- •Оглавление
- •Глава 1. Обзор литературы 6
- •Глава 2. Объекты и методы исследования 44
- •Глава 3. Разработка оптимальных параметров подготовки крупяного сырья к интенсивной инфракрасной обработке 61
- •Глава 1. Обзор литературы
- •Характеристика крупяного крахмалосодержащего сырья, используемого при производстве пищевых концентратов
- •Роль крупяных продуктов в питании человека
- •Технологии производства круп быстрого приготовления для пищевых концентратов
- •Традиционная технология производства и современные тенденции развития
- •Влияние гидротермической обработки на физико-биохимические показатели получаемых крупяных продуктов
- •1.4. Инфракрасное облучение - как перспективный метод термической обработки зернового и крупяного сырья
- •1.4.1. Физические основы инфракрасной обработки
- •1.4.2. Достоинства и недостатки обработки инфракрасным излучением
- •1.4.3. Технические средства инфракрасной обработки крупяного сырья
- •1.5. Цель и задачи исследования
- •Глава 2. Объекты и методы исследования
- •Характеристика объектов исследования
- •Методика и схема проведения исследования
- •Методы исследования
- •Экспериментальные установки для исследования процесса тепловой обработки круп
- •Экспериментальная установка для исследования процесса обезвоживания единичных зерен при инфракрасном облучении
- •Экспериментальный стенд для интенсивной инфракрасной обработки слоя крупяного сырья
- •Экспериментальное устройство для определения средневзвешенной температуры массы крупы
- •Информационно – измерительная система параметров распределения температурного поля в тепловом блоке
- •Описание плющильного агрегата на базе у1-рса-4
- •2.6. Математическая обработка экспериментальных данных
- •Результаты исследования и их обсуждение
- •Глава 3. Разработка оптимальных параметров подготовки крупяного сырья к интенсивной инфракрасной обработке
- •3.1. Влияние предварительного увлажнения крупы на температуру поверхности и центра крупы
- •3.2. Влияние толщины слоя крупы на распределение температур по его высоте
- •Глава 4. Выбор оптимальных параметров инфракрасного облучения крахмалосодержащего крупяного сырья
- •4.1. Влияние мощности лучистого потока и влажности круп при обработке инфракрасным излучением на изменение их структуры
- •4.2. Влияние температуры на процесс термической обработки крупы различной исходной влажности
- •4.3. Влияние мощности лучистого потока и влажности на изменение насыпной массы (натуры) крупы
- •Глава 5. Определение параметров дополнительной водно-тепловой обработки полученного полуфабриката
- •5.1. Влияние длительности темперирования на сохранение витаминов группы в
- •5.2. Влияние длительности пропаривания на влажность готового продукта
- •Глава 6. Микробиологические показатели, функциональные и биохимические свойства, качество и потребительские достоинства полученных крупяных продуктов
- •6.1. Санитарно-гигиеническая безопасность получаемого крупяного продукта
- •6.2. Влияние интенсивной инфракрасной обработки крупяного сырья на его функциональные свойства
- •6.3. Изменение углеводного комплекса крахмалосодержащих круп при интенсивной инфракрасной и дополнительной водно-тепловой обработке.
- •6.3.1. Декстринизация и клейстеризация крахмала
- •6.3.2. Доступность крахмала действию ферментов
- •6.4. Качественные показатели полученных продуктов
- •Глава 7. Определение технологических параметров комплексной обработки крупяного сырья при производстве хлопьев
- •Глава 8. Совершенствование технического обеспечения процесса интенсивной инфракрасной обработки крахмалосодержащего крупяного сырья
- •Глава 9. Экономическая часть
- •9.1. Резюме
- •9.2. Характеристика пищеконцентратной отрасли
- •9.3. Маркетинговые исследования продукции
- •9.3.1. Оценка рынка сбыта
- •9.3.2. Характеристика продукции и оценка ее конкурентоспособности
- •9.4. Расчет капитальных затрат
- •9.4.1. Расчет годового фонда рабочего времени
- •9.4.2. Количество выработанной продукции
- •9.4.3.Аренда помещения
- •9.4.4. Стоимость оборудования по оптовым ценам для традиционной технологии
- •9.4.5. Стоимость оборудования по оптовым ценам для инфракрасной технологии
- •9.4.6. Расчет затрат на комплектацию, транспортировку, монтаж оборудования, тару и упаковку, запасные части и заготовительные расходы
- •9.4.7. Всего капитальных затрат
- •9.5. Расчет текущих затрат
- •9.5.1. Расчет стоимости сырья
- •9.5.2. Расчет стоимости вспомогательных материалов
- •9.5.3. Расчет стоимости электроэнергии
- •9.5.4. Расчет стоимости воды
- •9.5.5. Расчет фонда заработной платы
- •9.5.6. Расчет себестоимости продукции
- •9.5.7. Расчет экономической эффективности
- •9.5.8. Основные технико-экономические показатели
- •Глава 10. Опытно-промышленная проверка технологии производства круп, быстрого приготовления и хлопьев, не требующих варки из крупяного крахмалосодержащего сырья
- •Основные выводы
- •Список литературы
- •Приложение 1
Глава 5. Определение параметров дополнительной водно-тепловой обработки полученного полуфабриката
5.1. Влияние длительности темперирования на сохранение витаминов группы в
Продукт после инфракрасной обработки имеет высокую температуру 135°С, 130°С и 125°С для перловой, гречневой и рисовой крупы, которая резко снижается в течение 3 – 5 секунд по окончанию инфракрасного облучения из-за испарения влаги. Влажность крупы составляет 7,5 – 8,5%, она имеет пористую структуру. Мы исследовали возможность использования энергии инфракрасного излучения, приобретенной крупой, в целях дополнительной водно-тепловой обработки, включающей в себя выдержку крупы (темперирование) при температуре выше 100°С и пропаривание ее в среде насыщенного пара. В темперирующем бункере значения температуры составляют 108 – 110°С для перловой крупы, 104 – 106°С для гречневой и 101 – 103°С для рисовой. В процессе темперирования она снижается еще на 3 – 5°С.
Критерием оценки процесса темперирования крупы при высоких температурах выбрали сохранение витамина В1 (тиамина) [37]. Гречневая крупа содержит наибольшее количество витаминов группы В по сравнению с перловой и рисовой [134].
Нами исследовалось влияние времени темперирования гречневой крупы, прошедшей инфракрасную обработку, с температурой 106°С на содержание тиамина (витамин В1).
Содержание тиамина в гречневой крупе при темперировании представлено на рис. 5.1.1.
Рисунок 5.1.1. Кинетика снижения тиамина при темперировании гречневой крупы при температуре 106°С
Проведенные исследования показали, что темперирование при температуре 106°С для гречневой крупы необходимо проводить не более 4,5 минут. Содержание тиамина при 4,5 минут темперирования снижается на 7,5%. После 4,5 минут темперирования скорость распада тиамина резко возрастает и к 8 минутам его количество уменьшается на 62%.
5.2. Влияние длительности пропаривания на влажность готового продукта
После темперирования влажность круп составляет 7,5% для перловой, 7,0% для гречневой и рисовой круп. Такая крупа чрезвычайно гигроскопична и впитывает водяной пар из окружающей среды при хранении ее в негерметичных условиях.
Мы решили увеличить степень тепловой обработки, для чего добавляли в горячую крупу воду в количестве 2 – 3% от ее массы. Часть ее впитывается, а часть испаряется, что создает в теплоизолированном шнеке среду насыщенного водяного пара и охлаждает крупу до температуры ниже 100°С. Вторичное увлажнение - известный прием, применяемый при традиционной технологии варки рисовой, гречневой и перловой круп, когда воду в варочный котел заливают в два приема: половину в начале процесса, половину в середине варки, останавливая для этого аппарат ВА-800М и снижая в нем давление до нуля [34].
При пропаривании в течение 4 – 6 минут влажность крупы увеличивается с 7,5% до 9,8%. А содержание витамина В1 уменьшается незначительно, так как средняя температура процесса составляет 75 – 80°С.
Влияние процессов темперирования и пропаривания в среде насыщенного водяного пара на потребительские и кулинарные достоинства полученных продуктов представлено в таблице 5.2.1.
Таблица 5.2.1. Сравнительная характеристика круп
Наименование крупы |
Время варки, мин |
Содержание водорастворимых веществ, % |
Степень клейстеризации, % |
Влаж-ность, % | |
Исходная |
перловая |
45 |
0,2 |
0,1 |
15,0 |
гречневая |
32 |
0,3 |
1,5 |
13,8 | |
рисовая |
35 |
0,8 |
2,4 |
14,0 | |
Инфракрасно-обработанная |
перловая |
19 |
21,2 |
12 |
7,8 |
гречневая |
8 |
18,1 |
13,5 |
7,3 | |
рисовая |
8 |
20,8 |
18 |
7,3 | |
Подвергнутая дополнительной водно-тепловой обработке |
перловая |
17 |
30,2 |
26 |
9,7 |
гречневая |
6 |
26,4 |
30 |
9,8 | |
рисовая |
5 |
24,0 |
32 |
9,9 |
Применение комбинированного метода обработки крупяного сырья с использованием специфических особенностей инфракрасного облучения и дополнительной водно-тепловой обработки на базе энергии, полученной крупой в результате инфракрасного воздействия, позволяет получить продукт с временем кулинарной обработки в 1,5 – 3 раза меньше, чем у существующих на сегодняшний день стандартных крупяных продуктов в пищеконцентратной промышленности.
Разработанная технология защищена патентом (положительное решение о выдаче патента « Способ производства круп быстрого приготовления» от 04.12.2009 по заявке № 2009120326).
Установленные нами режимные параметры данной технологии производства быстроразвариваемых крахмалосодержащих крупяных продуктов, позволяют получить высококачественные продукты с высокими потребительскими и кулинарными достоинствами, с хрупкой, пористой структурой и влажностью не более 10 %.