации крахмала, в результате чего происходит образова­ние более прочных связей влаги с єтим компонентом теста.

Скорость сушки при 2-х минутной гигротермообработке как в первом, так и во втором периоде выше, чем при 5-ти минут­ной гигротермообработке (см. рис. 2).

Сравнение кривых сушки и ее скорости при гигротермооб­работке в диапазоне 1-5 мин показывает, что 2-х минутная обработка является оптимальной по показателю общей продол-жительности сушки.

Путём математической обработки экспериментальных данных, проведенной на ЭЦВМ БЭСМ-6, получены уравнения кривых сушки макаронных изделий в1 и во 2 периодах и скорости сушки:

Для первого периода: ( от W до W)

W = B - A; - A = N (1)

где W - текущая влажность, соответствующая 1периоду сушки, %;

W - первая критическая влажность макаронных изделий, %;

W - начальная влажность макаронных изделий, %;

- продолжительность сушки в 1 периоде, мин;

В, А - коэффициенты уравнения (В - %, А - %/мин);

- скорость сушки, %/мин;

Рис. 2 Кривые скорости сушки макаронных изделий:

1, 2 – с гигротермической обработкой в течении соответственно 2 и 5 мин; 3 – без гигротермической обработки.

Для второго периода: ( от W до W , при­чем W стремится к W )

W = W + С exp ( -m ) ; дифференцируя урав­нение (2), получим уравнение скорости сушки

-m C exp (-m), (2)
где W - вторая критическая влажность, %;

W - равновесная влажность, %;

W - текущая влажность соответствующая 2 пери­оду сушки, %;

- продолжительность сушки во 2 периоде, мин;

С - коэффициент уравнения, %;

m - степень экспоненты, 1/мин;

- скорость сушки во 2 периоде сушки , %/мин.
В табл.1 приведены численные значения коэффициентов уравнения (1) и (2) кривих сушки и скорости сушки макаронних изделий в зависимости от параметров гигротермообработки и сушки.
Таблица 1



Параметры гигротермообработки

Коэффициенты уравнений

1 период сушки

2 период сушки

,

мин

,

%

,

°С

,

м/сек

А,

%/мин

В,

%

W,

%

С,

%

m,

1/мин

0

80

60

1

0,140

47,48

14

24,7

0,00440

1

80

60

1

0,230

50,37

12

28,14

0,00372

2

80

60

1

0,310

53,35

13

33,8

0,00856

3

80

60

1

0,220

52,67

13

33,05

0,00668

5

80

60

1

0,196

53,04

10

28,1

0,00370

2

50

60

1

0,532

48,03

10,5

33,45

0,01085

2

60

60

1

0,420

49,05

11,2

33,75

0,00960

2

70

60

1

0,406

52,25

12,1

33,4

0,00900

2

80

60

1

0,310

53,35

13

33,8

0,00856

2

80

50

1

0,176

52,73

17,7

29,22

0,00672

2

80

60

1

0,316

53,35

13

33,8

0,00856

2

80

70

1

0,355

51,78

13

34,5

0,00990

2

80

80

1

0,534

52,53

12,9

33,2

0,01205

2

80

60

0,5

0,204

54,23

15,4

31,05

0,00530

2

80

60

1

0,310

53,35

13

33,8

0,00856

2

80

60

1,5

0,431

52,65

12,6

34,5

0,01050

2

80

60

2

0,605

50,61

12,1

33,15

0,01132


БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КРАХМАЛА И БЕЛКА МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ И ИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ И СУШКЕ
Кинетика процесса сушки гигротермообработанных мака­ронных изделий. В промыш - ленности для сушки трубчатых макаронных изделий используется "мягкий" трехступенчатый пуль­сирующий режим, часто меняющейся сушильной способностью воздуха.

Применение предварительной гигротермической обработ­ки сырых изделий позволило применить более «жесткие» ре­жимы с постоянной сушильной способностью воздуха.

В результате исключается растрескивание изделий как в процессе сушки, так и при длительном хранении. Этому спо­собствует также введение в процесс сушки заключительной технологической операции - стабилизации нзделий, которая по своей физико-химической сущности аналогична кондициони­рованию изделий.

Режим сушки нагретым воздухом (без предварительной об­работки паром) характеризуется следующими параметрами: тем­пературой воздуха () ; относительной влажностью возду­ха (); скоростью движения воздуха ().

С введением гигротермообработки появляется четвертый параметр - продолжительность гигротермообработки (). Эти параметры влияют не только на скорость сушки, но и на критическую равновесную влажность материала, а также на свойства и качество продукции. Поэтому необходимо найти та­кой режим сушки, который при минимальной длительности сушки и наименьшем расходе энергии обеспечит высокое качество го­товых изделий.

Кинетика процесса сушки макаронных изделий, подвергну­тых предварительной гигротермической обработке, изучалась в диапазоне изменения параметров: относительной влажности воз­духа от 50 до 80 %; температуры воздуха от 50 до 80 °С; скоро­сти воздуха от 0,5 до 2,0 м/сек.

Как показали исследования, сушка гигротермически обра­ботанных макаронных изделий протекает тем интенсивнее, чем ниже относительная влажность и выше температура и скорость сушильного агента . Однако окончательно судить о величинах оптимальной влажности, температуры и скорости сушильного агента можно лишь с учетом показателей качества готовых изделий.

Оценка качества изделий проводилась по следующим показателям: кислотность, цвет изделий, прочность на приборе Строганова, кулинарные свойства (количество сухих веществ, переходящих в варочную воду; коэффициент увеличения объема; увеличение массы макарон при варке; продолжительность варки).

Были исследованы изменения: атакуемости крахмала амилолитическими ферментами и белковых веществ протеолитическими ферментами; а также содержание азота в варочной во­де и водорастворимого азота под действием гигротермической обработки.
Биохимические изменения крахмала и белка макаронных изделий при гигротермо- обработке и сушке. Структура крах­мала имеет большое значение при определении свойств выра­батываемых макарон. От нее зависят товарные и кулинарные свойства изделий.

Одним из способов выяснения степени изменения крахма­ла является определение атакуемости его амилазами.

Известно, что при механическом или тепловом воздейст­вии на крахмальные зерна увеличивается показатель атакуе­мости их амилазами. Крахмал, подвергнутый обработке (ме­ханической, тепловой и т.д.) осахаривается ?-амилазой скорее, чем необработанный. При этом заметнее всего повы­шается атакуемость крахмала при действии ?-амилазы пше­ницы.

Были проведены опыты по определению атакуемости крах­мала амилазами при действии гигротермообработки и при раз­личных параметрах сушки. Атакуемость крахмала определяли по увеличению содержания редуцирующих сахаров, образующих­ся под действием ферментной вытяжки ?-амилазы (глицери­новой вытяжки из пшеничной муки) в тесте при температуре 40°С в течение 1 часа; она выражалась в миллиграммах на 10 г сухого вещества теста в пересчете на мальтозу. Изме­нение биохимических характеристик макаронных изделий при гигротермообработке и сушке даны в табл.2.

Из данных табл.2 видно, что атакуемость крахмала ?-амилазой в макаронных изделиях без гигротермообработки составляла 100 мг на 10 г сухого вещества теста в пересче­те на мальтозу, а после обработки макарон паром в течение 2 мин увеличилась до 236,5 мг т.е.более чем в 2 раза. При чем с увеличением продолжительности гигротермообработки атакуемость крахмала ?-амилазой возрастала и при 5-ти минутной обработке составляла 253,5 мг.

Повышение атакуемости связано, следовательно, с час­тичной клейстеризацией крахмала при термообработке изде­лий паром, что хорошо согласуется с замедлением скорости сушки при увеличении продолжительности гигротермообработ­ки. Параметры сушильного агента также оказывали влияние на атакуемость крахмала-амилазой. При повышении его температуры с 50 до 60 °С атакуемость увеличивалась от 156 до 236,5 мг. Дальнейшее возрастание температуры приводило к инактивации ?-амилазы, что вызывало снижение атакуемости крахмала. Так, этот показатель при температуре 70 и 80 °С снижался соответственно до 190,5 и 166 мг. При отно­сительной влажности воздуха 60 % атакуемость составила 219мг, а при 80 % - 236,5 мг. Атакуемость крахмала ?-амилазой при скорости воздуха м/сек: 0,5 - 167 ; 1,0-236,5; 1,5 - 225; 2,0 - 204 мг.

Показатель атакуемости крахмала оказался чувствитель­ным к изменению относительной влажности и скорости сушиль­ного агента. При постоянной температуре воздуха С60°С)воз­растание его относительной влажности и скорости до 1,0 и/сек атакуемость крахмала увеличивалась, что объяснялось углуб­лением его клейстеризации за счет более интенсивного про­грева изделий.

Гигротермообработка изделий вызывает денатурацию бел­ков клейковины, которые становятся менее растворимыми и теряют каталитическую активность. Атакуемость белковых веществ протеолитическими фер­ментами оценивалась по накоплению водорастворимого азота. Из результатов, приведенных в табл. 2, видно, что атакуе­мость белковых веществ макарон без гигротермообработки составляла 39,0 %, а при 2-х минутной обработке паром - 30,35%. При увеличении продолжительности гигротермообработки до 5 мин, атакуемость снижается до 27%.Таким образом установлено, что в результате гигротермообработки проис­ходит тепловая денатурация, способствующая снижению актив­ности белковых веществ.

Процесс сушки также вызывает значительную денатурацию белка даже при применении слабой тепловой обработке. В связи с этим представляет интерес проследить как меняется ак- тивность белковых веществ в зависимости от параметров ре­жима сушки. По показателю атакуемости белковых веществ можно рекомендовать параметры сушки.
Таблица 2


Продолжительность гигротермообработки

(),

мин

Параметры сушильного агента

Атаку-емость крах­мала ?-амила-зой пшени­цы, мг маль- тозы на 10 г СВ

Атаку-­емость белко­вых ве­ществ по на- копле-нию водо-раст­вори-мого азота,

%

Содер-жание азота в вароч-ной воде,

%

Содер-жание водо-раст-воримого азо- та в изде-лиях,

%

относи- тельная влаж- ность

(?),

%


темпе-ратура

(t),

°С

Ско-рость

(V),

м/сек

0

80

60

1

100

39,6

0,782

2,25

2

80

60

1

236,5

30,3

0,582

1,5

3

80

60

1

242

26,2

0,594

1,48

5

80

60

1

253,5

27

0,574

1,34

2

50

60

1

244

34,5

0,681

1,63

2

60

60

1

219

33,5

0,562

1,56

2

70

60

1

232

31

0,537

1,59

2

80

60

1

236,5

30,3

0,582

1,5

2

80

50

1

156

29,6

0,576

1,35

2

80

60

1

236,5

30,3

0,582

1,5

2

80

70

1

190,5

31,6

0,543

1,45

2

80

80

1

166

25,6

0,794

1,33

2

80

60

0,5

167

26,9

0,657

1,54

2

80

60

1

236,5

30,3

0,582

1,5

2

80

60

1,5

225

34,05

0,554

1,48

2

80

60

2

204

32,7

0,601

1,46


Повышение температуры воздуха в сушильной камере воздействует по-разному на атакуемость белковых веществ. Так при увеличении температуры с 50 до 70 °С атакуемость бел­ковых веществ возрастала с 29,6 до 31,6 %, дальнейшее по­вышение температуры снижало атакуемость до 25,6 %.

Изменение скорости сушильного агента также по-разно­му влияет на атакуемость белковых веществ. При скорости м/сек: 0,5 - 26,96; 1,0 - 30,3; 1,5 - 34,05, а при 2,0 -32,7%.

Рассматривая влияние параметров сушильного агента на атакуемость белковых веществ, видим, что при сушке гигротермообработанных трубчатых макаронных изделий оптималь­ными являются температура воздуха 60-70 °С, скорость воз­духа 1,0 - 2,0 м/сек.

Одновременно была проведена проверка изменения белково-протеиназного комплекса в макаронах с применением гигротермической обработки. При этом определяли количество общего азота в варочной воде и водорастворимого азота. В результате гигротермической обработки снижалось количест­во азотистых веществ в варочной воде. Так, при увеличении температуры с 50 до 70 °С атакуемость бел­ковых веществ возрастала с 29,6 до 31,6%, дальнейшее по­вышение температуры снижало атакуемость до 25,6 %.

Изменение скорости сушильного агента также по-разно­му влияет на атакуемость белковых веществ. При скорости м/сек: 0,5 - 26,96; 1,0 - 30,3; 1,5 - 34,05, а при 2,0 -32,7%.

Рассматривая влияние параметров сушильного агента на атакуемость белковых веществ, видим, что при сушке гигротермообработанных трубчатых макаронных изделий оптималь­ными являются температура воздуха 60-70 °С, скорость воз­духа 1,0 - 2,0 м/сек.

Одновременно была проведена проверка изменения белково-протеиназного комплекса в макаронах с применением гигротермической обработки. При этом определяли количество общего азота в варочной воде и водорастворимого азота. В результате гигротермической обработки снижалось количест­во азотистых веществ в варочной воде.



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 гигротермо- обработки, 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
  1   2


Учебный материал
© nashaucheba.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации