CC BY
11Совершенствование производства хлебопродуктов для группировок войск(сил) в особых условиях
Н.А. ЕРМОШИН, доктор военных наук
Подполковник С.А. РОМАНЧИКОВ, кандидат технических наук
АННОТАЦИЯ. Проанализированы возможности применения существующих технологий производства хлеба для обеспечения группировки войск (сил) в Арктической зоне Российской Федерации. Предложена инновационная технология производства хлеба и хлебобулочных изделий из цельного зерна, а также «комбинированное устройство размола зерна и производства хлеба». Приведены направления дальнейших исследований в области инновационных технологий производства продовольствия.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: мука, зерно, суровые климатические условия, хлебопечение, электрогидравлический размол, расстойка, выпечка, положительный эффект.
SUMMARY. The possibilities of applying existing bread production technologies to provide troop groupings (forces) in the Arctic zone of the Russian Federation. An innovative technology for producing bread and bakery products from whole grains is proposed, as well as «a combined device for grinding grain and producing bread». The directions of further research in the field of innovative technologies for food production are presented.
KEYWORDS: flour, grain, harsh climatic conditions, bakery, electrohydraulic grinding, proofing, baking, positive effect.
СТРАТЕГИЯ развития Арктической зоны (АЗ) Российской Федерации и обеспечения национальной безопасности на период до 2020 года, планы (программы) строительства и развития Вооруженных Сил РФ, других войск, воинских формирований и органов направлены на расширение военного потенциала в регионе1, основными задачами по развитию которого являются создание группировки войск (сил), обеспечение ее современной военной и специальной техникой, организация всестороннего и бесперебойного снабжения материальными средствами2. Для решения задач по всестороннему обеспечению группировки войск (сил) в особых условиях, в том числе в АЗ РФ, требуется совершенствование всех видов материально-технического обеспечения (МТО): материального, технического, транспортного, ветеринарно-санитарного и др.
Большая часть проблем МТО группировки войск (сил), развертываемой и выполняющей задачи в Арктической зоне Российской Федерации, связаны с организацией продовольственного обеспечения (ПО) военнослужащих и некоторых других категорий лиц. В частно-
1 Стратегия развития Арктической зоны Российской Федерации и обеспечение национальной безопасности на период до 2020 года. Утверждена Президентом Российской Федерации 08.02.2013 Пр-232.
2 Буренок В.М. Техническое оснащение Вооруженных сил Российской Федерации: организационные, экономические и методологические основы. М.: Издательский дом «Граница», 2007; Буравлев А.И. Методы оценки эффективности вооружения и военной техники. СПб.: ВАТТ, 2011.
сти, среди задач продовольственного обеспечения, решаемых в системе МТО Вооруженных Сил Российской Федерации, важное место занимает организация применения существующих технических средств и технологий для приготовления пищи и производства хлеба в суровых природно-климатических условиях Крайнего Севера; ее решение будет способствовать повышению качества пищевых продуктов для обеспечения ВС РФ, обеспечит полноценное питание и профилактику заболеваний военнослужащих. Необходимо проанализировать существующие технологии и технические средства, используемые в интересах организации ПО военнослужащих в Арктической зоне Российской Федерации.
Особенности завоза, хранения и производства продовольствия в АЗ РФ требуют разработки и применения инновационных технологий для эффективного решения задач продовольственного обеспечения военнослужащих и некоторых других категорий лиц в условиях низких температур, ограничения возможности использования пресной воды в необходимых объемах, необходимости длительного хранения продуктов питания, дефицита ультрафиолетового излучения, потребности в использовании консервированных и концентрированных продуктов питания, ограниченности энергетических ресурсов для приготовления пищи. Достаточно сложной задачей в организации ПО военнослужащих является обеспечение их хлебом и хлебобулочными изделиями.
В настоящее время во все действующие воинские пайки мирного времени входят два сорта хлеба: белый из пшеничной муки 1-го сорта — 350 г и хлеб из муки ржаной обдирной и пшеничной муки 1-го сорта — 300 г3. В военное время на довольствие военнослужащих поступает хлеб ржаной или пшеничный из обойной муки — 750 г. В рационах питания военнослужащих и по нормам замены, определенным в Положении о продовольственном обеспечении4, разрешается заменять хлеб и выдавать на обеспечение военнослужащих хлебцы простые из муки пшеничной 1-го сорта, сухари из смеси муки ржаной обойной, муки пшеничной обойной и муки пшеничной 2-го сорта, а также хлебцы хрустящие и хлебцы (галеты) армейские из муки пшеничной 1-го сорта. Анализ пищевой ценности и химического состава хлеба в воинских пайках позволяет установить, что на суммарную долю пшенично-ржаного и белого хлеба приходится 30—35 % от суточной потребности в белке и такая же доля общей калорийности всего продовольственного пайка. Важно подчеркнуть, что хлебная часть пайков обеспечивает значительную долю суточной потребности в витаминах: В1 — до 70 %, РР — 45 %, токоферолах — 55 %. Хлеб в воинских рационах является важным источником пищевых волокон5.
Для производства хлеба в ВС РФ предусмотрены средства полевого хлебопечения, средства переработки продовольствия, мини-хлебопекарни, а также технологическое оборудование для хлебозаводов (оборудование для просеивания зерна и муки, дозирования сырья, замеса,
3 Постановление Правительства Российской Федерации 2007 года № 946 «О продовольственном обеспечении военнослужащих, других контингентов и обеспечении кормами (продуктами) штатных животных воинских частей и организаций в мирное время».
4 Приказ МО РФ от 21 июня 2011 г. № 888 «Об утверждении Положения по продовольственному обеспечению военнослужащих Вооруженных Сил Российской Федерации и некоторых других категорий лиц, а также обеспечению кормами (продуктами) и подстилочными материалами штатных животных воинских частей в мирное время».
5 Романчиков С.А. Повышение эффективности технологических процессов производства мелкоштучных хлебобулочных изделий для группировки войск (сил) в Арктической зоне РФ. Труды XIX Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы защиты и безопасности». РАРАН. 2016.
деления, расстойки теста, выпечки хлеба)6. Необходимо отметить, что традиционная технология производства хлеба требует специального хлебопекарного оборудования, оборудования для производства муки, а также значительных финансовых, временных и физических затрат.
Как правило, для производства хлеба в АЗ РФ муку поставляют один раз в год (северный завоз)7. Действующими нормами8 установлено, что срок хранения муки без снижения ее качества составляет 6 месяцев (при добавлении в муку консервантов возможно продление сроков ее хранения до 12—18 мес.). Упаковка и транспортировка муки осуществляется в мешках при соблюдении специальных условий хранения и перевозки: температура в помещении не выше +10...+18 °С, относительная влажность воздуха не должна превышать 70 %. При этом также обязательно соблюдение товарного соседства, не допускающего хранение и транспортировку муки с продуктами питания, имеющими резкие запахи.
На решение задач всестороннего обеспечения войск (сил) в АЗ РФ оказывают значительное влияние особенности их применения. Прежде всего следует отметить, что части (подразделения) должны быть готовы к одновременному выполнению нескольких тактических задач, для чего они усиливаются специальными подразделениями, рассредоточиваются в районах ответственности на больших удалениях друг от друга и выполняют поставленные задачи автономно, в отрыве от источников пополнения материальных средств. Поэтому затруднено использование классических схем организации материально-технического обеспечения войск (сил) в регионе. Сложные природно-климатические условия Арктики и особенности применения частей и подразделений вызывают необходимость, с одной стороны, повышения их автономности по основным видам материальных средств, а с другой — разработки способов и технических средств доставки грузов мелкими партиями (когда, кому и в какое время это потребуется).
Рассмотренные обстоятельства, связанные с особенностями дислокации группировок войск (сил) в АЗ РФ и их значительной территориальной разобщенностью, а также сложности производства хлебопродуктов, обусловленные необходимостью завоза муки, специальными условиями ее хранения и низкой эффективностью традиционных технологий производства хлеба в условиях холодного климата, позволяют сделать вывод о целесообразности разработки технических средств, технологического оборудования и технологий производства хлеба в небольших объемах в сравнительно короткие сроки с учетом возможности его производства при низких температурах окружающего воздуха и ограниченности использования энергоресурсов9.
Полевые хлебопекарни малой производительности работают на двух видах топлива — дизельном и твердом (дрова, пеллеты), использование которых имеет ряд недостатков, обусловленных нестабильностью
6 Приказ МО РФ от 21 июня 2011 г. № 888 «Об утверждении Положения по продовольственному обеспечению военнослужащих Вооруженных Сил Российской Федерации и некоторых других категорий лиц, а также обеспечению кормами (продуктами) и подстилочными материалами штатных животных воинских частей в мирное время».
7 План завоза материальных средств воинским частям, дислоцированным в районах Крайнего Севера, Сибири и Дальнего Востока. 2016.
8 ГОСТ 158446-2002. Продукция, отправляемая в районы Крайнего Севера и приравненные к ним местности; ГОСТ Р 52189-2003. Мука пшеничная. Общие технические условия. Дата введения 01.01.2005.
9 Романчиков С.А. Современное состояние и пути повышения эффективности продовольственного обеспечения Вооруженных Сил Российской Федерации. Проблемы материально-технического обеспечения группировки войск (сил) в операции на театре военных действий: сборник статей. Ч. III. СПб.: ВАМТО, 2017. С. 282—289.
постоянной температуры пламени в топке хлебопекарной печи — она поднимается и понижается в зависимости от объема подачи и прогорания топлива. К этому следует добавить, что хранение дизельного и твердого топлива требует создания и оборудования складских объектов. Форсунки для сжигания жидкого топлива отличаются сложностью регулирования. Температура пламени, необходимая для выпечки хлеба с использованием форсуночной подачи топлива, трудно регулируется. Недостаточная герметичность и протекание форсунок влечет за собой проникновение дизельного топлива на поверхность хлебопекарной печи и передачу его запаха готовым изделиям. Сопло форсунок часто забивается, что вынуждает останавливать процесс выпечки. В период технического обслуживания внутри топливного бака образуется конденсат, который не позволяет полноценно работать форсунке. Традиционная технология производства хлеба для обеспечения военнослужащих в АЗ РФ весьма затруднительна и требует применения громоздкого, энергозатратного, низкопроизводительного оборудования, физических, временных и финансовых затрат. Достаточно сказать, что один подооборот при выпечке хлеба в хлебопекарной печи ПХП-0,4 имеет продолжительность 4,5—5 часов. Процесс приготовления теста и выпечка хлебобулочных изделий с использованием имеющегося технологического оборудования требуют значительных затрат ручного труда.
Даже неглубокое сопоставление и поверхностный анализ современных технологий производства хлеба в особых условиях показывает, что они имеют существенные недостатки как на этапе технологической подготовки, так и при непосредственном производстве хлеба и хлебобулочных изделий. Необходимость подготовки к размолу и непосредственный размол зерна, ограниченность производства качественной муки, значительные затраты времени на подготовку и производство, сложность применяемого технологического оборудования и его низкая универсальность требуют совершенствования технических средств и технологических решений для обеспечения военнослужащих хлебом и хлебобулочными изделиями. Причем это касается не только экстремальных природно-климатических, но и обычных условий производства хлеба и хлебобулочных изделий.
Как показали результаты выполненных в Военной академии материально-технического обеспечения (ВАМТО) исследований10, средства полевого хлебопечения могут размещаться в палатках, прицепах и контейнерах. Однако такие варианты их использования значительно снижают мобильность подразделений, ставят в зависимость от средств перевозки и транспортировки, а также требуют дополнительных затрат времени и привлечения личного состава.
В настоящее время ведутся испытания технологического оборудования хлебопечения, установленного на базовое шасси КамАЗ. Однако не предусматриваются способы обеспечения мобильности и работы такого оборудования в условиях Крайнего Севера. Разрабатывается хлебопекарня арктическая производительностью до 500 кг/сут., в качестве базового шасси которой предлагается использовать модернизированный гусеничный транспортер ДТ-30 ПМ. Необходимо отметить, что несмотря на новизну таких технических средств технология производства хлеба остается без изменений и требует значительного количества времени и специальных условий для качественного хлебопечения.
10 Военно-научное сопровождение работ по разработке хлебопекарни автомобильной (шифр «Перекидка-ВНС»): научно-исследовательская работа. Инв. № 1334 от 18.08.2016. СПб.: ВАМТО, 2016.
В целях преодоления рассмотренных трудностей и совершенствования производства хлеба и хлебобулочных изделий в качестве одного из вариантов могут быть применены новая технология и компактное технологическое оборудование. Суть предлагаемой технологии сводится к тому, что для производства хлеба используется не готовая мука, а цельное зерно. Этим обусловливается ряд преимуществ перед традиционной технологией производства хлеба:
во-первых, значительно упрощается процесс транспортировки и хранения исходного сырья, при данном способе не требуется создание специальных условий для хранения и транспортировки муки;
во-вторых, применение для размола зерна физических принципов электрогидравлического удара непосредственно в процессе производства хлеба исключает затраты на создание, содержание и функционирование технологического оборудования для производства муки;
в-третьих, предлагаемая технология основана на использовании физического эффекта ультразвуковой обработки воды, а также электрогидравлического смешивания ингредиентов, термостатического давления и воздействия вибрации, что позволяет ускорить процесс производства хлеба и хлебобулочных изделий.
Данная технология производства хлеба из цельного зерна направлена на обеспечение сохранности полезных свойств зерна на каждом этапе производства, сокращение затрат на транспортировку и хранение исходного сырья, повышение автоматизации, уменьшение количества единиц применяемого технологического оборудования и обслуживающего персонала, а также времени производства хлеба. Для этого необходима разработка технических средств и технологического оборудования для производства хлеба в АЗ РФ, которые должны обеспечить возможность размола зерна и непосредственно выпечку хлеба в одном комбинированном универсальном автоматизированном устройстве, обладающем достаточной мобильностью, незначительными массога-баритными характеристиками и энергопотреблением, возможностью работы в условиях низких температур.
Применение технологии производства хлеба из цельного зерна имеет существенные преимущества по отношению к традиционной, которые состоят в том, что сохраняется пищевая ценность зерна при хранении в течение 4—6 лет. Как уже говорилось, сроки хранения муки составляют всего лишь 6 месяцев при соблюдении специальных условий. В целях увеличения этих сроков необходимо добавлять в состав муки специальные консерванты, улучшители и наполнители. Но даже с учетом применения консервантов срок хранения не может быть увеличен более чем до 12—18 мес. Негативным последствием применения добавок и традиционного способа производства хлеба из муки является снижение пищевой ценности на 5—25 %.
Еще одним важным преимуществом предлагаемой технологии является значительное сокращение (в 2—3 раза) продолжительности технологического процесса размола зерна и производства хлеба по сравнению с существующей технологией. Кроме того, такая технология обеспечивает размол зерна и производство хлеба в одном комбинированном закрытом автоматизированном устройстве, значительно повышает показатели санитарно-эпидемиологического состояния процесса выпечки хлеба11, не требует проведения специальных мероприятий по обеспечению дезактивации муки, подготовки специальных мест для хранения ее производственных запасов, исключает
11 Фатеев В.А. Обоснование возможности использования продовольствия в условиях применения противником нейтронного оружия // Сборник статей. Л.: ВАТТ, 1986. С. 206—208.
загрязнение технологических помещений мучной пылью. Дополнительно следует отметить, что цельное зерно, используемое в предлагаемой технологии производства хлеба, устойчиво к влажности и изменениям температуры окружающей среды. Очень важно, что цельное зерно можно применять для производства хлеба даже в условиях воздействия на него ионизирующего излучения от оружия массового по-ражения12 — в этом случае потребуется лишь дополнительная промывка зерна в целях его дезактивации.
Рассмотрим научно-практические аспекты и содержание предлагаемой технологии производства хлеба из цельного зерна. Прежде всего следует отметить, что в основу научного обоснования нового способа производства хлеба в условиях низких температур и воздействия факторов, связанных с доставкой и хранением муки, положены принципы ресурсосбережения и повышения качества технологических процессов производства хлеба и хлебобулочных изделий, а также повышения их пищевой ценности и калорийности.
Необходимость реализации принципов ресурсосбережения потребовала разработки технического решения, позволяющего производить хлеб из цельного зерна в одном техническом устройстве, получившем название «комбинированное устройство размола зерна и производства хлеба» (КУРЗХ), принципиальная схема которого представлена на рисунке. Объединение процессов размола зерна и непосредственного производства хлебопродуктов в одном устройстве на основе использования физических принципов принудительной сегрегации зерна для его очистки с последующим электрогидравлическим размолом, а также турбулентного замеса и смешивания ингредиентов и электроконтактной выпечки позволяет обеспечить незначительные массо-габаритные характеристики (масса 0,3 т, объем 1,5 м3) и достаточно низкое энергопотребление для работы такого устройства.
При этом КУРЗХ можно использовать как в стационарных столовых и малогабаритных мини-пекарнях, так и в полевых условиях. Устройство может работать в полуавтоматическом режиме, является простым в обслуживании и экономичным по расходу электроэнергии (до 6 Квт). В данном устройстве осуществляются следующие процессы: аэрогидро-очистка зерна, электрогидравлический размол зерна, пульсирующее продвижение теста внутри технологической трубы и его смешивание с нутриентами, брожение в процессе многофакторного интенсифицирующего воздействия вибрации, электроконтактная выпечка хлеба и хлебобулочных изделий, нарезка вибрационным ножом и их упаковка в термоусадочную пленку13. Очистка зерна производится в электростатическом сепараторе (3), работа которого сводится к принудительной сегрегации цельного зерна. В последующем происходит обработка зерна инфракрасным излучением, позволяющим существенно улучшить качество и микробиологические показатели хлебобулочных изделий с повышенным содержанием пищевых волокон. При подаче высокого
12 Романчиков С.А. Инновационные решения в сфере производства продукции агропромышленных предприятий / С. А. Романчиков, А. А. Сычев // Институт промышленного менеджмента, экономики и торговли: сборник научной конференции с международным участием (14—19.11.16). Ч. 1. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та. С. 61—64.
13 Пат. 166850 Российская Федерация МПК А21В7/00. Устройство для выпечки зернового хлеба [Текст] / Сычев А.А., Романчиков С.А., Пахомов В.И., Целыковских А.А.; заявитель и патентообладатель — Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Военная академия материально-технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева» № 2016112198/13; заявл. 31.03.2016, опубл. 10.12.2016 г. Бюл. № 34. 67 с.
Рис. Комбинированное устройство размола зерна и производства хлеба
1 — водяной бак; 2 — бункер для зерна; 3 — сепаратор;
4 — дозатор солевого раствора; 5 — дозатор дрожжевой суспензии;
6 — емкость; 7 — сито; 8 — диафрагма; 9 — смеситель;
10 — технологическая труба; 11 — термостат;
12 — электротены; 13 — размольная камера;
14 — электроразрядная трубка; 15 — салазки;
16 — электроконтактный нагреватель; 17 — нож;
18 — упаковочная машина; 19 — корпус; 20 — электрод;
21 — емкость для воды; 22 — провод;
23 — электрогенератор; 24 — источник импульсного напряжения
напряжения между центральным электродом и цилиндром, по которому поступает зерно, возникают электростатические силы, легко разделяющие лузгу, оболочки, чешуйки, пыль, щуплые семена сорняков и целое зерно, так как последнее в 3—10 раз тяжелее и не задерживается сепаратором. Предварительная инфракрасная обработка зерна перед дроблением регулирует активность амилолитических ферментов, стабилизирует реологические свойства тестовых полуфабрикатов и повышает качество зернового хлеба14.
Влажности измельченного зерна в пульпу достаточно для образования теста. Процесс измельчения зерна идет равномерно, что недостижимо при механическом размоле. Значительная часть целлюлозы оболочки разрушается до крахмала и сахаров, что повышает пищевую ценность хлебопродукта и его белизну. При возникающих давлениях уничтожаются микроорганизмы, споры и плесени, т. е. происходит стерилизация пульпы. Это позволяет использовать зерно без промывки и пропаривания. Отсутствие других видов брожения и повышенное количество углеводов обеспечивают хорошие условия для дрожжей в тесте, а пульсации в тесте ускоряют размножение дрожжей.
14 Спирин Р.И. Разработка технологии зернового хлеба на основе ИК-обработки зерна пшеницы / В.Я. Черных, Н.В. Лабутина, Л.Н. Крикунова, Р.И. Спирин // Материалы научно-технической конференции «Технологии живых систем». М.: МГУПП, 2004. С. 12—16; Злобин Л.А. Оптимизация технологических процессов хлебопекарного производства. М.: Агропромиздат, 1987.
Следует отметить, что наряду со снижением затрат времени на производство хлебопродуктов по предложенной технологии повышается их биологическая ценность, а также обеспечивается возможность производства хлеба из цельного зерна в условиях низких температур. Производство хлеба предлагаемым способом отличается низкой себестоимостью, высокой технологичностью, что позволяет широко использовать этот способ в системе продовольственного обеспечения ВС РФ, других войск, воинских формирований и органов15.
Рассмотренные преимущества предложенного способа свидетельствуют о необходимости выполнения дальнейших исследований в направлении совершенствования технологических решений для повышения эффективности организации продовольственного обеспечения группировок войск (сил) в особых условиях. Прежде всего такие исследования должны быть направлены на разработку способов производства консервированных и концентрированных видов продовольствия для организации питания в Арктической зоне, оптимизацию хранения продовольствия, модернизацию технических средств в условиях низких температур, совершенствование технологического оборудования для приготовления пищи, разработку научно-обоснованных рекомендаций по внедрению новых технических решений в процессы продовольственного обеспечения ВС РФ и других войск, воинских формирований и органов.
15 Романчиков С.А. Методика оценки возможностей полевых технических средств и технологического оборудования продовольственной службы // Международный научно-исследовательский журнал. № 5 (59) май. Екатеринбург: Изд-во ООО «Компания ПОЛИГРАФИСТ», 2017. С. 103—107.
