CC BY
39
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 11 (42) ■ Часть 2 ■ Декабрь
(ii)
Выводы:
1. Для уменьшения количества острого пара, а значит и снижения энергозатрат необходимо увеличивать температуру процесса и уменьшать остаточное давление в аппарате, что согласуется с графиками зависимости q от P и T (по опытным данным ) [2].
2. Для увеличения коэффициента насыщения нужно увеличивать давление и уменьшать температуру.
Литература
1. Арутюнян Н.С. Технология переработки жиров./ Н.С. Арутюнян - М.: Агропромиздат, 1985.— 368 с.
2. Енютина С.Г., Коновалов М.Л. Влияние различных факторов на энергопотребление дезодорационных установок /С.Г. Енютина, М.Л. Коновалов // Пищевая технология. Известия ВУЗов. - 1997.-№ 2-3. - С. 70-72.
References
1. Arutyunyan N. S. Tekhnologiya of processing zhirov./N. S. Arutyunyan - M.: Agropromizdat, 1985. — 368 pages.
2. Enyutina S.G., Konovalov M. L. Influence of various factors on energy consumption of deodorizing installations / S.G. Enyutina, M. L. Konovalov//Food technology. News of higher education institutions. - 1997.-№ 2-3. - Page 70-72.
DOI: 10.18454/IRJ.2015.42.149 Медведев П.В.* 1, Федотов В.А.2, Бочкарева И.А.3
1 Доктор технических наук, 2ORCID: 0000-0002-3692-9722, Кандидат технических наук, 3преподаватель кафедры машин и аппаратов химических и пищевых производств,
Оренбургский государственный университет ВЛИЯНИЕ ТВЕРДОЗЕРНОСТИ ЗЕРНА НА ЕГО МАКАРОННЫЕ СВОЙСТВА
Аннотация
В статье описаны результаты исследования влияния показателя твердозерности пшеницы на формирование качества макаронных изделий из этого зерна. Обнаружены зависимости технологических свойств макаронных изделий, позволившие разработать математические модели, обеспечивающие возможность контроля, коррекции и стабилизации свойств продуктов макаронного производства.
Ключевые слова: зерно, пшеница, твердозерность, варочные свойства, макароны, контроль качества.
Medvedev P.V.1, Fedotov V.A.2, Bochkareva I.A.3
:PhD in Engineering, 2ORCID: 0000-0002-3692-9722, PhD in Engineering,
3lector of department of machines and devices for chemistry and food industries, Orenburg State University THE EFFECT OF HARDNESS GRAIN PASTA OF ITS PROPERTIES
Abstract
The article describes the research results influence of wheat technological properties of the pasta quality. We have detected dependence of the technological pasta properties, which allowed us to develop a mathematical model that provides the ability to control, correction and stabilization properties of the pasta products.
Keyword: grain, wheat, hardness, cooking properties, pasta, quality control.
Действующая система критериев технологических свойств пшеницы должна обеспечивать высокое качество на всех этапах производства и переработки зерна. Однако, многолетний анализ показывает, что признаки качества зерна, контролируемые на протяжении всего жизненного цикла пшеницы, не отвечают современным требованиям.
Недоверие к показателям качества, стандартизированным ГОСТ - натуре, стекловидности, числу падения, количеству и качеству клейковины связано с большой ролью в их формировании факторов внешней среды. Отсюда следует необходимость в дополнении стандартизированных показателей анализами структурно-механических, физико-химических, технологических свойств зерна и прочих [2].
Актуальными для пищевой промышленности являются исследования, направленные на разработку систем мониторинга потребительских свойств продуктов переработки зерна и готовых изделий, в частности, макаронных изделий.
Показатели варочных свойств макаронных изделий оценивали по ГОСТ после варки 50 или 100 г макарон в 10 -кратном количестве воды. После варки готовые изделия освобождали от воды, перенеся их на сито, сохранность и склеиваемость изделий определяли с помощью внешнего осмотра (таблица 1).
Одним из показателей качества готовых изделий являются потери белка в результате варки. Снижение содержания белка в макаронных после варки варьирует в интервале от 0,2 до 1,5 %. Качественная мука характеризуется меньшими потерями белка в макаронах при варке.
68
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 11 (42) ■ Часть 2 ■ Декабрь
Уменьшение содержания сырой клейковины в муки до 28 % в большой мере способствует увеличению потерь сухих веществ при варке, степени слипаемости и снижению прочности готовых изделий в результате сильного ослабления структуры изделия. При невысоком содержании клейковины, она не обеспечивает прочности соединения клейковинной решетки, поскольку набухшие и клейстеризовавшиеся зерна крахмала ее разрывают.
Таблица 1 - Основные показатели качества готовых макаронных изделий
Сорт пшеницы Физико-химические свойства Варочные свойства
Влажность, % Кислотность, гр. Т Содержание клейковины, % Содержание каротиноидов, мг/кг ъ й А Н О О и Он 1) со О п Он 1) оа Н Гидратационная способность (по коэффициенту увеличения массы) Сухие вещества, перешедшие в воду при варке, % Потери белка при варке, % Прочность сухих изделий на срез, Н
Харьковская 3 11,8 2,3 31,0 4,10 18,2 2,20 5,5 0,2 7,8
Оренбургская 10 12,5 2,6 28,5 3,08 21,6 1,94 6,2 0,5 7,2
Оренбургская 21 12,0 2,3 27,2 3,10 20,5 1,96 6,7 0,5 7,4
Безенчукская Янтарь 12,2 2,5 30,5 2,58 19,2 1,89 5,9 0,9 6,5
Безенчукская 200 11,9 2,4 26,2 2,98 18,2 1,85 7,1 0,6 6,9
Степь 3 12,5 2,4 32,5 2,78 20,7 2,12 5,7 0,8 7,1
Юго-Восточная 3 12,2 2,6 18,7 3,15 14,9 1,74 8,2 1,5 4,3
Учитель 12,0 2,6 19,5 3,87 15,7 1,68 8,5 1,2 4,9
Варяг 11,2 3,0 15,9 4,55 14,2 1,51 9,1 1,1 5,2
Оренбургская 13 11,8 2,7 15,4 4,22 15,8 1,49 9,5 1,4 6,0
Прохор 11,7 2,5 20,2 3,65 12,7 1,53 7,9 1,3 4,8
Л 503 12,9 3,0 17,5 2,47 14,2 1,44 10,1 0,8 5,4
Саратовская 42 11,7 3,0 16,7 2,34 13,9 1,52 9,1 1,1 5,2
Увеличение содержания сырой клейковины выше 40 % увеличивают время варки макарон и делают готовые изделия резинообразными. Однако такая мука встречается довольно редко, и, несмотря на свою высокую белковую ценность, в чистом виде для макаронного производства не используется.
Отсюда можно заключить, что оптимальной концентрацией клейковины в муке от 32 % до 40 %. В то же время, муку с более низким содержанием клейковины (от 24 до 28 %) также можно использовать для производства макаронных изделий приемлемого качества при соблюдении правильных технологических режимов.
Коэффициент увеличения массы готовых макаронных изделий варьирует в диапазоне от 1,44 до 2,20; сухие вещества, перешедшие в воду при варке изменяются в диапазоне от 5,5 до 10,1 %; потери белка при варке составляют в интервале от 0,2 до 1,4 %; прочность сухих изделий на срез изменяется в интервале от 4,3 до 7,8 Н.
Потери белка макаронными изделиями при варке оценивали, замеряя разницу в его содержании в образцах до и после отваривания. Данный показатель является характерным признаком качества макаронных изделий. Следует добиваться снижения потерь белка.
Высокотвердозерные образцы зерна характеризуются меньшими потерями белка при варке не превышают от 0,3 до 0,5 %, в то время как для низкотвердозерных образцов потери составляют от 0,6 до 0,8 % (таблицы 2, 3). Установлены взаимосвязи показателя твердозерности с макаронными свойствами зерна: развариваемостью макарон (оценивали гидратационную способность по коэффициенту увеличения массы после варки), потерей белка и сухих веществ при варке, временем варки и прочностью изделий на срез.
Существенные связи качества макаронных изделий установлены с содержанием клейковины, ее качеством, твердозерностью зерна (таблицы 4, 5) для различных влажностно-температурных режимов замеса теста.
69
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 11 (42) ■ Часть 2 ■ Декабрь
Таблица 2 - Корреляционная матрица взаимосвязи показателей качества зерна и основных технологических _______________________________характеристик макаронных изделий_________________________________
Влажность зерна, % Кислотность, гр. Т Содержание клейковины, % Качество клейковины, ед. прибора ИДК Содержание каротиноидов, мг/кг S й А Н О О и Он 1) со О п Он 1) оа Н
Гидратационная способность макарон 0,23 0,11 0,39* -0,71* -0,11 0,67*
Сухие вещества, перешедшие в воду при варке, % 0,14 0,04 -0,84* 0,82* 0,21 -0,58*
Потери белка при варке, % -0,06 -0,10 -0,71* 0,45* 0,07 -0,69*
Степень слипаемости 0,27 0,14 -0,87* 0,51* 0,32 -0,34
Время варки до готовности, мин 0,14 0,12 0,85* 0,31 0,21 -0,57*
Прочность сухих изделий на срез, Н -0,31 -0,14 0,64* -0,53* -0,17 0,82*
Значком (*) отмечены существенные корреляции при уровне значимости 0,05
На основе анализа графиков изменения технологических свойств макарон в зависимости от отдельных показателей качества пшеницы, установлено, что: линейный характер имеют связи - количества и качества клейковины с прочностью макарон, количеством сухих веществ (СВ), перешедшими в воду при варке, временем варки до готовности; твердозерностью с СВ, перешедшими в воду при варке и временем варки.
Таблица 3 - Результаты регрессионного анализа качества готовых изделий от показателя твердозерности Х, кг/мм2
Тип уравнения Уравнение регрессии Коэффициент корреляции Коэффициент детерминации Критерий Фишера
ц д ю о cd g Н Он
K - Коэффициент увеличения массы макарон при варке
линейный Кг = 0,153 • X + 0,082 0,805 0,648 4,2 182
полином Kr = 0,068 • X2 + 0,938 0,892 0,795 4,2 98,1
логарифмич K = 0,088 • Ln( X) + 0,229 0,214 0,046 4,2 2,5
экспоненц Kr = 0,408 • ea008X 0,147 0,022 4,2 1,5
СВ - Сухие вещества, перешедшие в воду при варке, %
линейный CB =-0,501 • X + 0,297 0,896 0,803 4,2 128
полином CB = -0,018 • X2 + 3,060 0,874 0,764 4,2 52,7
логарифмич CB = -0,134 • Ln( X) + 0,089 0,124 0,015 4,2 2,3
экспоненц CB = 0,337 • e0’01sX 0,102 0,010 4,2 0,1
Т - Время варки до готовности, мин
линейный T = 1,035• X3 -8,066 0,877 0,769 4,2 125
полином T = 0,037 • X32 -1,076* 0,875 0,766 4,2 42,5
логарифмич T = 0,105 • Ln( X) + 0,145 0,014 0,001 4,2 21,4
экспоненц T = 0,247 • e 0’058X 0,247 0,061 4,2 14,2
Р - Прочность сухих изделий на срез, Н
линейный P =-0,40b X3 +1,365 0,732 0,536 4,2 68,7
полином P = -0,010 • X32 + 4,074 0,765 0,585 4,2 30,2
логарифмич P = -0,124 • Ln( X) + 0,247 0,137 0,019 4,2 10,2
экспоненц T = 0,254 • e 0’024X 0,129 0,017 4,2 2,7
70
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 11 (42) ■ Часть 2 ■ Декабрь
Нелинейный вид имеют графики для которых значимость связи - полиномиальный тип связи выше линейного: количества и качества клейковины с развариваемостью макарон; твердозерностью с развариваемостью макарон, их прочностью на срез (для коэффициента увеличения макарон при варке - у биквадратного уравнения R2 = 0,795, у линейного уравнения R2 = 0,648; для прочности сухих изделий на срез - у биквадратного уравнения R2 = 0,679, у линейного уравнения R2 = 0,642). Графические изображения экспериментальных данных подтверждают найденные зависимости (рис. 1).
Рис. 1 - Зависимость варочных свойств макарон от твердозерности зерна (типы замеса теста 1 - горячий, 2 -
теплый, 3 - холодный)
Отмечается, что чем выше температура замеса, тем теснее связь количества клейковины с отдельными варочными свойствами макарон - развариваемостью, временем варки до готовности.
С повышением влажности макаронного теста повышается степень влияния количества и качества клейковины на некоторые свойства макаронных изделий - прочностью на срез, СВ, перешедшими в воду при варке и временем варки до готовности.
Для зерна с высокой твердозерностью больше подходит твердый замес, поскольку в этом случае потери белка при варке будут минимальны.
Использование для средне- и мягкотвердозерного зерна пшеницы горячего и теплого режимов замеса макаронного теста позволяет улучшить их варочные свойства (развариваемость, потери сухих вещества при варке, время варки до готовности и др.). Это же подтверждают данные графического анализа экспериментальных данных (таблицы 4, 5).
71
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 11 (42) ■ Часть 2 ■ Декабрь
Таблица 4 - Графики связи развариваемости макарон с технологическими свойствами муки и зерна (1 - линейная регрессии, 2 - квадратная регрессии, 3 - кубическая регрессия)
72
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 11 (42) ■ Часть 2 ■ Декабрь
Таблица 5 - Графики связи варочных свойств макарон с показателем твердозерности зерна в связи с режимами
замеса теста (тип замеса: 1 - горячий, 2 - теплый, 3 - холодный)
Проведенное комплексное исследование оценки технологических свойств зерна пшеницы, влияющих на качество макаронной продукции, производимой из него. Обнаруженные связи между показателями качества дают возможность проследить их влияние на качество готовой продукции на всех этапах переработки зерна. Внедрение новых способов контроля и прогнозирования макаронных свойств размола зерна позволяют повысить качество и эффективность использования сырьевых ресурсов для производства макаронных изделий.
Единство системы оценки макаронных свойств пшеницы обеспечивается комплексным показателем качества -твердозерностью зерна - с возможностью контроля свойств полуфабрикатов макаронного производства на каждой стадии переработки зерна (корректировки и стабилизации).
Литература
1. Казеннова, Н. К. Формирование качества макаронных изделий / Н. К. Казеннова, Д. В. Шнейдер, Т. Б. Цыганова. - М. : ДеЛи принт, 2009. - 100 с.
2. Тарасенко, Ф. П. Прикладной системный анализ (наука и искусство решения проблем): Учебник / Ф. П. Тарасенко. - Томск; Издательство Томского университета, 2004. - 128 с.
3. Федотов, В. А. Информационно-измерительная система определения потребительских свойств пшеницы / В. А. Федотов, П. В. Медведев // Вестник Оренбургского государственного университета. - 2013. - № 3. - С. 140-145.
4. Федотов, В. А. Применение гранулометрического анализа для оценки качества пшеницы / П. В. Медведев, В. А. Федотов // Материалы II Международной научно-технической конференции «Новое в технологии и технике пищевых производств», 30 июня - 2 июля 2010 г. - Воронеж, 2010. - С. 498-500.
5. Федотов, В. А. Оценка потребительских свойств продуктов переработки зерна / П. В. Медведев, А. С. Степанов,
В. А. Федотов // Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. - 2010. - №18. - С. 23-28.
73
Международный научно-исследовательский журнал ■ № 11 (42) ■ Часть 2 ■ Декабрь
6. Федотов, В. А. Программное обеспечение для прогнозирования технологических качеств пшеницы на основе данных гранулометрического анализа / В. А. Федотов, П. В. Медведев // Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ. - № 2011610605; дата поступления 09.11.2010; дата регистр. 11.01.2012 г. - Опубл. 2012 г.
References
1. Kazennova, N. K. Formirovanie kachestva makaronny'kh izdelii' / N. K. Kazennova, D. V. Shnei'der, T. B. TCy'ganova. - M. : DeLee print, 2009. - 100 s.
2. Tarasenko, F. P. Pricladnoi' sistemny'i' analiz (nauka i iskusstvo resheniia problem): Uchebnik / F. P. Tarasenko. -Tomsk; Izdatel'stvo Tomskogo universiteta, 2004. - 128 s.
3. Fedotov V.A., Medvedev P.V. Information-measure system of estimation customer properties of wheat // Herald of Orenburg state university. - 2013. - № 3. P. 140-145.
4. Fedotov, V. A. Primenenie granulometricheskogo analiza dlia ocenki kachestva pshenitcy' / P. V. Medvedev, V. A. Fedotov // Materialy' II Mezhdunarodnoi' nauchno-tekhnicheskoi' konferentcii "Novoe v tekhnologii i tekhnike pishchevy'kh proizvodstv", 30 iiunia - 2 iiulia 2010 g. - Voronezh, 2010. - S. 498-500.
5. Fedotov, V. A. Ocenka potrebitel'skikh svoi'stv produktov pererabotki zerna / P. V. Medvedev, A. S. Stepanov, V. A. Fedotov // Izvestiia Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. - 2010. - №18. - S. 23-28.
6. Fedotov, V. A. Programmnoe obespechenie dlia prognozirovaniia tekhnologicheskikh kachestv pshenitcy' na osnove danny'kh granulometricheskogo analiza / V. A. Fedotov, P. V. Medvedev // Svidetel'stvo o gosudarstvennoi' registratcii programmy' dlia E'VM. - № 2011610605; data postupleniia 09.11.2010; data registr. 11.01.2012 g. - Opubl. 2012 g.
DOI: 10.18454/IRJ.2015.42.122 Неверов Е.Н.* 1, Новиков Е.В.2
1 Кандидат технических наук, доцент, 2аспирант,
Кемеровский технологический институт пищевой промышленности (университет)
АППАРАТ ДЛЯ ХОЛОДИЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПРОДУКТОВ С РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ
ДИОКСИДА УГЛЕРОДА
Аннотация
В статье представлен аппарат для холодильной обработки продуктов диоксидом углерода, охлаждение или замораживание продуктов в нем производиться CO2. Для снижения расхода криоагента в схеме предусмотрены две автономные системы охлаждения аппарата, которые позволяют производить рециркуляцию CO2.
Ключевые слова: аппарат, диоксид углерода продукт, холодильная установка, замораживание, охлаждение.
Neverov E.N.1, Novikov E.V.2
1PhD in Engineering, associate professor, 2Postgraduate student, Kemerovo Technological Institute of Food Industry APPARATUS FOR COLD TREATMENT PRODUCTS RECYCLE CARBON DIOXIDE
Abstract
The article presents an apparatus for cold treatment products carbon dioxide , cooling or freezing products it produced CO2. To reduce the consumption of cooling agent in the circuit, there are two self-contained cooling system unit, which allow the recycling of CO2.
Keywords: apparatus, product, carbon dioxide, cooling plant, freezing, chilling.
В настоящее время для холодильной обработки пищевых продуктов получают развитие способы, в которых продукт непосредственно находится в контакте с диоксидом углерода и азотом.
Применение CO2 для холодильной обработки продуктов давно привлекает внимание специалистов. Процесс осуществляется путем воздействия на продукт холодной газовой и жидкой средой или созданием смеси из газа и твердого СО2. С целью максимального использования теплоты сублимации продукт покрывают «снеговой шубой», получаемой после дросселирования СО2.
В нашей стране этот метод пока не находит широкого применения для холодильной обработки продуктов. Причиной, сдерживающей его использование, является значительный расход СО2 при холодильной обработке продуктов и высокая стоимость хладагента в разработанных аппаратах. [1; 2]
Нами разработана модель аппарата для холодильной обработки продуктов в среде CO2, позволяющая добиться повышения производительности, за счет эффективного применения CO2, путем увеличения интенсивности теплообмена и снижения расхода СО2. [2]
На (рис. 1) изображена схема аппарата, а на рис.2 схема установки для рециркуляции CO2.
Принцип работы аппарата заключается в следующем. Продукт поступает в аппарат по загрузочному конвейеру 18 и через загрузочное окно 2 в короб 4. После загрузки короба 4, закрывается окно 2 и запускается вакуумный насос 21, который отсасывает из аппарата воздух, через трубопроводы 12, 22 и располагаемые в них окна 23. После вакуумирования подается сигнал на открытие окна 15 и продукт поступает на поверхность образованную охлаждающими трубами 10 с циркулируемым в них криоагентом, поступаемым из коллектора 20 через низкотемпературный электромагнитный вентиль расположенный на коллекторе 8, под действием собственного веса перемещается по роликам 11 в рабочей полости, ограниченной перфорированной решеткой 14
74
