CC BY
49
I
■t
664.654.002.5
ВЛИЯНИЕ ФТОРОПЛАСТОВЫХ ПОКРЫТИЙ НА АДГЕЗИОННЫЕ СВОЙСТВА ТЕСТА
Е.И. ПОНОМАРЕВА, Т.П. САНИНА, В.И. КАРПЕНКО, Л.В. ЗУПЧЕПКО
Воронежская государственная технологическая академия
Для предотвращения адгезии теста в производстве хлеба нами изучалась возможность применения фторопластового материала в качестве покрытия хлебопекарных форм и другого технологического оборудования. Исследовали энергетические и адгезионные свойства покрытий из фторопласта Ф-4МД, Ф-4Д, ФК-2 на стальной основе и алюминии.
Использовали образцы из Ф-4МД разной толщины. Контрольным был образец из стали без напыления.
Для оценки энергетических свойств поверхности материалов определяли краевые углы смачивания по методике [1|. Работу адгезии рассчитывали по уравнению
Г = ож( 1 + cos <р), где а — поверхностное натяжение для воды, Дж/м"; tp :— равновесный краевой угол смачивания поверхности водой, град.
Таблица
1 Іомер образца Вил подложки Характеристика покрытия
фторо- пласт толщина. мкм 1Р• град Л. мДж/ м"
1 Контроль 85.(К) 78,57
2 Ста л ь-3 Ф-4МД 16 144.50 13,82
3 Ф-1МД 32 127,50 . 29,10
4 Ф-4МД 48 110,50 47,28
5 Ф-1Д 16 113,00 44,37
6 ФК-2 16 9.3,00 69,11
7 Алюминий Ф-4МД 16 125,50 30,55
8 Ф-4МД 32 121,50 34.92
9 Ф-1МД 48 115,00 42,19
, 10 Ф-4Д 16 115,50 41,46
11 ФК-2 16 91,00 68,72
Адгезионные свойства теста для различных покрытий исследовали на адгезиометре по методике [21. Тесто влажностью 46,5% готовили из муки сорта Подольская безопарным способом с добавлением 1,5 кг прессованных дрожжей и 1,3 кг соли на 100 кг муки. Свежезамешанное гесто помешали в термостат для брожения в течение 120 мин при
(30± 1)°С. Через каждые 30 мин измеряли адгезионную прочность теста Р.
По окончании процесса брожения тесто разделывали и на 60 мин помещали в расстойный шкаф с температурой (40± 1)“С и относительной влажностью (80±2)%. Через каждые 15 мин определяли Р при различной продолжительности контактирования и разном давлении контакта.
Полученные данные обрабатывали на ЭВМ с помощью программы "ЯЕСНЕ” методом множественной линейной регрессии. Величины краевых углов и работы адгезии приведены в таблице.
Размерность равновесной работы адгезии соответствует размерности удельной свободной поверхностной энергии. Чем последняя ниже, тем меньше адгезия к этим поверхностям [3].
Как видно из таблицы, величина работы адгезии А фторопластовых покрытий на стали ниже, чем на алюминии. Адгезионная прочность покрытий определяется главным образом макрорельефом (шероховатостью) и микроструктурой поверхности подложки. При нанесении пленочного покрытия происходит дублирование металлической поверхности. По-видимому, на алюминии макронеровностей было больше.
Фторопластовые покрытия имеют углы смачивания больше 90 град, т.е, являются гидрофобными поверхностями. С увеличением толщины пленки как на стали, так и на алюминии уменьшается для фторопласта Ф-4МД, а значит, увеличивается А.
Из покрытий, нанесенных на сталь, наименьшим значением этого показателя на границе раздела твердое тело—жидкость обладало Ф-4МД с толщиной пленки 16 мкм — 13,82 мДж/м\
Среди покрытий, нанесенных на алюминий, наименьшей А характеризовалось также Ф-4МД с одним слоем — 30,55 мДж/м~, наибольшей — ФК-2 — 68,7 мДж/м"’. У стали без покрытия <р весьма близок к 90 (85) град. При этом значении силы натяжения молекул жидкости поверхностью твердого тела находятся в равновесии с силами притяжения молекул самой жидкости. Соответственно. при А 78,57 мДж/м"’ адгезия будет наибольшей.
Для подтверждения полученных выводов были построены кривые изменения Р в зависимости от продолжительности брожения теста т6 для различных видов покрытий, напыленных на стали I и
алюми (рис. 2
РЮ3,
p-ю
и
і
і
k
Как Ф-4МД сталь С
СЛОЯ II! П0ИЫШ(
ями пл к подле В ре: матема1 А.
Для і имеет f
Крит матема' следуеи 3 Митої
654.002.5
►
їм адгези-
:то раздетый шкаф ї влажно-іределяли нтактиро-
а ЭВМ с множест-краевых нице, зии соот-ой повер-гем мень-
зі адгезии иже, чем покрытий эельефом ерхности покрытия \ поверх-жеровно-
смачива-фобными ,1 пленки шается ір ічинается
наимень--Н1 це раз-Ф-4МД с
[ЮМ И НИИ,
Ф-4МД с іьшей —
фЫТИЯ (р
значении рхностью : силами оответст-наиболь-
цон были мости от я различна л и I и
алюминии II (рис. I), и разной толщины Ф-4МД (рис. 2). Кривые обозначены по-номерам образцов.
„ II
Для покрытий, нанесенных на алюминий:
Я = 3,02! + 0,0246 г, +0,105 А.
Г = 5,34.’''
Для того, чтобы определить весомость показателей, уравнения перевели в кодированный вид по методике [4|:
Р, = 3,084 + 0,009 %ир + 0,045 А\
Р, = 3,021 + 0,008 г* + 0,037 А.
Из уравнений видно, что наиболее значимой является А, характеризующая энергетические свойства покрытия.
В промышленности наиболее широко полимерные покрытия применяются для хлебопекарных форм, в которых осуществляется окончательная расстойка и выпечка. Поэтому необходимо исследование адгезионных свойств тестовых заготовок на стадии расстойки. Р измеряли, для покрытия Ф-4МД с толщиной слоя 16 мкм при постоянном давлении контактирования 4900 Па.
Рис. 1
Рис. 2 .
Как видно, наименьшем Р обладают покрытия Ф-4МД, затем — Ф-4Д и ФК-2; наибольшей — сталь без напыления. С возрастанием толщины слоя напыления Р увеличивается. Эго связано с повышением внутреннего напряжения между слоями пленки, которое ухудшает адгезию покрытия к подложке.
В результате обработки данных были получены математические модели Р и зависимости от г, и А.
Для покрытий, напыленных на сталь, уравнение имеет вид
• Р, = 3,084 + 0,0197 г,„ + 0,635 А.
Критерий Фишера Р = 6,76, т.е. полученная математическая модель адекватно описывает исследуемый процесс (р,„ ,}і =21).
.! 1111111 с ■ и і VI іпігачиїї \" Л — 4
Рис. 3
Видно, что с увеличением продолжительности контакта Р возрастает (рис.З). В начальный момент, когда формируется площадь контакта, адгезия еще незначительна и при отрыве нарушается относительно слабая адгезионная связь. В последующем, когда время контакта увеличивается, начинают формироваться связи между телами, что приводит к росту адгезии и изменению типа отрыва: от смешанного адгезионно-когезионного он переходит к когезионному. На стальной поверхности когезионный тип отрыва наблюдается после 5 мин непрерывного контакта.
Таким образом, шероховатость поверхности, наличие выемов и выступов влияют на условия формирования площади фактического контакта. При этом изменяется тип отрыва. Переход в когезионный отрыв на шероховатой стальной поверхности происходит за меньшее время и при относительно меньшем контактном давлении по сравнению с гладкой фторопластовой поверхностью.
Р'10,кПй ІМ 13
а н 10 9 8 7
6 ________I_________I________I_______I________
100 зоо 600 700 900 рк, г
Рис. 4 *
Увеличение Р в зависимости от давления контактирования (рис. 4) можно объяснить на основе представлений о. микрореологических процессах, происходящих в зоне контакта между тестом и поверхностью. Скорость вязкопластического тече-
ния. которая пропорциональна скорости увеличения истинной площади контакта теста с поверхностью, тесно зависит от давления контакта. Эта же величина обратно пропорциональна пластической вязкости.
ВЫВОДЫ
1. Величины <р и А зависят от вида подложки, -состава и толщины фторопластового материала.
Самая низкая величина работы адгезии — у покрытия Ф-4МД с толщиной слоя 16 мкм, напыленного на сталь, самая высокая — у стали без покрытия.
2. На адгезионные свойства теста из муки Подольская влияют вид и толщина фторопластового покрытия. Наименьшая адгезия — у стали и алюминия с самым тонким слоем пленки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивания. — М.: Химия, 1974. — 413 с.
2. Мазур П.Я., Дятлов В.А. Влияние сахара и жира на адгезионные свойства теста / / Хлебопекарная и кондитерская пром-сть. — 1974. — № 11. — С. 17.
3. Зимон А.Д. Адгезия пищевых масс. — М.: Агропромиз-дат. 1985. — 271 с.
4. Грачев Ю.П. Математические методы планирования экспериментов. — М.: Пищевая пром-сть, 1979. — 196 с.
Кафедра технологий хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств
Поступила 29.12.94
637.523.68:1577.156.1+577.153.1 ]
ПРИМЕНЕНИЕ ФЕРМЕНТОВ В ТЕХНОЛОГИИ СЪЕДОБНЫХ КОЛБАСНЫХ ОБОЛОЧЕК
Л.В. АНТИПОВА, И.А. ГЛОТОВА
Воронежская государственная технологическая академия
Мясная промышленность располагает значительными резервами коллагенсодержащего сырья в виде субпродуктов II категории, жилок, фасций, шкурок, отходов кишечного и шкуроконсервиро-вочного производств. Из-за низких функциональных и технологических свойств такое сырье ограниченно используется в пищевых целях или остается невостребованным.
Нами на уровне гистоструктуры обоснована целесообразность и возможность применения коллагенов из разных источников в технологии колбасных съедобных оболочек вместо гольевого спилка шкур крупного рогатого скота. Однако выявленные особенности гистоморфологических характеристик и химического состава нетрадиционного для данной технологии коллагенсодержащего сырья предопределяют необходимость поиска эффективных способов его предварительной обработки.
Известно, что ограничение функциональных свойств вторичного коллагенсодержащего сырья и отходов переработки животных связано с уникальной пространственной структурой белков и их комплексов, недостаточной растворимостью, низкой биологической и физико-химической активностью [1, 2]. Промышленное применение имеют физические и химические способы обработки животного сырья, содержащего белки упроченной
структуры [3, 4]. Однако наибольшую перспективу имеет целенаправленное использование ферментных систем. К преимуществам биокаталитических реакций относятся малая энергоемкость, экологичность, высокая биологическая ценность конечных продуктов.
Цель нашей работы — изучить эффективность ферментной модификации белковых и липидных компонентов вторичных коллагенсодержащих ресурсов для получения коллагеновых масс заданного химического состава и функциональности применительно к технологии производства искусственных колбасных оболочек типа ’’белкозин”.
Объектом исследований служили коллагенсодержащие не используемые на пищевые цели отходы промышленной переработки крупного рогатого скота убоя весеннего периода 1992 г. в условиях мясного комбината ’’Воронежский” — малоценные субпродукты II категории (рубец), отходы кишечного сырья и шкуросырья.
Предварительно изучали морфологические характеристики и общий химический состав коллагенсодержащих источников. Результаты указывают на превалирование в составе всех видов сырья массовой доли белков и липидов (в пересчете на сухое вещество). Это определяет необходимость применения ферментных систем протеолитическо-го и липолитического действия с высоким уровнем специфической активности, обладающих коллаге-назным эффектом, способным целенаправленно
преобрг фермен щего гц сона [5 казеин; ную ак бодногс ролизе цах оп' тинное Ота-Я Хара ратов ПОх), риях В
Ферме
прсп
Пан
Пси
Притік!
ниріда
ІІрс
супТил
(центра
Липп|
П
Как свойст ГЗх (н соотие и липе и боль
ЖИВОТ:
Осн
СЫ ИЗ
мого 1 приме белкої сов СЫ коных компо Изу компо точи и препа| ца к < скую ( НОЙ НС Предн сырья ли по шкуро на нoJ экстр; 3*
