Формование макаронных изделий
Формование макаронных изделий осуществляют чаще всего прессованием. Прошедшее механическую обработку тесто постепенно продвигается шнеком в тубусную камеру, заканчивающуюся матрицей, которая является формующей частью шнекового пресса
Мука и вода непрерывными потоками в определенном соотношении подаются дозаторами в тестомесильное корыто. Здесь эти ингредиенты подхватываются лопастями вращающегося вала и перемешиваются. Образовавшаяся к концу замеса крошковатая или мелкокомковатая масса теста через перепускное отверстие поступает в шнековый цилиндр прессующего устройства.
Основной рабочий орган прессующего устройства – шнек. При его вращении сыпучая масса теста перемещается к прессовой головке. Матрица, установленная в нижней части прессовой головки, пропускает только 10-20 % нагнетаемой к ней шнеком массы теста. Вследствие этого в головке и в шнековой камере возникает противодавление, в результате чего тесто уплотняется, превращается в связанную плотную тестовую массу. В таком виде тесто продавливается через отверстия матрицы в виде прядей отформованных сырых макаронных изделий.
При нагнетании уплотненной вязкой массы теста к матрице происходит разогрев теста в результате интенсивного трения его о лопасти вращающегося шнека. Для снижения температуры теста во время работы пресса в водяную рубашку шнековой камеры, примыкающей к прессовой головке, подают холодную воду. После длительных остановок пресса водяную рубашку используют для прогрева шнековой камеры перед началом прессования теста.
Основная величина, характеризующая режим прессования, — давление, создаваемое рабочими органами пресса, влияющее на скорость выпрессовывания изделий. Нормальная работа прессов обеспечивается при давлении в прессующих устройствах прессов ЛПЛ 5,5-7 МПа, прессов ЛПШ 9-11 МПа, прессов «Брайбанти» и «Паван» до 12 МПа. Температура охлаждающей воды на выходе из рубашки должна быть на уровне 25-35 °С.
Скорость и качество прессования определяются пластичностью теста, зависящей от его влажности и температуры. С увеличением влажности и температуры теста увеличивается и скорость выпрессовывания. Однако при температуре более 50-55 °С тесто становится более крутым и скорость прессования падает. Помимо снижения скорости выпрессовывания из перегретого в шнековой камере теста получаются белесые изделия вследствие утраты клейковиной клеящих свойств и выхода крахмала на поверхность продукта. Поверхность изделий становится шероховатой, с заусеницами и надрывами из-за низкой пластичности теста.
Слишком низкая температура теста тоже нежелательна, так как задерживается процесс гидратации клейковины, тесто утрачивает пластичность, оно становится более упругим, что тоже увеличивает шероховатость изделий. Оптимальная температура теста перед матрицей около 50 °С, при этом оно становится более пластичным, происходит затягивание заусениц и поверхность изделий получается более гладкой.
Матрицы для формования макаронных изделий бывают двух типов: круглые (дисковые) и прямоугольные (рис. 7). При помощи круглых матриц формуют все виды длинных и короткорезаных изделий. Прямоугольные матрицы используют для формования длинных макаронных изделий (макароны, вермишель, лапша), вырабатываемых на автоматизированных линиях с подвесной сушкой изделий.
Рисунок 7 – Матрицы для макаронного пресса
Матрицы могут иметь круглые отверстия или вставки (фильеры) без вкладышей, с вкладышами и в виде щели. Если отверстия матрицы сплошные, изделия получаются нитевидные (вермишель), если в отверстие вставлены вкладыши, то изделия приобретают вид трубочек (макароны). В зависимости от профиля щелевых отверстий через них формуются лапша или фигурные изделия, например ракушки (рис. 8).
Сформованные сырые изделия должны иметь гладкую поверхность, желтый, кремовый или беловатый цвет, однотонный по всей поверхности, хорошо сохранять форму (не мяться, не крошиться, не слипаться).
Размер шероховатости изделий зависит не только от пластичности теста, но и от степени прилипания его к поверхности формующей щели. Наиболее сильно тесто прилипает к нержавеющей стали, меньше к латуни и бронзе. При использовании матриц с фторопластовыми и тефлоновыми вставками изделия получаются с гладкой поверхностью, так как они практически не прилипают к поверхности.
Рисунок 8 – Фильеры для формования макаронных изделий
Выходящие из матрицы пряди нитей, лент, трубок обдувают воздухом для снижения пластичности сформованных изделий и нарезают на отрезки нужной длины.
Выпрессовываемые сырые макаронные изделия являются пластичным материалом, который довольно легко деформируется. Поэтому для облегчения резки и предотвращения слипания сырые изделия при выходе из формующих отверстий матрицы необходимо интенсивно обдувать воздухом, то есть проводить их фиксацию. Это приводит к образованию на поверхности сырых изделий подсушенной корочки, которая препятствует слипанию изделий при подаче их в сушилку. Образование подсушенной корочки при обдувке изделий предотвращает также налипание их на режущие ножи и залипание торцов трубчатых изделий при резке.
Изделия обычно обдувают воздухом формовочного отделения, температура которого составляет около 25 °С, а относительная влажность – 60-70 %. При этом влажность сырых изделий снижается на 2-3 %.
Отформованные и подсушенные макаронные изделия разрезают на необходимую длину с помощью режущего механизма и для высушивания раскладывают на сушильные поверхности (короткорезаные изделия), укладывают в лотковые кассеты.
Короткие изделия режут двумя способами: скольжением ножа по плоскости матрицы или в подвесном состоянии (свисающую прядь режут на некотором расстоянии от матрицы). Для резки коротких изделий по плоскости матрицы на прессах применяют универсальный режущий механизм, входящий в комплект поставки пресса. Он режет по плоскости матрицы и позволяет получать короткорезаные изделия (кроме перьев) любой длины.
Дата добавления: 2016-02-09 ; просмотров: 3086 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ
Источник
Способ формования макаронных изделий
ФОРМОВАНИЕ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
Применяют два способа формования макаронного теста: прессование и штампование, причем в основе последнего лежит получение путем прессования ленты теста, из которой затем штампуют изделия сложной формы.
Замес теста, уплотнение полученной крошковатой массы и формование изделий осуществляют в шнековом прессе непрерывного действия (рис. 74). Тесто готовят в тестосмесителе, в первое корыто которого соответствующими дозаторами 1 и 2 подают муку и воду. При выработке макаронных изделий с добавками последние после растворения в воде или после приготовления водной эмульсии поступают в тестосмеситель 3 через дозатор воды. Тестосмесители могут быть одно-, двух-, трех- и четырехкорытными, каждое корыто представляет собой полуцилиндр, внутри которого вращается вал 4. Лопасти вала расположены под углом к его оси, что обеспечивает продвижение теста вперед и отбрасывание его назад. Это создает благоприятные условия для набухания муки за счет длительного перемешивания. Для получения однородной структуры теста в последнее время замес удлиняют, применяя трех- и четырехкорытные тестосмесители. В результате получается комковатая масса, размер комков которой зависит от содержания влаги в тесте: чем оно выше, тем крупнее крошки и комья. В последнем корыте тесто-с месителя создается вакуум для удаления мельчайших пузырьков воздуха, наличие которых приводит к растрескиванию изделий. При сушке полуфабриката, предварительно уплотненного при польшом давлении на стадии прессования, происходит уменьшение линейных размеров теста. Пузырьки воздуха, находящиеся в нем в сжатом состоянии, при нагревании расширяются и разрушают микроструктуру изделия. При интенсивных режимах
ушки микротрещины могут привести к резкому увеличению количества растрескавшихся изделий, одновременно снизить их
транспортабельность. Наличие воздушных включений приводит к появлению белесого оттенка, что ухудшает цвет изделий и снижает потери сухих веществ при варке. Оптимальный режим вакуумирования следующий: остаточное давление 10. 40 кПа, длительность 5. 7 мин.
Рис. 74. Схема шнекового макаронного пресса
Для придания тесту однородной структуры его направляют в шнековую камеру 6 пресса на формование. Тесто подхватывается нитками шнека 7, выполняющего вначале роль транспортирующего механизма, перемещающего сыпучий продукт, уплотняется, становясь вязкой, упругопластичной массой. Вал 4 и шнек 7 приводятся в движение от приводного редуктора 5.
Сформировавшееся в шнековой камере 6 тесто нагнетается в небольшое предматричное пространство 9, заканчивающееся матрицей 10, через отверстия которой оно выпрессовывается под давлением 10. 12 мПа. Такое давление возникает вследствие сопротивления формуюших отверстий матрицы истечению крутого теста. Величина его зависит от содержания влаги и температуры геста, скорости прессования и других факторов. Только 18. 20 % подаваемого в матрицу теста выпрессовывается через ее отверстия, основная же масса за счет противодавления закручивается в межвинтовом пространстве шнека и перемещается в противоположном направлении. Перед матрицей происходит послойное перемещение теста вперед и назад. Это ведет к переходу механической энергии движения отдельных слоев в тепловую, в результате чего тесто приобретает большую пластичность, его температура повышается на 10. 12 °С. Для поддержания оптимальной температуры (55 °С) теста перед матрицей шнековая камера снабжена водяной рубашкой 8. При более высокой температуре происходит заваривание теста: оно становится более крутым и скорость прессования резко падает.
Как отмечалось, в современных прессах тесто вакуумируют на стадии замеса. Вместе с тем в промышленности применяется оборудование (пресс типа ЛПЛ и др.), где вакуум создается на стадии прессования. Однако удалять воздух из спрессованного теста гораздо труднее и эффект от использования деаэрации ниже.
Наиболее важной составной частью пресса являются матрицы. Они могут быть круглыми в форме плоского диска и прямо-угольными. Материал для их изготовления должен быть прочным, выдерживать значительные нагрузки и быть стойким к коррозии, так как тесто является агрессивной средой из-за содержания кислотореагирующих веществ. Лучше всего матрицы изготовлять из латуни и бронзы, но можно использовать и нержавеющую сталь.
Форма изделий, получаемых прессованием, зависит от конфигурации формующих отверстий матрицы’. Встречаются три вида отверстий: кольцевые с вкладышами для получения макаронной трубки; без вкладышей для формования нитеобразных изделий; щелевидные для прессования лапши, фигурных изделий и широких лент теста для последующего формования из них штампованных изделий.
Формующее отверстие с вкладышем (рис. 75) состоит из двух элементов: канала, просверленного в теле матрицы, и закрепленного с ним вкладыша. Нагнетаемое в отверстие тесто во входной камере 1 распределяется заплечиками 4 на три потока. Назначение заплечиков — удержать вкладыш в отверстии матрицы так, чтобы ось его ножки 5 совпадала с осью отверстия. Для лучшего центрирования вкладыш обычно изготовляют с тремя заплечиками — трехопорный, а иногда с двумя — двухопорный вкладыш. В переходной части 2 под действием давления прессования происходит соединение отдельных потоков в тестовую трубку, которое заканчивается в кольцевом зазоре формующей щели 3. Внешний диаметр макаронной трубки равен диаметру формующей щели 3, а ее внутренний диаметр соответствует диаметру ножки 5 вкладыша.
Рис. 75. Формующее отверстие дисковой матрицы с вкладышем:
а — профиль отверстия; б — вкладыш трехопорный; в — отверстие с запрессованным вкладышем в сборе
Рис. 76. Профили отверстий в матрице без вкладышей: а — для вермишели; б — для лапши
Матрица для получения вермишели или лапши состоит из диска, в котором высверливаются углубления (кессоны) (рис. 76). Во входную камеру 1 тесто входит одним потоком, после чего оно продавливается через формующую щель 2 высотой 1,5. 2 мм.
При использовании металлических матриц поверхность изделий получается более или менее шероховатой, что связано с прилипанием теста к поверхности матрицы. Тесто движется в канале матрицы послойно, причем скорость движения слоев различна. Прилипший элементарный слой теста остается неподвижным, а следующий элементарный слой движется, отрываясь от прилипшего слоя, при этом скорость его движения замедляется, а на поверхности образуются надрывы, заусенцы. С увеличением пластичности теста поверхность становится более гладкой, так как образовавшиеся заусенцы как бы затягиваются.
Степень прилипания теста зависит от материала матрицы. Наиболее сильно тесто прилипает к матрицам, изготовленным из нержавеющей стали, меньше — к матрицам из латуни, еще меньше — к матрицам из бронзы. Для снижения степени прилипания теста поверхность формующей щели матрицы должна быть тщательно отшлифована. В последнее время для получения изделий с гладкой поверхностью используют матрицы со вставками из
пластмасс, в частности из фторопласта, к которому тесто но прилипает. В результате существенно возрастает скорость прессования, а готовые изделия имеют более желтый цвет.
Источник
Формование макаронных изделий
Производство штампованных изделий включает прессование ленты, из которой затем штампуются изделия сложной формы. Таким образом прессование— универсальный метод формования почти всего обширного ассортимента макаронных изделий.
Для формования макаронных изделий применяются шнековые прессы непрерывного действия, неотъемлемой конструктивной частью которых являются установки для непрерывного приготовления теста — тестосмесители.
Компоненты теста с помощью специальных устройств в строго определенных количествах непрерывно дозируются в месильную камеру тестосмесителя. Здесь образуется тесто, которое затем через разгрузочное отверстие поступает в шнековую камеру пресса. Там оно подвергается интенсивному механическому воздействию со стороны винтовой лопасти шнека, постепенно уплотняется, освобождается от включений воздуха, становясь плотной, упруго-пластичной и вязкой массой. Сформировавшееся в шнековой камере тесто нагнетается в небольшое предматричное пространство, заканчивающееся прессовой матрицей, через отверстия которой и выпрессовывается благодаря давлению, созданному в шнековой камере. Это давление развивается вследствие сопротивления формующих отверстий матрицы истечению крутого макаронного теста. Давление зависит от влажности и температуры теста, скорости прессования, площади живого сечения отверстий и их конфигурации, характера истечения теста через отверстия и ряда других взаимосвязанных факторов.
Форма изделий, получаемых прессованием, зависит от конфигурации поперечного сечения формующих отверстий матрицы. Встречаются в основном два вида отверстий: сплошные и с вкладышами, хотя каждый из них представлен огромным разнообразием конфигураций.
Сплошные отверстия дают ните- и лентоподобные, а отверстия с вкладышами— трубчатые изделия. Вкладыши своими заплечиками (у одних заплечики в форме перьев, расположенных под углом 120°, у других Т-образные) опираются на стенки конического отверстия матрицы. Длина спрессованных нитей и трубочек может быть бесконечно большой, поскольку прессование шнеком осуществляется непрерывно. Нити режутся на части в соответствии с видом изделия с помощью специальных резательных механизмов. Таким образом, основным рабочим органом макаронного пресса, определяющим тип и вид макаронных изделий, является матрица.
Характерная особенность современной техники макаронного производства -— широкое использование и внедрение поточных линий, объединяющих в единый комплекс все технологические операции, начиная от пуска сырья в производство и кончая отправкой на склад готовой продукции, упакованной в различную тару. На отдельных участках этих линий осуществляются автоматическое регулирование процессов и управление ими.
Качество сырых изделий. Сформованные макаронные изделия в сыром виде должны отвечать следующим требованиям:
иметь гладкую, чуть матовую, но не грубошероховатую, однородную, ровную поверхность без надрывов, заусенец, бугристости и т. д.;
иметь приятный желтый, кремовый или беловато-желтый цвет, ровный и однородный по всей поверхности, без пятен и потеков (от капелек конденсата на металле машины), коричневых и черных крапинок и точек (следов отрубей, оболочек дикого горошка, куколя и т. п.), не темнеть и не приобретать серовато-коричневых оттенков во время разделки и сушки;
иметь хорошую упругость и некоторую эластичность, стойко сохранять приданную им форму, не мяться, не крошиться и не рваться при разделке (резке и раскладке);
не размягчаться заметно при длительном стоянии и в начале сушки; не слипаться и не склеиваться при раскладке; не образовывать после сушки плотных лепешек или слитков, не распадающихся при легком похлопывании рукой;
не иметь следов слишком неравномерной скорости обработки (выпуклые кольца на макаронах);
не иметь на поверхности следов чрезмерной подсушки при обдувке в виде кольцевых трещин на макаронах и т. п.
Размеры, форма и толщина стенок изделий должны соответствовать стандарту.
Макароны и другие прессованные изделия должны выдерживать, не обрываясь и не вытягиваясь заметно, собственную массу нити (пряди) длиной до 1,5—2 м.
Сырые заготовки в изломе должны иметь стекловидный вид, не содержать мучнистых включений и включений пузырьков воздуха.
Технологические основы прессования теста. Область технологического применения прессования обширна. Можно указать сотни изделий и продуктов, получаемых этим методом.
В современных прессах непрерывного действия нагнетание теста в пред- матричное пространство осуществляется при помощи одного или двух шнеков. Встречаются прессы с одним и реже— с двумя параллельными шнеками, подающими тесто из шнековой камеры в небольшое пространство, заканчивающееся матрицей. Были предложены и другие способы нагнетания теста. Непрерывно подавать тесто к матрице можно при помощи пары нагнетающих вальцов или посредством коловратного или шестеренчатого насоса. Предложены конструкции прессов, в которых нагнетание осуществляется спаренными шнеками, приведенными в зацепление один с другим. Однако применение пока получили лишь обычные шнековые прессы.
В прессах с вакуумной обработкой теста (ЛПЛ, ЛМБ) шнеки снабжены цилиндрической шайбой, которая делит шнековый канал на две части: форкамеру (камеру предварительного прессования) и вакуум-камеру.
При замешивании непременным компонентом теста является воздух. Он заполняет все пустоты и промежутки, образовавшиеся в крошкообразной массе теста; размеры пузырьков и воздушных включений при прессовании постепенно уменьшаются в связи с непрерывным повышением давления прессования и вакуумирования. Однако полного удаления воздуха достигнуть не удается. Наличие в тесте даже мельчайших вкраплений воздуха наносит ущерб качеству готовых изделий. При сушке вследствие усадки уменьшаются линейные размеры изделий. Воспринимая линейное сокращение материала, пузырьки воздуха уменьшаются в объеме и резко повышают давление, нередко разрушая структуру поверхностного слоя изделия.
Тесто, обработанное в вакууме, становится более плотным и такому разрушению не подвергается. Вакуумирование теста обусловливает улучшение макаронных изделий по всем показателям. Они становятся более стекловидными в изломе, имеют характерный желтоватый цвет. Изделия, изготовленные на шнековых прессах без вакуумирования, легко отличить. На их поверхности иногда заметны белесоватые точечки, образованные мельчайшими пузырьками воздуха, имеющими другой угол отражения лучей видимого света. Важное значение для качества макаронных изделий приобретает сохранение в них естественного цвета муки — желто-кремового оттенка, придаваемого им пигментами муки, каротиноидами. Последние, как известно, крайне нестойки, быстро окисляются под воздействием кислорода воздуха и соответствующих ферментов. Вакуумирование теста — это один из способов торможения разрушения каротиноидов. С его помощью из реакции окисления исключается один из важных реагентов — кислород. Вакуумирование теста было бы более эффективным, если бы оно осуществлялось и на стадии приготовления, а не только в момент прессования теста.
Экспериментально доказано, что вакуумирование примерно на 20% повышает прочность макаронных изделий, их устойчивость при хранении и перевозках. На производстве сокращается количество обрывов и лома. Снижаются потери сухих веществ в варочную воду. Отмечено улучшение качества макаронных изделий и по другим показателям.
Адгезия. Степень шероховатости изделий зависит от многочисленных факторов, главнейшим из которых являются условия контакта адгезива и субстрата. В этой связи большое значение имеет состояние поверхности контактирования. Повышенная шероховатость поверхности увеличивает действительную площадь соприкасания.
Различают два вида адгезии: адгезию, вызываемую межмолекулярными силами притяжения, и механическую адгезию, обусловливаемую проникновением адгезива в поры субстрата. В производстве макарон встречается в основном второй вид прилипания, проявляющийся в том, что тесто, проникшее в поры стенки формующего канала, удерживается около них в виде сплошного элементарного неподвижного слоя. От прилипшего к стенкам канала неподвижного элементарного слоя непрерывно отрываются соприкасающиеся слои тестового потока. По месту этого отрыва на поверхности изделия возникают трещинки большего или меньшего размера, в зависимости от упруго-пластичных свойств теста. Трещинки образуются непрерывно, накладываясь на поверхность изделия одна за другой и сообщая изделию шероховатый вид. Пластичное тесто обладает заметными остаточными деформациями. Благодаря им образуется более гладкая поверхность изделия, поскольку трещины успевают затянуться тестом. Однако при высокой скорости прессования даже из очень пластичного теста все же получаются шероховатые изделия, поскольку трещины не успевают заплывать тестом. Точно так же будет вести себя грубое, малоэластичное тесто. Даже при невысокой скорости прессования оно может дать грубо- шероховатые изделия.
Большое влияние на образование трещин и последующее их затягивание тестом оказывает характер отрыва теста от поверхности канала. При прессовании в большинстве случаев наблюдается когезийный отрыв тестового потока от прилипшего элементарного слоя, т. е. отрыв, при котором разрушение связей происходит в объеме одного тестового потока. Такой отрыв свойственен вязкому течению вещества. Реже встречается так называемый адгезийный разрыв связей, когда наблюдается полное разделение двух разнородных поверхностей. При прессовании макаронного теста такой разрыв связей подобен полному скольжению теста по формующей поверхности, что можно отнести к идеальным условиям прессования, обеспечение которых оказывается нелегкой технической задачей.
В действительности же при прессовании макаронного теста не наблюдается в чистом виде ни когезийное, ни адгезийное разрушение контактов., Скорее всего здесь возможен смешанный отрыв, т. е. сочетание скольжения с вязким течением. При некоторых условиях установившегося скольжения к формующей стенке может прилипнуть неподвижный слой теста. Тогда скольжение на некоторое время сменяется послойным перемещением теста, т. е. вязким течением. Затем прилипший слой оторвется и вязкое течение перейдет в скольжение. Так, непрерывно один вид отрыва сменяется другим, и от того, какой из этих видов движения преобладает, будет зависеть степень шероховатости изделий: вязкое течение увеличивает шероховатость, скольжение обусловливает гладкую поверхность. При высокой частоте чередования этих видов движения изделия имеют умеренную шероховатость.
При небольшой скорости прессования обрывы наблюдаются лишь в первом пограничном элементарном слое, обусловливая тем самым умеренную шероховатость. В случае превышения допустимых производственных скоростей прессования, в особенности для недостаточно эластичного теста, обрывы будут проникать в глубь тестового потока, тем глубже, чем больше градиент скорости послойных перемещений этого потока. Поверхность изделий в этом случае получается грубо шероховатой с видимыми на глаз заусенцами и зазубринами.
Следовательно, внешний вид макаронных изделий определяется прежде всего условиями движения теста в формующих каналах матрицы. Гладкие изделия можно получить при свободном скольжении теста по стенкам канала,, т. е. тогда, когда силы внутреннего сцепления частиц теста превысят адгезийные силы (силы прилипания теста к стенкам). Можно предположить, что в этом случае тесто во всем объеме потока будет перемещаться в канале подобно твердому телу, преодолевая лишь сопротивление внешнего трения пограничного слоя теста о стенки канала. Однако даже очень упругое тесто обладает некоторой пластичностью и поэтому неизбежно будет прилипать к формующим стенкам, обусловливая большую или меньшую шероховатость изделий.
Ко всем металлам, из которых изготовляются матрицы, тесто хорошо прилипает, и пока не существует способов полного устранения прилипания, хотя предложен ряд мер, позволяющих значительно его снизить. Устранение прилипания даст большие технические и экономические выгоды. Уменьшатся энергетические затраты на прессование, снизится рабочее давление, повысится при всех прочих равных условиях скорость прессования и, наконец, улучшится внешний вид изделий, снизится их шероховатость.
В последнее время исследователи обратили внимание на пластические массы. Первые опыты в СССР по применению вставных колец из синтетических смол были проведены в 1939 г. В. В. Лукьяновым. Хорошее скольжение теста в формующих каналах, облицованных пластиком, было подтверждено, но прочность вставных колец оказалась недостаточной.
В настоящее время возможности применения пластмасс для этих целей значительно расширились. Однако необходимо, чтобы избранный материал не передавал продукту постороннего запаха и вкуса, не изменял его состава и свойств. Пластические массы вместе с входящими в их состав вспомогательными материалами должны быть, кроме того, безвредными для человека и животных, не должны образовывать вредных веществ при старении и нагревании для стерилизации.
Пластические массы, из которых изготовляют матрицы, должны, кроме того, обладать достаточной механической прочностью. Однако пока еще не существует настолько прочных пластиков, из которых можно было бы целиком изготовлять все тело матрицы. Поэтому приходится удовлетворяться лишь изготовлением из пластиков вставных колец и вкладышей.
Однако следует иметь в виду, что полное устранение прилипания, свободное скольжение теста по формующим стенкам, может при большей величине живого сечения матрицы привести к резкому снижению давления в формующем канале. К тому же низкая прочность многих облицовочных материалов заставляет или снижать давление прессования, или повышать влажность теста. То и другое может вызвать расслоение трубчатых изделий по линии «швов», образующихся при обтекании тестом заплечиков вкладышей. Кроме того, увлажненные изделия, к тому же с очень гладкой поверхностью, могут образовывать при кассетной сушке слитки. Все это следует учитывать.
Физико-химические основы прессования. В процессе замешивания и особенно прессования тесто подвергается тепловому воздействию в основном за счет тепла, образующегося в результате перехода механической энергии в тепловую. Под влиянием этого воздействия происходят коллоидные процессы, причем различно для разных компонентов теста. Кривые набухаемости крахмала, белков и муки, полученные М. И. Княгиничевым и А. Г. Кульманом, свидетельствуют о том, что температура около 40°С является той сингулярной точкой от которой в ту и другую сторону водопоглотительная способность муки повышается. Поведение крахмала и белка различно. По достижении белками этой температуры их водопоглотительная способность постепенно падает, а при температуре 60°С они коагулируют. Крахмал же, начиная от 50°С и выше, интенсивно набухает и частично клейстеризуется.
Аналогичные явления с компонентами муки происходят при прогреве макаронного теста, однако вследствие явного недостатка в нем воды эти процессы не столь явно обнаруживаются. К тому же температура макаронного теста обычно не превышает 45—50°С. Перегретое тесто (при температуре свыше 55—60°С) постепенно белеет, утрачивает свою пластичность, становится рвущимся, неэластичным. При прессовании такого теста и соблюдении оптимальной скорости прессования резко возрастает рабочее давление; поверхность изделий становится грубо шероховатой, темной или мучнисто-белой; сами изделия легко обрываются под тяжестью собственной массы.
Сырые и готовые изделия из перегретого теста не стойки при сушке и хранении: трескаются, образуя лом и крошку.
Слишком низкая температура теста тоже нежелательна: задерживается процесс гидратации белков клейковины, тесто утрачивает пластичность, становится более упругим, увеличивается шероховатость сырых изделий. Расход энергии на прессование холодного теста резко возрастает.
Оптимальных свойств тесто достигает при температуре около 50—55°С. Однако это не значит, что с такой температурой тесто должно поступать из смесителя в шнековую камеру.
За счет перехода механической энергии в тепловую температура теста в шнековой камере повышается обычно на 15—20°С. Однако при определении температуры теста, поступающего из смесителя в камеру шнека, необходимо не только учитывать эту поправку, но и принимать во внимание другие факторы, вызывающие перегрев теста. При слишком крутом тесте его перегрев будет более значительным. Повышение температуры теста тем больше, чем меньше, при прочих равных условиях, живое сечение матрицы. Износ шнека и самой камеры, ведущий к увеличению зазора между винтовой лопастью и внутренней стенкой шнековой камеры, вызывает обратный ток теста, т. е. дополнительное сопротивление, а вместе с ним и дополнительный перегрев. На интенсивность тепловыделения влияет также отношение шага к диаметру шнека.
Практика показывает, что фактическая температура сырых изделий после их выхода из формующих отверстий матрицы современных шнековых прессов лежит в интервале 45—50°С. Нагнетающие шнеки прессов поточных линий могут доводить температуру теста до 55—60°С, при этом расход энергии на прессование составляет 18— 30 кВт-ч на 1 т сырых изделий. Температура 60°С слишком высока, поэтому и приходится применять для приготовления теста воду с невысокой температурой. Кроме того, шнековые прессы снабжаются водяными рубашками — вокруг шнековой камеры, а иногда и вокруг прессовой головки. И все же охлаждающие устройства малоэффективны, так как они не способны отвести образующееся достаточно большое количество тепла. С их помощью удается понизить температуру сырых изделий на 5—6°С. Поэтому температуру теста следует поддерживать на оптимальном уровне, соблюдая правильный режим прессования.
Таким образом, температурный фактор только в определенном интервале температур может быть использован для увеличения пластичности теста, уменьшения шероховатости и улучшения внешнего вида изделий.
Повышение пластичности теста вследствие его нагрева до оптимальной температуры увеличивает производительность пресса. При почти двукратном увеличении скорости прессования теплое тесто дает гладкую поверхность изделий, их цвет становится более привлекательным. Однако следует иметь в виду, что длительное пребывание отформованных изделий при температуре более 30°С может стать причиной спонтанного кислотообразующего, а иногда и спиртового брожения, вызываемого микрофлорой, попадающей в тесто с мукой. Вследствие этого кислотность изделий может повыситься, ухудшив их вкус.
Опасность закисания и даже плесневения возрастает, когда теплые сырые изделия, особенно, если они к тому же имеют повышенную влажность, длительное время выдерживаются в тепле, например при очень медленной сушке в теплом влажном воздухе.
Давление и скорость выпрессовывания. Эти показатели обусловлены сопротивлением, которое оказывают формующие отверстия матриц истечению теста. Величина давления, так же как и скорость выпрессовывания, является, очевидно, функцией многих факторов. Сами по себе давление и скорость находятся в сложной зависимости.
Давление и скорость выпрессовывания зависят от консистенции теста, конфигурации формующих отверстий, характера течения теста в этих отверстиях и т. д. Очевидно, скорость будет расти, а давление — падать с увеличением диаметра формующего канала и уменьшением его длины. В то же время скорость и давление зависят от температуры и влажности теста (от его пластично-вязких свойств), состояния поверхности стенок формующих каналов и многих других факторов, связанных со свойствами исходного сырья, расходуемого на приготовление макаронного теста.
Более или менее точных количественных взаимосвязей между этими многочисленными факторами исследователи пока не установили. На пути аналитического решения подобной задачи лежит много трудностей. Одна из них заключается в крайне неравномерном распределении давления, а следовательно, и скорости выпрессовывания по площади матрицы.
Неравномерная скорость выпрессовывания ведет в конечном счете к снижению производительности пресса, а на автоматических линиях, включающих подвесную сушку, — всей линии. Снижение производительности вызывается увеличением количества отходов в виде обрезков макаронных нитей и неполным заполнением бастунов сырыми изделиями. К тому же вторичная переработка концов отрицательно отражается и на качестве готовых изделий.
Причины, вызывающие неравномерность скоростей выпрессовывания, различны, зависят как от конструктивных особенностей прессов и их матриц, так и от режима прессования. При прессовании через круглые матрицы, особенно при наличии обогрева, например одношнековых прессов, можно отметить несколько кольцевых зон, объединяющих отверстия с незначительно различающимися скоростями. В периферийных отверстиях скорость выше, чем в отверстиях, расположенных ближе к центру матрицы. После наружной зоны повышенных скоростей располагается зона низких скоростей, а за ней в самом центре матрицы — зона со скоростями, близкими к скоростям периферийной зоны.
Наблюдающаяся некоторая закономерность распределения скоростей хорошо согласуется с характером перемещения теста в шнековой камере и за ее пределами. Тестовой поток в одно- шнековой камере движется, как известно, с различными аксиальными скоростями: наибольшими у периферии и минимальными в центре потока. В пред- матричной камере, которая сравнительно невелика, скорости потока не успевают выравняться и сохраняются на периферии потока повышенными вплоть до самой матрицы. Тестовой поток характеризуется, кроме того, крайне неравномерным температурным полем. Тепловой фактор играет, вероятно, очень важную роль вследствие большого влияния температуры на пластично-вязкие свойства теста. Неравномерность нагрева теста обусловлена характером его движения в шнековой камере. Периферийные слои тестового потока интенсивнее центральных подвергаются механическому воздействию шнека и поэтому сильнее нагреваются; повышение же температуры теста на несколько градусов может дать, как известно, прирост скорости выпрессовывания в 1,5—2 раза.
В прессах непрерывного действия на неравномерности выпрессовывания могут сказываться колебания влажности тестового потока в целом. Повышенная влажность способствует увеличению скорости выхода изделий в центральной части матрицы по сравнению с периферийной и, наоборот, при твердом замесе — в центральной части уменьшается, а на периферии — увеличвается.
Если предположить, что скорости истечения теста через отверстия периферийной зоны выше, чем через отверстия, расположенные ближе к центру матрицы, то и давление в этой зоне тоже должно быть более высоким. Однако в действительности этого не наблюдается.
Охлажденные рабочие части пресса в начале его работы притормаживают движение соприкасающихся слоев теста. Длительная эксплуатация матриц (6—10 сут) приводит к засорению формующих отверстий. В связи с этим матрицы следует заменять через каждые 5—8 сут их работы. Матрицы, отработавшие этот срок, надо тщательно промывать в моечных машинах.
Для предохранения матриц от засорения необходимо освобождать на поточных линиях аппараты-саморазвесы и ленточные транспортеры от застрявших случайно засохших обрезков и концов, направляемых в тестосмеситель. Если их не убрать, то рано или поздно они дойдут до матрицы и засорят ее.
Скорость выпрессовывания является, как известно, главным фактором, определяющим производительность матрицы.
Для технических расчетов можно принять следующие средние скорости выпрессовывания (примерные).
Шнековые макаронные прессы благодаря прогреву теста до 45—50°С позволяют выпрессовывать тесто с довольно высокими скоростями при давлении в диапазоне 6,5—7,5 МПа. Однако высокие скорости требуют хороших матриц из бронзы или латуни.
Рис. 1. Схема размещения в предматричной камере устройства для выравнивания скоростей выпрессовывания макаронных изделий:
1 — матрица; 2—предматричная камера; 3 — устройство для выравнивания скоростей; 4 — опоры.
Более высокие скорости допускаются для изделий, на поверхности которых менее заметна шероховатость. К ним относятся суповые засыпки, вермишель, рожки и т. д. Длинные трубчатые изделия, к внешнему виду которых предъявляются очень высокие требования, выпрессовываются при умеренных скоростях, допускаемых техническими нормами производительности пресса.
Итак, главным технологическим фактором, влияющим на производительность макаронной матрицы, следовательно и пресса, является скорость выпрессовывания изделий и степень ее неравномерности. Во Всесоюзном заочном технологическом институте пищевой промышленности Ю. А. Калошину удалось аналитически установить зависимость скорости выпрессовывания макаронных изделий через круглую матрицу от многочисленных геометрических и кинематических характеристик прессующих устройств и технологических параметров режима прессования. Им предложено принципиально новое устройство для выравнивания скоростей выпрессовывания, отличающееся тем, что в предматричную камеру пресса соосно с матрицей и на некотором расстоянии над ней вводится тело конусно-цилиндрической формы (рис. 1), которое при выпрессовывании резко изменяет условия течения материала. Тестовая масса поступает в плоско-параллельный зазор, образованный плоскостью этого устройства и поверхностью матрицы, и по мере продвижения к центру матрицы ее скорость постепенно выравнивается.
Математическое описание процесса течения тестовой массы в плоско-параллельном зазоре над матрицей дало возможность найти закон распределения формующих отверстий по радиусу матрицы в зависимости от толщины этого зазора Н, а также от технологических и реологических характеристик теста. Однако следует отметить, что добиться полного выравнивания скоростей выпрессовывания с помощью предложенного устройства можно только в случае равномерного распределения формующих отверстий по всей поверхности матрицы. Часть поверхности матрицы над колосниковыми опорами не имеет формующих отверстий. Возникающие при прессовании теста застойные зоны существенно мешают процессу выравнивания скоростей, однако степень их неравномерности заметно снижается Похожие материалы
Источник
