автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Управление качеством крекера с использованием акустической техники

§

' министерство науки высшей 1ж0лы и технической политики россии

«с

<\, московский ордена трудового красного знамени

технологический институт пщевой промышленности

На правах рукописи ПРАИШШИЧОС Гинтарас Прако

УДК 664.681 : 658.562.4.012.7

УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ КРЕКЕРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АКУСТИЧЕСКОЙ ТЕШКИ

Специальность 05.18.01 - "Технология хлебопекарных

макаронных и кондитерских продуктов"

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

МОСКВА, 1992

Работа: .»нщвйЗЧг Те^о^о^етесхри^нпверсвгетэ

ЛИТОВСКОЙ рвсдублеики. 'ж''.'яйгм'к'-и Научный руководитель:

- 'доктор,

Научный• консультант? "■ '

- доктор технических наук,профессор Г.А.МАРШАЖИН

Официальные опонеиты:

- доктор технических наук,профоссор Цигаиола Т.Б.

- кандидат технических наук Д.!*. АКСЕНОВА Ведущая организаций:

Государство?,ни" научно-производственный центр "Спарглс"

- I „

пищевой промышленности Литовской Республики.

Автореферат разослан " 1953 г.

Защита состоится " ** " м.ут .1933 г. на заседании Специализированного Совета Д 063.51.01 ¡московского ордена Трудового Красного Знамени технологического института пищевой промышленности.

Просим ^ас принять участие в заседайпк Сп'ециалязлрован-

иого Совета ми прислать отзиз в двух экземплярах, заверен -них печатью учерездеяия, по адресу 125080, шбсква, Волокалам-

сксе „.,11.

С диссертацией"можно ознакомиться в библиотеке института.

Учений секретарь Спецялкзкрованного Совета к.т.и.

И.Б.ШБЕЛЕЬА

ОЩШ ХАРАШРИСТЖА РАЕОШ

Актуальность темы. Постоянное обеспечение потребителя высококачественной продукцией кондитерской промышленности является главкой задачей, стоящей перед отрасль«. С гочхи зрения науки о физиологии человека большое внимание уделено расширению ассортимента новыми видами продуктов, отличающимся меньшей калорийностью и повышенным содержанием белка.

а решении поставленной задачи болыцую роль играет передовая наука о текстуре готового проекта -крктерие качества данного вида изделий, так как изменение традиционной технологии с иель» ее интенсификации или рецептурного состава оказывает непосредственное влияние на реологические свойства полуфабрикатов (эмульсий, суспензий и теста) и качество готовой продукции . Экспериментальное выявление данных зависимостей позволяет решить вопрос управления технологическим процессом.

й мировой практике изучению текстуры твердых личных изделий посвяпекы труды авторов Мачихина , Благовещенского И.,

Черныха в., йена Я., СсЫед-г.злц 0., ТзсЬочаоЬпег Н.-В. ,В1тк1г1с11 t¡.,lVest и.,6е 1'»п Г., 51!»гпЬгоо!с В., БгсгезпХак А.

Результаты экспериментов хорошо коррелируются с сенсорными методами анализа к внедрены в промышленных лабораториях. Однако использование механических способов в поточных линиях для оценки текстуры цучкых изделий ограничивается из-за необходимого контакта с продуктом при измерении. Комплексный подход к оценке текстуры отсутствует. й свази с изложенным, возникает необходимость создания методов бсзконтактного контроля текстуры твердых мучных кондитерских изделий, а также комплекса мероприятий, связанных с управлением их качества.

Наличие среда твердых мучных кондитерских изделий достаточно сложных структур предъявляет особые требования к анализу. 3 мировой практике для объективного анализа прочностных свойств твердых кондитерских изделий обоснованно, выбирается модель, адекватная реальноцу изделию. Моделирование деформирования и разрушения изучаемого материала позволяет получить реологическое уравнение, анализ которого приводит к оценке количественных характеристик и энергетических показателей процессов шехашчес-кой обработки продукта. При использовании бесконтактного акустического подхода возникает необхо,дикость непосредственного выявления зависимости физических параметров от свойств текстуры, оцениваемых известными методами.

иЦель и задачи исследований. Целью настоящих исследований являлась разработка акустического метода оценки текстуры крекера и решение : проблемы управления технологическим процессом при мх производстве.

В соответствии с поставленной целью были определены ос -новнае задачи исследований:

- изучение, анализ и технико-экономическое обоснование методов экспрессной оценки текстуры крекера с использованием ультразвука;

- разработка научно-методических основ изучения механических и геометрических свойств, текстуры крекера с учетом их структурных особенностей при помощи ультразвука;

- научный анализ и экспериментальное обоснование математической модели для оценки параметров микроструктуры крекеров с целью углубления знаний о текстуре изучаемых пи:«евых продуктов;

- разработка эффективного метода комплексного изучения текстуры продукта, позволяющего определить помимо плотности, интенсивность набухаьил, показатель набухаемосги, время разрушения структуры и дефектность поверхности изделий;

- разработка рационального технологического способа производства теста крекера с добавками молочного белка;

- широкая опытно-промышленная опробация основных результатов исследований в пищевой промышленности.

Научная новизна. На основании системного подхода с учетом теоретических обобщений и полученных экспериментальных данных решена проблема управления поточным производством крекера и использованием акустического способа оценки текстуры.

Выявлены зависимости межд/ характеристиками текстуры кре-ггера и параметром акустического сигнала - амплитудой прошедшего через материал импульса. Результаты исследований амплитуды про-шеднёго через материал акустического сигнала позволили получить тарировочнуо кривую для определения плотности.

Моделирование распространения ультразвука и экспериментальное определение зависимостей между акустическими, геометрическими параметрами и качественным! характеристиками изделий, приготовленных при разных технологических режимах замеса теста и рецептурном составе, позволили выявить текстурные параметры, оказывающие влияние на качество крекера и их оптимизировать.

Получена и подтверждена экспериментально математическая модель структуры крекера, позволявшая теоретически оценить такие параметры микроструктуры, как диаметр частиц, вдело частип и средкгет силу ¡гндвидуального контакта. Экспериментально доказано, что варьированием значений этих параметров можно влиять на механические свойства продукта и управлять их качеством.

Разработан способ комплексного анализа качества мучных кондитерских изделий,позволяющий впервые установить такие показатели текстуры.как интенсивность набухания исследуемого образца, показатель набухаемости, величина времени разрушения структуры и показатель дефектности поверхности изделий, помимо плотности.

Разработан новый способ производства теста крекеров с белковыми веществами молока при оптимальном сочетании технологических параметров и рецептурного состава,подлежащий управлении. Система автоматического регулирования будет включать в себя разработанный прибор и микроконтролер, програиное обеспечение которого будет построено на разработанной математической модели.

Практическая ценность работа. На основе теоретической базы разработан "Способ определения показателей текстуры в процессе контроля хлебобулосных и мучных кондитерских изделий" (положительное решение на заявку Ii 47J9006/iJ (1198826), а также сконструирован, изготовлен и апробирован прибор для лабораторных исследований комплексных характеристик текстуры.

Акустический способ апробирован для оценки текстуры крекеров и внедрен в Австрии, Университете зерновых культур, а такие на Клайпедском объединении хлебопекарной промышленности.

Разработана новая технология выработки крекеров,защищена авторским свидетельством "Опосой производства крекера" (A.C. й I442I64).

Для внедрения нобой технологии при выработке крекеров

»

разработвна технологическая инструкция'производство крекера" "..!сясдость"ускоренкым способом с добавлением сухой пахты или сыгкроточного белкового пшценграта в т«сто п ладе суспензий".

Экономический эффект от внедрения научных разработок за рубежом и на предприятиях Литовской Республики составляет 140 ООО руб.

Апробация работы. Основные положения работы изложеш в докладах научно-технических конференций ''Развитие технических наук в республике и перспективы использования их результатов" (Вильнюс, 1985г.); "Усовершенствование технологических процессов автоматизации и развитие гибких автоматизированных производств" (Вильнюс, 19В6г.); "Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания? (Москва, КШг.); "Современные тенденции развития теоретической и практической медицины" (Вильнюс, Г988г.); "Теоретические и практические аспекты применения методов инженерной физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процес-оов пищевых производств"(Москва, 1990г.). ■

Публикации■ Основные результаты исследований опубликованы в 12-^ги печатных работ, в том числе получены положительные решения на выдачу - 2 авторских свидетельств.

Обьем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, списка использованной литературы, приложений. Работа включает 2? таблиц, 32 рисунка.

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

й обзоре литературы освемено понятие текстуры и свойств текстура твердых пищевых систем. Отдельное внимание уделено

изучению гидрофильности ко»м>йдов цучных изделий. Описаны современные способы оценки текстуры твердых кондитерских изделий. Приведены сведения отечественных и зарубежных исследователей о возможном анализе качества продукта в Поточном производстве с использованием ультразвука. Даны характеристики технологических параметров и рецептурного состава, целесообразные использовать для оптимизации свсойств полуфабрикатов и текстуры кондитерских изделий типа крекера.

2. ЭКСПШЙЕНТАЯЬНАЯ ЧАСТЬ

Работа выполнялась на кафедре технологии пищевых продуктов Каунасского Технологического университета в тесном творческом сотрудничестве с Клайпеде ким объединением хлебопекарной промышленности.

2.1. Обьекты и метода исследований

Объектами исследований служили твердые пищевые системы типа крекеры "Молодость", "^асаротоа" и "Дачный". Исследования проводились по днгум основным направлениям. По первоцу направлению работы велась разработка новых акустических методов исследования с использованием акустической техники и комплексное изучение текстуры (механических свойств, параметров макро и микроструктуры). Для этого готовились разные образцы крекеров, отличающихся органолептически качеством.

Яри выработке крекеров "Молодость" и "Васаротою" менялась влажность теста от 2&5 до 30", через 2?, по принятой на Клайпеде-

ком охя ускоренном способе тестолриготовления на ецульсиях и репепгуре.

Целью второго направления исследований являлось изучение возможностей управления текстурой мучных кондитерских сред.

Изучение возможностей управления текстурой крекеров проводилось с пелью эффективного использования вторичных продуктов молочной промышленности - пахты и сывороточного белкового изолята. Основной задачей исследования являлось определение оптимальных технологических параметров приготовления теста с белковьад добавками и определение их влияния на качество полуфабрикатов и готовых изделий. На основании математического планирования эксперимента изучались способы введения молочных добавок в тесто.

При производстве крекерного теста на эмульсиях, согласно существующему способу тестоприготовления, изменяли количество белковых добавок (1;2';3;4; 5 и &?. к массе муки), значение рН среды добавками творожной сыворотки, температура - от 20 до 65°С, а при выработке крекера на основе суспензий еше и влажность среды. Количество куки в составе суспензий составляло 2; 3; 4 и 5 % от общего количества. Сырье, использованное в работе, отвечало требованиям нормативно-технической документации.

Текстуру крекера (I направление работы), изучали как специальными методами анализа с использованием акустической техники, так и общепринятым (фирмы " Брадендер", а также михро-скопировашем). Для анализа поверхностной структуры я внутренних слоев использовали электронный сканируют микроскоп типа

ЗБМ- 35 С (л по ни я). Дополнительно изучалась плотность, удельный о5*ем крекеров.

Качество крекера при изучении возможностей управления их текстурой (II направление работы) оценивали по их показателям и свойствам, метода определения которых указываются в таблице I.

Таблица I

Показатель или свойство

Принцип,метод или средство определения

Поверхностное натяжение эцульсий, суспе'нзий

Эффективная вязкость зкцульсий, суспензий и теста

Набухаемость крекера Плотность образное

Общее количество карбонильных соединений

Аминокислотный состав количественный и качественный

методом пластинки ¿ильгельма

методом ротационной вискозиметрии, прибор РЬОСТЬСТ- 2

по ГОСТ 1114 _ 2

исходя из установления обьема изделий

методом экстракши с использованием спектрофотометра СФ-4

нонислотный анализатор

'¿Л. Исследования текстуры крекера

Возможность экспресной опенки качества крекеров ультразвуком

Для разработки технологического метода исследования качества крекера, ;а начальной стадии работы была поставлена задача проверить есть ли связь ыежлу параметрами акустического сигнала и плотностью (?) для образцов различного качества.

плотность изделий определяли по ослаблению акустического сигнала, прошедшего исследуемый материал (рис.1). Дляшализа выбран диапазон ультразвуковых: частот 18...50 кН-г .Параллельно изучалась плотность крекеров по объему. Данные экспериментов показали экспоненпиальцув зависимость плотности крекеров ($ ) от амплитуды акустического сигнала прошедшего .материал (Ат), описываемую уравнением

Ат = 7,«279 . 0 ' {1

Результаты исследований показали, что значения амплитуды ультразвукового сигнала, прошедшего исследуемый материал, с плотностью изучаемых изделий аддитивны.

Найденная корреляционная связь при анализе продукции различного качества позволили получить тарировочные кривые для определения плотности цучных кондитерских изделий и создать простую систему анализа их качества.

Исследованиями установлено, что контроль текстуры обра-раэиа возможен непосредственно в рабочем обьеме аппарата без разрушения и изменения структуры изделия, тем самым становится реальным управление технологическим процессом.

Моделирование и.экспериментальное определение связи

меаду геометрическими и акустическими свойствами крекеров и их качеством

Совершенствуя метод анализа твердых мучных изделий, к« следуем далее по пути моделирования, обращая внимание па некоторые соображения и эмпирические особенности, связанные со структурой таких мучных кондитерских изделий как крекеры.

Рпс. I. Б.тсг.-схе;.:а слегла для кз:.:оро1;г.я апи^^'ди прошедпего через ::avepi:aJi акустического сигнала :

I - генератор игдооп'.'нуяьссз Г5_54; 2_ генератор с.;п::'соцдашшх с:ач;алоз Г3_33; 3 _ модулятор;

б."0" питон (4 ; С _ этплопшЛ

::а::ал it 4 • G _ юггерителыий 5 - гес.те-

дуечь* образец; '' :: S - дото;:тога: ; S -sp ОС OIS; 10 _ оги;;ло1'ра0 с 70.

Считали, что корки крекера как с одной так и с другой стороны одинаковы, то их можно перенести в одцу стороцу, поскольку прохождение волны не должно зависеть от направления распространения. Таким образом крекер представляли двухслойной структурой. Считали, что при изменении плотности крекера диаметр пор является постоянным, а изменяется только число лор в изделии. Ка-вдый слой структуры крекера может характеризоваться эффективным акустическим импедансом и волновым числом (Кх), полученным из решения одномерного волнового уравнения. Для квазиоднородной эффективной среды имеем соотношение 2_

Кх = р ~ (2)

где р = >' К До/иг 1 ! Л - структурная

константа, определяющая замкнутость пор материала и жесткость материала; - эффективная вязкость воздуха в порах;-' £0 - пористость материала, равная отношению пор' ко все-цу объеод; с - скорость волны; иг - круговая частота волны; р - квадрат волнового числа.

Для определения аэродинамического сопротивления продуванию пользуемся перколявдонной моделью, суть которой сво -дится к обусдавливанию сопротивлешш к продуванию (Я ), пороговым объемом или диаметром пор (<*.), характеристическим значением ( й0 ), а также степенным показателем перкотяционнпй степени ( < п ). Теоретическая соязь ?лежду сопротивлением продувании ( К ) и средним диаметром пор (а) для перколящон-ной структуры имеет вид

К-«о//Л о,/«/"" (3)

Определив, таким образом эффективное волновое число каждого с лая, далее решаем акустическую Еолнову» задачу отражения и прохождения импульса через двухслойную структуру. Для этого выбираются граничные условия, которые составляет систему линейных алгебрических уравнений, решением которых является определение коэффициента прохождения и отражения.

Ö случае оценки соотношения между геометрическими параметрами крекера, плотностью и акустическими свойствами (определение прохождения) изучалась продукция Клайпедского обьединения хлебопекарной промышленности, приготовленная варьированием влажности теста, ит, таким образом, отличакицуюся качеством. Крекеры с влажностью теста 26% имели наихудпгую органолептическую оценку, 28£ - очень хороню и 30? - промежуточную.

Микроскопические исследования крекеров показали, что большинство пор поверхности материала имекгг диаметр порядка 0,4мм , обьема 0,5..,1,0 ым, а измеряемые значения амплнтуры имеют порядок 2...4 мВ при прямом прохождении 500 м^.

Сопоставлением данных микроскопического исследования (отдельно обьема и корочки) с изменениями значений амплитуды прошедшего через образец акустического сигнала были предварительно подобраны коэффициенты (структурная константа и перколяционный диаметр ас) такими, чтобы расчетные значения совпадали с экспериментальными.

Длл более точной проверки расчетов были проведены дополнительные исследования прошедшего несколько сложенных крекеров и через крекеры со снятой корочкой (рис.2а-г).

Результаты показывают, что значение «0 более жесткой

^¡гс. 2 а. Зависимость амплитуды прошедшей волны Ат от плотности крекера для разных диаметров внутренних пор определяемых соотношением ау = а п+л^-п], где - номер кривой, А = 0.01, ак= 0-555 мм.

. Сравнение с экспериментом: одинарная толщина крекера с'коркой, д - очень хороиее качество, + - хорошее качество.

, г/с

Р.гс.З С, Зависимость амплитуды про№дг:ей полны от плот-нос™ крекера при тех же значениях параметров как и на рис.3.5а. Сраптшо с экспериментом: крекер бг-з корки.

л - оч'.гь хорошее качество, < - хорошее качество-

2. в. Зависимость амплитуды прошедшей волны Ат от плот-поста крекера для разных диаметров внутренних пор ау определяемых соотношением =ч»к[1+л(я>1-1)3. где - номер кривой, л = 0.24, 0-555 мм. Сравнение с экспериментом'.

1\

крекеры ¿войной толщины без корки, л - очень хорошее качество, + - хорошее качество.

, г/с М°

П'.о.З. V. Зависимость амплитуды прошедшей волны А,г от плотности крекера для разных диаметров внутренних пор ау определяемых соотношением = а^^м^-Ш, где пи - помер кривой, л = 0.24, ••»,.- 0.555 мм. Сравнение с экспериментом: двойная толщина с коркой: л - очень хорокч1 качоство, * - хорошее качество.

корки менвше чем в обьеме. Следовательно, кондитерские изделия данного вида являются как ниган^м двухслойной структурой, состоящей из корки и обьема. Лучшей органолептической оценке соответствуют значения большего диаметра внутренних пор. Установленные значения структурной константы ( X * 17,2) и перно-лявдонного диаметра ( аоНОрки. = 1,0 мм; а0 объема - 3,3 ш) показывают, что большая часть воздуха закрытого в порах движется совместно с жестким каркасом крекеров и кежфазоше связи, таким образом, играют важную роль в их текстуре, ^результатов, представленных на рис. 2а, также следует, что при увеличении обшей плотности, амплитуда прошедшего через материал сигнала уменьшается, что свидетельствует о возможности использования акустического метода для оценки текстуры качества данного вида изделий.

Результаты опенки микро параметров структуры изделий

В работах, направленных на изучение текстуры »ручных изделий, основное внимание уделяется их макроструктуре и таким ее параметрам, как пористость, средний диаметр пор, количество пор на единице площади и распределение пор. Более глубокий подход, связанный с оценкой микропараметроэ структуры (определением диаметра частиц, числа контактов и силы сцепления между частицами) и появление их роли при оценке качества продукта была задачей дальнейших исследований .

Аля ее решения составлялась модель структуры крекеров. Исходили из предположения, что исследуемоь$ образцу цучного кондитерского изделия присуща глобулярная структура с одной твердой фазой, открытой пористостью, изометрическими частицами, точечными контактами. При составлении модели учтен фактов упаковки, характеризующий геометрии структуры.

Изложенные в работе предположения и выявленные при атом зависимости позволили количественно в "первом приближении" вычислить параметры микроструктуры. Правильность подобранной модели подтверждена экспериментально. Для этого изучалась зависимость между параметрами макро структуры и механическими свойствами образцов различного качества. Проведенные исследования позволили теоретически оценить параметры микро структуры, оказывающие влияние на механические свойства продукта и, тем самым, выявить возможность варьирования ими и осуществлять управление технологическим процессом.

2.3. Возможности управления текстурой крекера

В работе представлены научные результаты, полученные при разработке интенсивного технологического процесса производства крекера с белковыми добавками молочного происхождения (сухой пахтой, сывороточным белковым концентратом), улуч -шающим не только биологическую ценность и текстуру, но и ароматические достоинства.

Основной задачей исследования являлось определение оптимальных технологических параметров приготовления теста с белковыми добавками и определение их влияния на качество

полуфабрикатов и готовых изделий. Изучались способы введения белковых добавок в тесто.

В процессе исследования оценивались значения поверхностного натяяения, реологические характеристики исходных сцуль-сий, суспензий, теста, а также текстура готовых изделий. Для комплексного анализа качества мучных изделий применялся новый разработанный нами способ определения показателей текстуры (плотности, интенсивности набухания исследуемого иэдечия, показателя набухаемости, величины времени разрушения структуры и показателя дефектности поверхности (заявка № 4739006У13 (положительное решение). Параллельно изучалась биологическая ценность крекера, его ароматические свойства, способность к сохранению свежести. 0

Измерения величины междуфазного натяжения ) проводились на границах раздела жидкость - газ, жидкость - жидкость при направлении модельных систем (эмульсий и суспензий) различного качественного и количественного состава. Остановлено, что с ростом температуры, величина поверхностного натяжения в исследуемых системах уменьшается. Как видно чз данных, представленных на рис. 3 (граница раздела фаз жидкость-газ) наибольшее снижение

наблюдается в системах стабилизированных смесью сыворотг того белкового концентрата и молочной сыворотки. На границе раздела фаз жидкость-жидкость наиболее интенсивное язменеше величины ^ наблюдалось в системе пахта+сыворотка+цука+масло. Повышение содержания цуки приводит к увеличению значений поверхностного натяжения.

Полученные наш результаты исследорадий показали, что варьируя величину поверхностного натяжения на исследованных

10 30 50 70

т,°с

Р.чс. 3. Изменение поверхносного натяжения ( о ) на границе раздела фаз. жидкость-газ при нагревании модельных систсм следующего состава:

1 - пахта + вода;

2 - белковый концентра- + йода;

3 - белковый концентрат + сыворотка;

4 - пахта + сыворотка;

5 - пахта + вода + мука;

6 - бйжовый концентрат + вода + мука;

7 - белковый концентрат + сыворотка + мука; О - пахта | сыворотка » мука.

границах раздела фаз можно влиять на структурно-механические свойства исходных полуфабрикатов. Из данных представленных в работе следует,'что для суспензий, вырабатываемых из ЗД муки и 5? пахты, при повышении температуры от 20 до 80°С увелики-вается эффективная вязкость ( % ). Наиболее резкое изменение, С00ТВ8-ствующее снижении межфазной энергии, наблюдается в интервале температур от 60 до 70°С - 36

Зависимость ч ( в Па . с ) суспензий от их температуры Т(°С) представлена уравнением

г = 0,004 . е0'020 * Т (4)

При увеличении влажности суспензий содержащей пахты и молочной сыворотки от 43,54 до 45,90 кгЛсг значения ^ понижаются в 3 раза.

Зависимость % Па »с) от влажности суспензий ^ ( в %) описывается уравнением:

и -л о,^ -0,277 Ш % ' *е * - (5)

При снижении рН от 6,0 до 5,6 эффективная вязкость суспензий содержащих %% пахты снижается в 2,7 раза. Эффективная вязкость суспензий, влажность 45,42 кгУкг, при температуре 60°С в зависимости от количества творожной сыворотки ( Ьг ) описывается уравнением: . •

% - 0,196 . е -0'127 -Ь* (6)

Количество белковых добавок также влияет на эффектив-

ну» вязкость суспензий: если £ суспензий с 31 пахты составляет 0,151 Па . с , то при повышении содержания пахты до 5 и 7% % снижается до 0,102 и 0,096 Па.с, соответственно. Прк увеличении количества сывороточного белкового концентрата в рецептуре изделий до 3, § и снижение <£ составляет соответственно 30; оЗ и 55

Зависимость ч ( о Па.с) суспензий от количества пахты ( Ь ) описывается уравнением:

Ч* 0,212 . е-0Д23 Л {?)

а от сывороточного белкового концентрата (Ь^) :

Ч,* 0,205 . е"0'109 Л

вязкостные свойства крекерного теста оценивали по величине предельного напряжения сдвига на двух стадиях производственного тестоприготовления, при замесе и вылежке.

Оптимальные реологические параметры крекерного теста, влажностью 28%, достигаются при замесе теста на суспензиях, содержащих белковые добавки и части цуки.

Использование полного факторного эксперимента типа' 2^ при проведении выпечек крекера позволило установить, что использование смеси белковых обогатителей, особенно сывороточного белкового концентрата, целесообразно сочетать с творожной сывороткой. Это способствует не только посьта.чяо качс-стса крекеров, но и интенсификации существующего технологического процесса их производства.

Графическая интерпретация модели ратотабельного планирования второго порядка (рис.4) показывает, что оптимальным при выработке крекера на эцульсиях является добавка 0,62^ сухой пахты и 5 творожной сыворотки к массе цукн. При введеш!и пахты или сывороточного белкового концентрата в количествах превышающих эти величины, структурно механические свойства полуфабрикатов и текстура крекера.резко ухудшаются. Установлено, что при существующем на производстве способе приготовления теста на эцульсиях белковые компоненты пахты или сывороточные концентрата являются полноценны?«* заменителями молока, ко не обеспечивают значительного повышения биологической ценности конечного продукта, вследствие малого количества вводимых добавок.

Результатами проведенной работы является не только выявление возможности обогащения выработанных на основе эмульсии крекеров с белковыми компонентами молочного происхождения, но и разработка новой технологии базирующейся на использовании суспензий.

Производственная выпечка крекеров и изучение их текстуры и ароматических свойств при хранении позволили определить оптимальный состав суспензий, ^тематически и использованием ротатабельного планирования типа доказана возможность увеличить количество сывороточного белкового концентрата в составе рецептуры крекеров до пахты - натуральной творожной сыворотки - б"? от массы вводимой муки. Оптимальные струн-турно-механические свойства крекера достигаются при содержании в суспензиях муки. Суспензии готовились при интенсивном перемешивании мешалкой роторного типа и теплозой обработ-

Рис.4. Графическая интерпретация модели ротатабельного планирования второго порядка: Xg - количество пахты в кодированных значениях; Х^ - количество творожной сыворотки, У - параметр оптимизации плотность (кг/м^), фиксирован на уровнях: 560, 500 и 600

ке, соотстветствующей температуре клейстеризации пшеничного крахмала. Значения pH среда отвечали кислой области (A.c. № I442164).

Выявлено, что основную роль при изменении значений напряжения образцов играет сила индивидуального контакта между частицами. Изменение других параметров структуры таких как диаметр частиш, средний диаметр поры в зависимости от рецептурного состава и технологического режима является незначительным.

Особенно следует01метить тот факт, что оптимальным технологическим параметром производству крекеров отвечают составы эмульсии и суспензий, величины поверхностного натяжения которых на исследуемых границах наименьшие.

Для обеспечения хорошего качества готовых изделий с пахтой рекомендована величина эффективной вязкости суспензий 0,121 Па.с, а с сывороточным белковым концентратом - 0,111 Па.с.

выработанные по технологии, основанной на использовании суспензии, крекеры отличались повышенным в среднем на 1.5...2,0? содержанием белковых веществ, улучшенной сбалансированностью по незаменимым аминокислотам (изолеишну, валику, лизину, треоницу).

Данные исследований структурно-механических свойств изделий и общего содержания карбонильных соединений показали, что использование повышенных количеств белковых добавок способствует более продолжительному сохранению свежести продукта.

2.4. Реализация нового способа производства крекера в производство

Разработанная технология крекера с вторичными продуктами молочной промышленности (сухой пахты или сывороточным белковым концентратом) испытана на Клайпедском объединении хлебопекарной промышленности.

Приготовление суспензий производят на мешалке роторного типа с тепловым обогревом, й емкость мешалки загружают творожную сыворотку, соль, сахар и часть муки (2% от общего коли -чества). Содержание нагревают в течение ,5 мищт при температуре 60°... 65°С, Затем добавляют масло (нерасгопленное) и спустя 2 минуты белковой обогатитель (пахту или сывороточный белковыд концентрат). Суспензию перемешивают до однородной консистенши (примерно 3 мицуты), загружают расчетное количество вода (за исключением воды, необходимой для растворения разрыхлителей, охлаждают до температуры 35° С и добавляют дрожжи, фермент.

Замес теста производится в тестомесильной мазине. Суспензия перемешивается с химическим разрыхлителем, предварительно растворенным а небольшом количестве зоды, остальным количеством цуки'. Продолжительность замеса теста 20...мин., температура теста 32...35°С. Влажность теста ¿¡6-30?,. Остальные операции технологического процесса общепринятые: вылежка теста, прокатывание и формование, выпечка и охлаждение, упаковка продукции.

Крекер, вырабатываемый ло новой технологии, отличается повышенным на 1,5. ,.2Т, содержанием белка, лучшей сбалансиро-

ванностью их по аминокислотное составу, изделиям свойственна хорошая текстура.

OBujUE ШБОДЫ И PEKOüKiiÜAIiiH

Для комплексной оценки мучных изделий создан "Способ оп~ ределега!я показателей текстура в процессе контроля хлебобулочных и ^чных кондитерских изделий (положительно^ решение на заявку »J 4739006713 (II9826), приоритет от £¿.09.1989г. В итоге изучения текстуры крекера при разных технологических параметрах и рецептурном составе разработан "Способ производства крекеров" (A.c. № I442I64) с вторичными продуктами молока.

Проведенные исследования позволили сделать следующие выводы :

1. Найденные корреляционные связи между плотностью и значениями прошедшего через материал акустического сигнала позволили получить тарировочные кривые для оценки те.сстуры крекеров и создать простую бесконтактную систему их качества, а также управлять технологическим процессом. Новый технологический метод определения текстуры цучных кондитерских изделий, по сравнению с методом Брадендера, отличается бесконтактностью, быстротой, простотой и не зависит от субъективного фактора экспериментатора.

2. Дня комплексного анализа качества цучных изделий по разработанному но во?,{у способу определения показателей текстуры (положительное решение на заявку )■ 4739006/13 1196826) кроме плотности устанавливают дополнительно следующие показатели:

интенсивность набухания исследуемого изделия, показатель набу-хаемости, величину времени разрушения структуры и показатель дефектности поверхности. Результаты исследований показали, что использованием нового метода можно заметно повысить точность измерения. При определении коэффициента набухаемости крекеров стандартным методом погрешность среднеарифметической величины составляет 11,44, точность измерения - 0,41, а по предлагаемому, соответственно 7,56 и 0,22. Точность измерения показателя плотности по новоф методу также выше. Можно отметить, что использованием нового метода достигается экономия мате -риальных трудовых ресурсов.

" 3. Моделирование и экспериментальное определение связи между акустическими й геометрическими свойствами крекеров и их качеством показали, что кондитерские изделия данного типа являются как миницум двухслойной структуры, состоящей из корки и' объема.' Значения перколяционног'о диаметра более жёсткой корки (а0 КОрКИ) определены меньше чем в обьеме. Установленные" больше"" значения структурной константы ( % ' 17,2) и перколяционного диаметра (а0 корки = 1,0 мм, а а0 обьема =

= 3,3мм) показывают; что большая часть воздуха закрытого в порах движется совместно с жёстким каркасом крекеров и межфазовые связи таким образом "жаэывают важную роль в их текстуре. Из модели также следует, что при увеличении общей плотности,. амплитуда прошедшего сигнала уменьшается, что свидетельствует о годности акустического метода для оценки текстуры и качества крекеров.

4. Исходя из экспериментально установленных зависимостей между механическими и геометрическими свойствами (пара-

метрами мапстроструктура) крекеров проверена математическая модель структуры, позволяющая теоретически оценить параметры микроструктуры (диаметр частиц, число частиц, среднюю силу индивидуального контакта и тем самым углубить значения о текстуре. Доказано, что варьированием их возможно повлиять на механические свойства продукта и тем самым осуществлять управление их качеством.

5. Проведенные исследования в сочетании с математическим планированием полного факторного эксперимента типа 22 позволили установить максимальные количества молочных белковых добавок в рецептуре изделий. Математически доказано, что улучшаю-

■ *

шее действие пахты и сывороточного белкового концентрата на качество изделий проявляется при их ^использовании в сочетании с творожной сывороткой. При этом ускоряется процесс теспопри-готовления на эцульсаях в среднем н<1 25£. Установлено, что при существующем на производстве способе приготовления теста на эмульсиях белковые компоненты пахты и сывороточного белкового концентрата является полноценными заменителями «олока. Установленные при помощи ротатабельного планирования второго порядка оптимальные количества пахты (0,62^ к массе куки ) и творожной сыворотки (4,96^ к массе !фки) не обеспечивают значительного повышения биологической ценности конечного продукта вследствия малого количества вводимых добавок.

6.При раэработке.новой технологии производства крекер-ного теста, изучено влияние температуры, белковых добавок, влажности и рН среды на реологические свойства полуфабрикатов (эцульсий, суспензий, теста). Исследования поверхностного натяжения в модельных системах позволили составить предполо-

жения о оптимальном сочетании рецептурных компонентов и выбрать наиблагоприятные значения технологических параметров (температуры и рН среда), при которых значения данного параметра минимальны. Оптимальные реологические параметры кре-кердаго геста, влажностью 29,53, достигаются при замесе теста на суспензиях, содержащих белковые добавки и часть цуки. Суспензии готовили при интенсивном перемешивании мешалкой роторного типа и подвергались тепловой обработке при температуре клейстеризации пшеничного крахмала и значениях рН,отвечающим кислой области (А.с 1442164). Проведенные исследования позволили установить, что использование смеси молочных добавок, особенно сывороточного концентрата с творожной сывороткой, позволяют достич оптимальные реологические свойства теста за более короткий срок т.е. интенсифицировать существующий технологический процесс их производства в среднем на 25,?.

7. Производственные выпечки крекеров и изучение их струя турно-механичесхих свойств позволили выявить рецептурный состав и параметры технологического процесса (рН дисперсионной ореды, влажность, температурный режим приготовления полуфабри катов), при которых достигаются наименьшие значения прочности изделий.

выявлено,что основную роль на изменения величины проч -ности имеет сила сиепления между частицами. При росте количества белковых добавок в рецептуре продукта, а также от способа их введения в тесто пористость и средний диаметр пор меняются незначительно.

Особенно следует отметить тот факт, что оптимальным технологическим параметрам процесса производства крекеров от-

бочают составы эмульсий и суспензий, величины поверхностного натяжения которых на исследуемых границах раздела наименьшие.

Яри помоши математического планирования типа 3^ выявлено, что замес теста на суспензиях позволяет количество сывороточного белкового концентрата в рецептуре изделий увеличить до пахты до Ь%, творожной сыворотки - от массы цукн. Готовая продукция отличается повышенным в среднем на 1,5...2,0% содержанием белковых веществ, улучшенной сбалансированностью по незаменимым аминокислотам (изолейвдчу, валицу, лизину, тре-оницу). Использование повышенного- количества пахты способствует более продолжительному сохранению свежести продукта.

Список работ, опубликрванных0по теме ^^с^ртауии

I. Ирашкявичюс Г. Исследование^возможностей повышения эффективности производства крекеров путем использования побочных продуктов молочной промышленности. Науч. руков. и.о. доц. Юодейкене Г., - Материалы XXX студенческой научно-технической конференции вузов Прибалтийских республик, Белорусской ССР и Молдавской ССР,Таллин, 1966, с. 57.

. 2. Юодейкене Г., Ллачяс А., Ирашкявичюс Г. "Способ производства крекера". Авт. свид, № 1442164, 1987,

3. Юодейкене Г., Прашкявичюс Р. возможности сохранения свежести крекера белкозыми добавками. - Науч. тр. вузов Лит. ССР. Химия и химическая технология, ?.г 31, 1989, с. 136-142.

4. Юодейкене Г., Ирашкявичюс Г. Исследование возможностей применения пахты при производстве крекера. - Материалы конференции "Развитие технических наук в Республике и перспективы использования их результатов, Вильнюс, 1УВ5, с. 46.

5. йодейкене Г., Драшкявичюс Г. Оптимизация количеств добавок продуктов молочной промышленности при производстве крекеров. - Материалы конференции "^соверше 'ствование технологических процессов автоматизации и развитие гибких авто-

матаэированных производств".Вильнюс,1986, с.37.

6. ЮодеПкене Г. .Праакявичос Г. Влязлеше оптимальных технологических параметров суспензий при производстве крекера. - Штерна ли конференции "2имая а технология upi эпических веществ и пищи", Каунас, 1992. с. 33.

7.0одеШсеяе Г..Прашкявичюс Г.,Поцюте Л. Возможности сочетания сырья растительного происховдения в животного при производстве мучных кондитерских сред. - Материалы конференции "Разработка процессов получения комбинированных продуктов литания". Москва, 1988, с. 65-66.

8. Юодейкене Г.»Црашкявичюс Г., Нятрздскас А. Возиоз-ности комплексной оценки текстуры дачных кондитерских изделий. Материалы конференции "Теоретические и практические аспекты применения методов инаереной физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производстп", Москва, 1990, с.87.

Э.Юодейкене Г,,Пятраускас А., Ярашкявачюс Г., Черных В. Способ определение показателей текстура в процессе контроля качества хлебобулочных и мучных кондитерских изделий. Заявка Л 4739006/13 (119826) {положительное решение),1989.

10. Юодейкене Г., Судкене С., Прашшвачюс Г. Возможности повышзния биологической ценности мучных кондитерских изделий белковыми добавками. - (Материалы конференции "Современные тенденции развития теоретической и практической медицины", Вильнюс, 1988, с.131.

11. Juodeikiene , L.iiaainskiei)6, G. Eraakevicius .Kietu poringt* niltinee ko-ndlterij oa gaminiy (tekstOros "tyriass akva-

tiniu Lajdu. -Itespublikin^a konferencioos organinii) gaaini4 iredziaau cheni;)oa ir technologijos klaiaioais, sklrtos ake-demiko A, Pureno 110-oaioma giMirao metineBS pa2yme1;i,mt;dzia-gc, Kaunas, l$9l, P«l. 131.

3 2. Jiftieikiene G, Praakeviciua G., PetraMk&s A, Kre-kerii; kokybes nuotat^caa ulirogerau. - KPI konferencijoe darbai, Kaunas, 1989, 56 p.

/