CC BY
53
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 9(40) ■ Часть 2 ■ Октябрь
2. Руководство для учащихся по изучению программного обеспечения SolidWorks. Dassault Systemes SolidWorks Corporation, 1995-2010; компания Dassault Systemes S.A., 300 Baker Avenue, Concord, Mass. 01742 USA [Электронный ресурс]. - URL: https://www.solidworks.com/sw/docs/Student_WB_2011_RUS.pdf (дата обращения: 15.05.2015).
3. Головин Д.В., Бояршинов Д.А. Выбор материала для рамы болида «Формула Студент» // Сборник трудов III Всероссийского форума «Студенческие инженерные проекты». - М: МАДИ, 2015. - С.20.
4. An Introduction to Stress Analysis Applications with SolidWorks Simulation, Student Guide [Электронный ресурс]. - URL: http://www.solidworks.com/sw /docs/Simulation_Student_WB_2011_ENG .pdf (дата обращения: 15.05.2015).
5. William B. Riley, Albert R. George. Design, Analysis and Testing of a Formula SAE Car Chassis. Cornell University. SAE technical paper series. Motorsports Engineering. Conference & Exhibition. Indianapolis, Indiana. December 2-5, 2002
6. Гончаров К.О., Кулагин А.Л., Тумасов А.В., Орлов Л.Н. Имитация условий аварийного нагружения каркаса спортивного автомобиля класса «Формула Студент» [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. - 2012. - № 6. - URL: http://www.science-education.ru/pdf/2012/6/518.pdf (дата обращения: 30.05.2015).
References
1. 2015 Formula SAE Rules, available at: http://www.fsaeonline.com/content/2015-
16%20FSAE%20Rules%20revision%2091714%20kz. pdf (accessed 15 May 2015).
2. Rukovodstvo dlia uchashchikhsia po izucheniiu programmnogo obespecheniia SolidWorks [Guide for students to
study the SolidWorks software]. Dassault Systemes SolidWorks Corporation, 1995-2010; kompaniia Dassault Systemes S.A., 300 Baker Avenue, Concord, Mass. 01742 USA, available at: https://www.solidworks.com/sw/docs
/Student_WB_2011_RUS.pdf (accessed 15 May 2015).
3. Golovin D.V., Boiarshinov D.A. Vybor materiala dlia ramy bolida «Formula Student» [Choice of material for a frame of the car Formula Student]. Sbornik trudov III Vserossiiskogo foruma «Studencheskie inzhenernye proekty». Moscow: MADI, 2015. pp. 20.
4. An Introduction to Stress Analysis Applications with SolidWorks Simulation, Student Guide available at: http://www.solidworks.com/sw/docs/Simulation_Student_ WB_2011_ENG.pdf (accessed 15 May 2015).
5. William B. Riley, Albert R. George. Design, Analysis and Testing of a Formula SAE Car Chassis. Cornell University. SAE technical paper series. Motorsports Engineering. Conference & Exhibition. Indianapolis, Indiana. December 2-5, 2002.
6. Goncharov K.O., Kulagin A.L., Tumasov A.V., Orlov L.N. Imitatsiia uslovii avariinogo nagruzheniia karkasa sportivnogo avtomobilia klassa «Formula Student» [Simulated emergency loading conditions of frame of a sport car class "Formula Student"]. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniia, 2012, no.6, available at: http://www.science-education.ru/pdf/2012/6/518.pdf (accessed 30 May 2015).
Ержанова М.Е.* 1, Джунисбеков М.Ш.2, Кейкиманова М.3 1Кандидат технических наук, 2кандидат технических наук, профессор, 3кандидат технических наук, Таразский государственный университет им. М.Х.Дулати НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ПОВЫШЕНИЯ КАЧЕСТВА ТЕСТОВЫХ ЗАГОТОВОК
Аннотация
Статья направлена на решение вопросов повышения качества изделий из муки и снижение энергозатрат на их производство путем непрерывного дозирования воды в зону замеса и является продолжением и развитием научного направления по исследованию процесса замеса теста.
Ключевые слова: хлебобулочная продукция, процесс перемешивания, подача воды, замес теста.
Erzhanova M.E.1, Dzhunisbekov M.Sh2, Keikimanova M3.
1PhD in Engineering, 2PhD in Engineering, 3PhD in Engineering, M.Kh. Dulaty Taraz State University SOME ISSUES OF IMPROVING THE QUALITY OF DOUGH
Abstract
The article addresses the issues of improving the quality of flour products and reduction of energy consumption in their production by continuous metering of water in the mixing zone and is a continuation and development of the scientific direction for the study of the process of kneading dough.
Keywords: bakery products, the mixing process, the supply of water, kneading.
Согласно современным тенденциям науки о питании ассортимент хлебобулочной продукции должен быть р асширен выпуском изделий улучшенного качества и повышенной пищевой ценности.
Производство пищевых продуктов неразрывно связано с подготовительным процессом перемешивания исходных компонентов сырья. В хлебопекарной промышленности смешение муки, воды и других ингредиентов преследует цель получения высококачественного теста. Процесс перемешивания пищевых компонентов сопровождается сложными физико-химическими, коллоидными и биохимическими процессами, происходящими с ними в рабочем объеме смесителя[1]. Поэтому перемешивание можно рассматривать как способ интенсификации этих процессов, приводящих к получению полуфабриката с заранее заданными свойствами, что необходимо для последующего его формования.
В качестве объекта исследования в работе были использованы: мука пшеничная хлебопекарная, соль пищеваяповаренная помола №1, дрожжи сухие первого сорта, вода питьевая.
С целью интенсификации процесса замеса теста, нами предложен новый способ (рисунок 1 б) замеса с подачей воды в емкость (дежу) по ее стенке (окружности) перед дозировкой муки.
18
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 9(40) ■ Часть 2 ■ Октябрь
Результаты экспериментов показали, что при подаче воды в зазор между диском и тестом коэффициент трения снижается в 2 - 3 раза в зависимости от состава теста. Коэффициенты трения теста для формового хлеба 1,35, батона и подового хлеба 0,26 и 0,22 соответственно. При подаче воды - 0,14 - 0,11 при любой нагрузке.
Рис. 1 - Схемы подачи воды для замеса теста
Рис. 2 - Зависимость коэффициента трения теста из пшеничной муки первого сорта для батона нарезного от величины напряжения контакта и частоты вращения диска
В работе исследовались влияния геометрических характеристик экспериментальной мешалки на процесс замеса теста.Были проведены эксперименты по изучению величины мощности, потребляемая приводом тестомесильной машины и определяющая степень обработки тестовой массы, меняется в процессе замеса следующим образом: нарастание мощности (начало смешивания), достижение пика (завершение смешивания), затем спад — механическое разрушение клейковинного каркаса тестовой массы (пластикация) [4]. Максимальное значение мощности в 1,5—2 раза превышает мощность при пластикации тестовой массы, тогда как именно в этот период необходима высокоинтенсивная механическая обработка. Это объясняется тем, что при завершении смешивания объем образовавшейся тестовой массы уменьшается и занимает не более 0,4—0,45 полезного объема месильной емкости, что вызывает уменьшение потребляемой мощности[2]. Снижения интенсивности механической обработки при пластикации массы можно избежать, изменив параметры месильной емкости (рисунок 4): увеличив степень заполнения тестом полезного объема V месильной емкости, оцениваемую коэффициентом заполнения К3:
К _ R
Кз _ R
(1)
где Rj - радиус месильного органа, м; R2- радиус месильной емкости, м. 19
19
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 9(40) ■ Часть 2 ■ Октябрь
Испытания показали, что эффективность замеса возрастает, уменьшается распыл муки на 20-25%, улучшается структурно-механические свойства теста. Пористость по сравнению с контрольными замесами возрастает на 3-5%. Готовые изделия имеют высокие органолептические и вкусовые показатели. На рисунке 3(а,в) показаны схемы процесса тестоприготовления традиционным способом и с непрерывной подачей воды. В таблице 1 приведены свойства теста из пшеничной муки 1 сорта для батона нарезного и показатели качества готовых изделий.
Ri - радиус месильного органа; R2 - радиус месильной емкости; 8 - величина зазора; В - ширина лопасти месильного органа; Н - высота месильной емкости
Рис. 3 - Схема процесса тестоприготовления: А - традиционный замес, В - с непрерывной подачей воды
Таблица 1 - свойства теста и показатели качества готовых изделий ______из муки среднего хлебопекарного достоинства_________
Показатели Замес теста
опытный контроль
Вязкость теста, 10-3 Па' с: - начальная 0,91 0,98
- через 30 мин брожения 0,68 0,72
- через 60 мин брожения 0,52 0,69
- через 75мин брожения 0,44 0,58
- через 90 мин брожения 0,41 0,52
Свойства теста после расстойки по матурографу: Время окончательной расстойки, мин 70 64
Уровень теста, ед. прибора 440 410
Устойчивость в брожении (стабильность), мин 4 6
Структурная прочность (упругость), ед. прибора 205 190
Свойства теста в процессе выпечки по оффентрибгерету, ед. прибора: - объем теста после расстойки 300 300
- объем изделия после выпечки 480 470
- подъем теста 180 170
- конечный подъем теста 70 30
Продолжительность брожения, мин 90 90
Качество батонов: - удельный объем, см3 /г: 4,85 4,76
- формоустойчивость, H/D 0,40 0,38
- пористость, % 85 (мелкие равномерные) 79(неоднородные)
- сжимаемость мякиша на пенетрометре, ед. прибора: АНОБщ 101,4 88,0
^НУПР 28,0 21,4
ЛНпл 73,4 66,6
Аналогичные результаты получены при опытном замесе теста для формового и подового хлеба. Анализ полученных данных показал, что повысились такие показатели, как структурная прочность теста на 7,8%; конечный подъем теста более чем в 2 раза; удельный объем хлеба на 1,5 - 2,5%; формоустойчивость на 5,2%; пористость на 6%; а также сжимаемость мякиша.
Было определено что время замеса при экспериментальном замесе теста сократилось с 6 до 3 минут. Это привело к сокращению расхода электроэнергии на замес теста, которое составляет: 4,5 кВт*3/60 мин = 0,09 кВт*ч. При выходе
20
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 9(40) ■ Часть 2 ■ Октябрь
батона нарезного 133%, формового хлеба 148%, подового хлеба 144%. Экономия электроэнергии составит 1000/(200*1,33)=3,76 кВт*ч на тонну батонов нарезных, 1000/(200*1,48)=3,39 кВт*ч на тонну формового и 1000/(200*1,44)=3,47 кВт*ч на тонну подового хлеба.
Выводы:
1 .Постоянное дозирование заданного количества воды на стенку месильной камеры на протяжении всего процесса позволит увеличить степень механической проработки, повысив скорость протекающих реакций, степень перемешивания, его интенсивность.
2. Определены поверхностные свойства теста при предлагаемом способе замеса. Величина напряжения адгезии теста из пшеничной муки 1 сорта для формового, подового хлеба и батона нарезного увеличивается при росте напряжения и продолжительности предварительного напряжения контакта.
При подаче воды в зазор между диском и тестом коэффициент трения снижается в 2 - 3 раза в зависимости от состава теста. Коэффициенты трения для формового хлеба 1,35, батона и подового теста 0,26 и 0,22 соответственно. При подаче воды 0,14 - 0,11 при любой нагрузке.
3. При непрерывном дозировании воды в зону замеса максимальная мощность достигается позже и ее значение ниже, чем при традиционном замесе. Снижается общая работа процесса. Зависимость потребляемой мощности от частоты вращения рабочего органа мешалки N = a + bn. Коэффициенты уравнения зависят от геометрических параметров.
Величина удельной работы и интенсивности замеса зависит от коэффициента заполнения месильной камеры и величины зазора между стенкой и рабочим органом мешалки. Установлено, что оптимальное значение коэффициента заполнения лежит в пределах 0,85 - 0,9.
4. Промышленные испытания предложенного способа замеса теста из пшеничной муки 1 сорта подтвердили эффективность предложенного способа замеса. Продолжительность замеса сократилась с 6 до 3 минут, повысилось качество теста и готовых изделий: структурная прочность теста на 7,8%; конечный подъем теста более чем в 2 раза; удельный объем хлеба на 1,5 - 2,5%; формоустойчивость на 5,2%; пористость на 6%; а также сжимаемость мякиша.
5. Внедрение экспериментального процесса замеса теста позволило только за счет сокращения времени замеса снизить затраты электроэнергии на замес теста на 3,76 кВтч на тонну батонов нарезных, 3,39 кВтч на тонну формового и 3,47 кВтч на тонну подового хлеба.
Литература
1. Еркебаев М.Ж., Ержанова М.Е., Медведков Е.Б., Исабекова Л.С. Поверхностные свойства теста при замесе с непрерывной подачей воды // Пищевая технология и сервис. - 2008. - №4. - С. 10-13.
2. Современные способы механической обработки пищевых масс./М.Ж.Еркебаев, С.А. Мачихин, Е.Б. Медведков, А.В. Попелюшко.- Алматы, 1998. -140с.
3. Ауэрман Л.Я. Технология хлебопекарного производства. - 8-ое изд.;переработан и доп. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. -416с.
4. Берман Г.К.,Абрамов Н.И.,Мачихин С.А. Критерий перемешивания при замесе теста// Хлебопекарная и кондитерская промышленность. -1976. - №5. - С. 29-31
References
1. Erkebayev M.Zh., Erzhanova M.E., Medvedkov E.B., Isabekova L.S. Poverhnostnye svoistva testa pri zamese s nepreryvnoi podachei vody// Pishevaya tehnologiya i servis.-2008.- №4. - s. 10-13.
2. Sovremennye sposoby mehanicheskoi obrabotki pishevyh mass./ Erkebayev M.Zh., Machihin S.A., Medvedkov E.B., Popelyushko A.B.-Almaty, 1998.-140 s
3. Auerman L.Y. Tehnologiya hlebopekarnogo proizvodstva/-8-oe izd; pererabotan i dop.-M.: Legkaya i pishevaya promyshlennost, 1984.-416s.
4. Berman G.K., Abramov N.I., Machihin S.A. kriterii peremeshivaniya pri zamese testa// Hlebopekarnaya i konditerskaya promyshlennost.- 1976.- №5. - s. 29-31 21
21
