Виды связи влаги с материалом

Сырье и материалы, подвергаемые сушке в пищевой промышленности, делят на 2 группы:

• твердые кристаллические тела – сахар, лимонная кислота, поваренная соль и т.п.

• коллоидно-дисперсные системы, которые, в свою очередь, А.В Лыков предлагал разделить на 3 группы.

1. группа - эластичные гели-тела, которые при обезвоживании сжимаются, но сохраняют эластичность. К ним относят прессованное мучное тесто, изделия на основе агар-агара (пастила, зефир) и на основе желатина (мармелад).

2. группа - хрупкие гели-тела, которые после сушки становятся хрупкими: макаронные изделия, керамика и т.п.

3. группа - коллоидные капиллярно-пористые тела: хлеб, зерно и т.п. После сушки коллоидные капиллярно-пористые тела могут стать хрупкими (сухари). Различные тела неодинаково взаимодействуют с содержащейся в них влагой, по разному ее связывают.

Для разрушения этой формы связи требуется намного больше энергии. Удаление этой влаги происходит в виде пара, что требует затратить значительное количество теплоты;

Химическая форма связи наиболее прочная. Это ионная связь (NaOH) и влага в кристаллогидратах (CuSO₄^·

5 H₂O). Эта связь может быть разрушена химическим воздействием, либо прокаливанием до высоких температур. Академик П.А. Ребиндер предложил классификацию форм связи на основе энергии связи:

Механическая - влага смачивания, содержащаяся в капиллярах и микрокапиллярах. Эта форма связи наименее прочная, ее можно удалить путем механического воздействия (прессованием, центрифугированием);

Физико-химическая форма связи- адсорбционная, осмотическая и структурная влага, содержащаяся в клетках и микрокапиллярах.

Кинетика сушки

Влагопроводность и термовлагопроводность. Конвективный – самый распространенный способ сушки. При этом влага удаляется за счет испарения с поверхности материала. На смену испарившейся из глубины материала влаги под действием градиента концентрации перемещается следующий поток влаги. Она перемещается от более нагретых слоев на поверхности к менее нагретым - внутри. Это явление называют термовлагопроводностью. Таким образом, возникает два потока влаги: под действием градиента концентрации

и под действием градиента температуры

где k_w и k_t –коэффициенты массопередачи в этих процессах.

Суммарный поток перемещающейся вла-ги равен разности этих двух величин:

М = М_w- М_t

и зависит от величин действующих градиентов. Чтобы избежать отрицательного влияния градиента температуры на скорость сушки, на практике стараются понизить температуру сушильного агента, прибегают к прерывистым процессам сушки с кратковременным нагревом, а затем охлаждением и т.д.

Кривые сушки и кривые скорости сушки

Для характеристики скорости сушки коллоидных капиллярно-пористых тел удобно пользоваться графиками изменения влажности материала. Кривая (рис) показывает изменения влажности тела во времени.

Как видно из графика, весь период сушки от начальной влажности W_н до

конечной W₂ можно разбить на три периода:

1. краткий период подогрева материала, когда влажность его практически не изменяется;

2. период постоянной скорости сушки, когда кривая имеет форму наклонной прямой;

3. период падающей скорости сушки от точки К. Точка К называется критической точкой и фиксирует на графике момент, когда количество влаги, поступающей к поверхности материала становится меньше, чем может испариться с его поверхности.

Влажность материала в третьем периоде асимптотически приближается к равновесной в данных условиях влажности. Кривая скорости сушки может быть построена графическим дифференцированием кривой сушки. Период подогрева на этом графике изображается вертикальной прямой (w_н=const). Период постоянной скорости – горизонтальная прямая до критической точки К. Характер изменения скорости сушки в третьем периоде зависит от структурных особенностей материала. Так, прямолинейный характер изменения скорости сушки :

( кривая 1) (имеют грубопористые материалы (бумага);

(кривая 2) соответствует сушке макаронных изделий.

(кривая 3) сушка сухарей (кривая 3).

Технологии пищевых производств

Технология муки

Современные мукомольные заводы являются крупными механизированными предприятиями с высокой степенью автоматизации технологических процессов. Ассортимент этих предприятий отличается большим разнообразием, обеспечивая население продуктами, в том числе для детского и диетического питания.

Переработка зерна в муку

Помол зерна состоит из двух этапов: подготовки зерна к помолу и собственно помол зерна. Подготовка заключается в составлении помольных партий зерна, очистке его от примесей, удалении оболочек, зародыша и кондиционировании. Для выпуска продукции, удовлетворяющей требованиям стандарта, помольные партии составляют с целью улучшения качества зерна одной партии за счет другой.

Смешивать можно полноценное зерно, удовлетворяющее требованиям по зольности, стекловидности и иным показателям, или зерно полноценное и неполноценное( проросшее, морозобойное, пораженное клопом-черепашкой ).

Морозобойное - повреждается морозом при его созревании. Зерно становится морщинистым, приобретает серо-зеленый цвет, в нем не происходит в полной мере синтез белков и крахмала, оно содержит большое количество сахаров и декстринов и повышенную активность α- амилазы.

Хлеб из такого зерна получается с заминающимся мякишем, темный, с солодовым привкусом и плохой пористостью.

Проросшее зерно - мука из него отличается повышенной активностью всех ферментов, в том числе α-амилазы. Хлеб имеет липкий мякиш и темноокрашенную корку.

Зерно, пораженное клопом-черепашкой, имеет на поверхности темную точку укуса, внутри которой происходят глубокие изменения: снижается содержание белка, ослабляется клейковина и уменьшается ее количество. Тесто становится жидким, хлеб получается низкого качества, небольшого объема, более плотный. Это происходит под влиянием мощных протеолитических ферментов, выделяемых слюнными железами клопа-черепашки. Далее зерно очищается от примесей, отличающихся размерами и аэродинамическими свойствами. Для этого применяют сепараторы. Основные наклонные органы сепаратора - плоские наклонные сита, совершающие круговое поступательное движение в горизонтальной плоскости. Зерновую массу очищают, последовательно просеивая на ситах. Размеры отверстий сит подбирают так, чтобы через верхнее сито проходило зерно и мелкие примеси, а сходом шли крупные примеси. Проход – мелкие примеси, Сход – зерно. Выделенное зерно продувают восходящим потоком воздуха. Легкие примеси уносятся воздушной струей.

Примеси, не схожие с зерном по форме (семена куколя, овсюга и др.) отделяют на триерах, рабочими органами которых являются вращающиеся барабаны или диски, закрепленные на горизонтальном валу. Внутренняя поверхность барабанов и боковые поверхности дисков имеют вид ячеек.

Принцип действия цилиндрического триера

Зерно с примесями поступает внутрь барабана. При вращении барабана короткие примеси 2 попадают в ячеи 1 и плотно в них укладываются. При вращении барабана за счет центробежной силы примеси поднимаются

на определенную высоту, а затем под действием силы тяжести падают в поток 4, из которого удаляются шнеком 5. Длинные зерна, например зерна пшеницы 3, в ячеи не помещаются, либо укладываются неглубоко, при вращении быстро выпадают и идут сходом.

Зерно от длинных примесей очищают на триерах, называемых овсюгоотборочными машинами, в которых размер ячей соответствует размерам зерна, поэтому основная культура попадает в ячеи, а примеси идут

сходом.

Очистка от металлопримесей проводят несколько раз:

• - при выходе из сепаратора;

• - перед обработкой в обоечных и щеточных машинах.

Зерновая примесь, прошедшая через сепараторы и триеры, дополнительно очищается. С поверхности зерна удаляется грязь и пыль, опущение и частично зародыш.

Обработку поверхности проводят cухим и мокрым способами:

Технологические процессы подготовки и помола зерна

1.Создание помольных партий. Помольная партия – это запас зерна для работы мельзавода на 10 и более суток. Основные показатели качества помольных партий:

• - типовой состав,

• - регион произрастания,

• - влажность,

• - количество и качество клейковины,

• - стекловидность.

2. Формирование помольной смеси. Помольная смесь формируется путем дозирования и смешивания компонентов помольной партии с таким расчетом, чтобы при переработке обеспечить установленные выхода продукции заданного качества. Объем помольной смеси равен количеству зерна, передаваемому при разовой подаче с элеватора в зерноочистительное отделение мельзавода, или количеству зерна в составе одного рецепта при формировании смеси в зерноочистительном отделении.

3.Очистка зерна - пропуск зерновой массы через зерноочистительные машины и установки для максимального выделения малоценных зерен, сорной и зерновой примеси, удаление с поверхности зерен загрязнения, частично оболочек, зародыша, микрофлоры.

4. Гидротермическая обработка зерна – увлажнение горячей водой или паром, отлежка (отволаживание) зерна с целью создания направленных структурных изменений эндосперма, повышения прочности и и эластичности оболочек, стабилизации режимов измельчения.

5. Измельчение зерна и промежуточных продуктов - дробление зерна и его частиц на вальцовых станках, жерновах, машинах ударного действия.

6. Драной процесс- этап избирательного измельчения зерна с целью максимально возможного отделения эндосперма в виде крупо-дунстовых продуктов и муки при минимальном измельчении оболочек.

7. Сортирование продуктов измельчения по крупности и добротности – просеивание (разделение) продуктов размола зерна с целью формирования однородных фракций промежуточных продуктов для их дальнейшей обработки и отбора муки.

8. Обогащение – обработка промежуточных продуктов размола зерна с целью разделения частиц по содержанию эндосперма и оболочек.

9. Ситовеечный процесс – этап обогащения промежуточных продуктов помола с ситовоздушным разделением крупок и дунстов на фракции в зависимости от содержания в них эндосперма.

10.Шлифовочный процесс – отделение оболочек от крупок путем обработки их на вальцовых станках с микрошероховатыми вальцами.

11.Размольный процесс – интенсивное измельчение крупок и дунстов в муку с использованием вальцовых станков с микрошероховатыми и рифлеными вальцами, машин ударного измельчения промежуточных про-дуктов помола.

12.Вымольный процесс – отделение остатков эндосперма от оболочек.

13.Формирование сортов муки – объединение близких по качеству потоков муки.

14.Контроль муки - просеивание сформированных потоков муки.

Продукты, получаемые в процессе подготовки и размола зерна.

Основные продукты:

мука – обойная, обдирная, сеяная, пшеничная хлебопекарная, пшеничная общего назначения, макаронная (крупка и полукрупка),

крупа – манная, пшеничная, дробленая,

Зародыш пищевой,

Отруби пищевые.

Промежуточные продукты - сходовые продукты, крупная, средняя, мелкая крупка.

Технология кондитерских изделий

Классификация кондитерских изделий

Кондитерские изделия – пищевые продукты, обладающие вкусовыми и ароматическими свойствами. Их особенность – более высокое содержание сахара, которое выполняет две роли:

- придает сладкий вкус,

- является консервантом при его содержании более 65%.

Все кондитерские изделия вырабатываются в соответствии с нормативно-техническими документациями.

Согласно ГОСТ кондитерские изделия делятся на:

мучные (основной вид сырья пшеничная мука). К ним относятся: печенье, вафли, галеты, крекер, пряники, торты, пирожные, кексы, рулеты, ромовые баба, мучные восточные сладости (курабье, бакинское, пахлава, крендель с корицей, шакер-пури и т.д.);

сахарные (основной вид сырья сахар-песок). К ним относятся: карамель, конфеты, ирис, пастила, зефир, мармелад, шоколад, халва, драже, сахарные восточные сладости (козинак, шербет молочный, косхалва, нуга арахисовая, чурчхела фруктовая).

Многие кондитерские изделия являются питательными продуктами длительного хранения ( шоколад, печенье, галеты, крекеры), отличаются высокой сахароемкостью и энергетической ценностью.

Содержание сахара в карамели составляет ~ 98%; в конфетах ~55-70%; в шоколаде~50%;в мучных кондитерских изделиях - от 2 до 64%, а содержание полисахаридов доходит до 70%. Энергетическая ценность колеблется в зависимости от вида изделий в пределах 300-800 ккал/100 г.