автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Интенсификация процесса получения саго из крахмала экструзионным способом

0 п д ^ ,

ШНИСГЕРСТВО ВЫСШЕГО И ОРВДЕГО СШЩЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

РСЯКЗР

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАШИ ТКХНОЛОПГ-ШШЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМШШЕШЮСГИ

На прааяэс рукописи

ВШКШ Аяевсгцд? Пэахгов*га

УЛК 661.2.055:664,Н.055

ШШВВШЩШ ШЦВСОА. ПОЛУЧЕНИЯ САГО 10 КРАХЗШ

эехяишшы способов

Споярашювгь 05,13.12 - Птщеесз, и агадгата

гтг^йзэ*. т^уу'л^жстюстл

0б»18»03 - Тсигологяп «мдара в еахетнетггс

ЕССООС-'!

Азторобэтз й " дпеесртагл'.ч ка сопсзажю учгкоЗ сезпзкл т^цдодеда яеигачзсксг гсцтк

Москва - 1990 г.

Работа выполнена в Московском ордена Трудового Красного Знанеяи технологическом институте пищевой промышленности.

/Научные руководители:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор технических неук» профессор Бабенко В.Е.

доктор технических наук, доцент Душман А.И.

доктор технических наук, профессор Мачихин С.А.

кандидат технических наук Галкина Г.В.

Бучанский крахмальный завод.

Защита состоится _ 1990 г. :на засе-

дании специализированного совета К.063.51.07 при Московском ордена Трудового Красного Знамени технологическом институте пищевой промышленности по адресу: 125080, Москва, А-80, Волоколамское шоссе, II.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МТИПП.

Автореферат разослан

'Ученый секретарь СпецаалиэировшЕюго 'Сов&га кандидат технических: икук,

доцент Савина

! I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

¡ссертаций Актуальность работы. В основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1986-1990 годы я на период до 2000 года, принятых ХХУП съездом КПСС, отмечено, .что "вая-нейшга направлением структурной перестройка (народного хозяйства) является усиление ориентации на более полное удовлетворение разнообразных и возраставших потребностей советского народа. Это находит свое выражение в ускоренном развитии отраслей, производящих продукты питания и непродовольственные товары".

В настоящее время решение продовольственного вопроса в стране имеет приоритетный характер и возможно лишь путем мобилизации всех ресурсов, и прегде всего цутем существенного сокращения потерь сельскохозяйственной продукции в процессе производства, хранения, переработки, транспортировки и реализации. По подсчетам специалистов, эти потери достигает 20 п более процентов.

Разработка эффективных технологических процессов, создание новых продуктов питания, повышение качества продовольственных товаров, в том числе крупяных изделий - является волной проблемой развития пищевой промышленности.

Крахмало-паточная промышленность вырабатывает рдц различных видов крахмалопродуктов, в т.ч. крупу из крахмала - саго.

Саго - это ценный пищевой продукт. Он обладает высокой калорийностью (3,69 кал з I г продукта), содержит незначительное количество белка, хорошо усваивается орггнизшг!. Эти достоинства саго позволяет использовать его не только для обычного, но и для диетического питания.

На крпхмалопаточяих газ одах сото ьпр&бслъаЕЭХ' лз кукурузного и картофельного крахмалов по разниц, но надо отдзгтежрггся технологически схемам. Этзш производствам присущи недостатки-оснозяшш ко которых яшзг/гся нестабильное качество продуктов из-за несовершенства тепло-ыассообиеиа np;t запаривании сирого саго, использования морально к физически устарезиого оборудовать, которое отечественным шааиностроениек не пщускоется» большие затраты тяжелого ручного труда.

Работы, проведенные в НПО по граташю продуктам, показшш, что путеы экструзконной обработки крахмала г;о;лю получить саге, по качеству и форда пркблккащееся к традиционному саго. Пр.; ёт-ои удается существегшо упростить процесс производства caro i; повысить его эффективность за счот сшгаенил удельных расходов кара» электроэнергии, еокряцегшя затрат ручного труда, i¡ потерь сырья. Экструдеры являзтея эффективным, высокоиронзводгггеяышл видом оборудования.

Потребность в безбелювых продуктах питания населения страну в настоящее вреня удовлетворена не полностью. Поэтому весьма актуальные становятся исследования, напраглешшо на создание совреиенной технолога» саго на базе прогрессивного метода •гепловоЯ и механической обработки крахмала и на реаенио проблема увеличения объема производства диетического продукта гштьдая«

Цель и задачи исследования. Цель» проведенных исследовании являлась разработка научных основ интенсификации процесса производства cojo пут ел применения экструзионного метода обработка прианального теста, проверка получетшх результатов в цроииален-пнх условиях, разработка принципиально новой технологам саго, оценка потребительских свойств крупы саго.

При вкполкеитш 11 эучно с сл едо в а? о ль с кнх я прикладных рабо? йг.::о ттчеко релпгь сяедукргэ зедата:

- создать зкспергггсэталыпгз устсновгп^

~ кссяедовать роологачесига свойства кргшгштыюго теста n »акаиедаск: огг вкагкос:п к •гсиперздурн его обработки?

- поуг^тй елпйгпо эксгрузпоиной обрсбогкх (ташературц, впа-^юсп: cpr»ji» тастотц вращения п:ог:<а» шюг^адм отверстия вп-модтюй .таг:.;) па (пзгпл-хгтагхескао сзоЯстсз зиструдатоз!

- ошггелашггаз папекстр:! процесса экструзкошюП

- разпг^ос.'го Е'оисп^/мпэ лабораторного оксэтудора, сото~

усгг.г-го у сс5с дг>ссск~;етгл одиошегог.ога просел (зсшимтгкп-irocsr» кзготозясялг, шг;п:с:т стог.«>сть) и устоП^жость в рго'ога ьт. pa^ir.::: су^ьл, одгжс^о дгушюиотая: окетауд'.!«

- газр^ото.^, -гсгколог'^осгуй производства еагс? отетрузпотг: üñxo-c'% к пос&годгедм до-

v^tjntaíTTvsj

- проверчл» J.o^yran-JKD результат?! и промталегашх условиях й оказать поковр> плоолиг« врт г.чодрежш позой тох»ойог?*к саго,

Нлучная нолкзна» гЗпжпз определен?: рзологипеекяэ хоро:и-е-р;-:стй1Ш подвергаемого огструдпровзшл) увлаздеиного крахмала п заэисгаюсга о? влкиосяк к тсглвр^гур*,: 'гест,

Исследог.оь'» сгрутсщ-а п ^зпхо-хх^агчесшо свойства саго» подученного эяструзионнги способом.

В результате постановки экспориментоз с пспояьзогщпем нэ-тодоп математического планирования получаш аодеки» списузглгсгз процесс экструзии крахмального теста, и установлена оптямальнш параметры этого процесса.

Установлено, что при экструэионной обработки даже в мягком режиме разрушается природная структура зерен крахмала и происходит образование новой внутренней структуры у гранул саго.

Практическая ценность. На основании проведенных исследований разработана технологическая схема производства экструзион-ного саго, позволяющая получить продукты высокой пищевой ценности. Новый способ запущен авторским свидетельством на изобретение » 1537674 от 23.01.90 г.

Разработана нормативно-техническая документация на производство экструзионного саго.

Новая технология экструзионного саго испытана в промышленных условиях и внедрена на Бучаискоы крахмальном заводе и Луч-ковском дакстркно-саговом заводе.

Экономический эффект от внедрения технологического процесса производства саго экструзионным методом на Бучанском крахмальном заводе составил 44254 руб в год.

Разработан новый тип экструдера (полуторошнековый), позво-лящий существенно расширить возможности класса одношнековых машин для переработки трудно сыпучих материалов.

Дегустация продуктов питания,приготовленных из саго, проведена в комиссии при Госагропроме СССР. В результат« оценки по пятибальной системе саго экструзионное получило 5 баллов, а саго традиционное 4 балла.

Аппробация работы. Основные результаты работы были доложена на Ш Всесоюзной научно-технической конференции "Разработка процессов получения комбинированных продуктов питания" в Ноские в декабре 1988 года, на УТ Всесоюзной научно-технической конференции "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья" в Ыоскве в декабре 1989 г. и на Республиканской научно-технической конференции "Интенсификация

технологий ■ совершенствование оборудования перерабатыващих отраслей АПК* в Киеве в секторе 1989 года.

Публикации. Основные результаты исследований изложены а 5 печатных работах и подучено I авторское свидетельство на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоят из введения» обзора литературы, описания объектов и методов исследований, экспериментальной части, выводов, библиографического списка, приложений.

Работа изложена на 180 страницах машинописного текста, включает 16 таблиц и '25 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТУ

Во введении обоснована актуальность темы, кратко изложена научная новизна и практическая ценность работы.

Глава I. Обзор литературы. В ней представлены общие сведения о составе, структуре и свойствах крахмала, их изменениях при гвдротермоыеханической обработке. Проведен анализ публикаций по экструэионной обработке крахмала и крахмалсодержащего сырья за рубежом и в СССР. На основании анализа литературных: источников сформулированы цель и задачи исследования.

Глава 2. Методы получения и исследований экструзионнор? саго. Объектом исследований являлся кукурузный крахмал внсаего сорта ГОСТ-7697-82, выработанный Верхнеднепровским комбинатом.

Исследования проводились во ВНИИ крахмалопродухтов на специально созданной подуторошнековой экструэионной установке (рис. I), в лабораториях кафедры "Процессы и аппарате швцевыг производств", а также на кафедре "Технологическое оборудование предприятий пищевой промышленности" ИТИПП.

экстру^

Рис. I. Принципиальная схема лабораторной экструзионной установки:

I - станина; 2 - привод; 3 - бункер; 4 - шнеки; 5 - нагреватель:или охладитель; б - доза; 7 - термопара; 8 - корпус шнеков; 9 - комплект измерительных приборов К-505; 10 - щит управления; II - потенциометр.

Использованный для получения саго кукурузный крахмал был проанализирован по ГОСТ 7698-78 "Крахмал. Правило приемки и методы анализа".

Физико-механические свойства крахмального теста оценивали по пластической вязкости и скорости сдвига с помощью капиллярного вискозиметра для высоковязких пищевых масс.

Физико-химические свойства экструдатов были проанализированы по степени клейстериэации. Метод ее определения основан на измерении светопоглотительной способности йодных комплексов полисахаридов клейстеризованного в разных условиях крахмала, переходящих в раствор при смешивании образца с водой в заданных условиях. Исследование микроструктуры образцов было проведено методом сканирующей электронной микроскопии на электронном микроскопе марки ^М "640А ЗЕ01 (Япония) с системой увеличения до 50 ООО раз.

Технико-экономические показатели работы экструэнонной установка определяли по удельному расходу электроэнергии.

Качество крупы, подученной из крахмала, было оценено по следующим органолоптическим показателям: внешний вид изделия, цвет, состояние поверхности.

Саго после варки оценивалось по показателя*: внешний вид зерен, цвет, консистенция, зпус.

Для характеристики изменений, происходяцих с готовым продуктом при хранегаш, в различных условиях исследовали сорбцион-нке и термодинамические свойства крупу.

Планирование эксперимента л обработку данных проводили в соответствия с общепринятыми методеым (Ю.П.Грачев, 1979; В.П.Малшев, 1977).

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКШЕРИМЖГАЛЬННХ ИССЛЕДОВАНИИ

Глава 3. Влияние реологичасзих свойств крахмального теста на процесс его экструдирования.

Создание прогрессивных машин и разработка технологическое режимов для экструзионной обработки крахмала должно базироваться на изучении изменений его свойств под действием механических нагрузок, создаваемых рабочими органами машины.

Определяющее влияние на характеристики процесса и качество получаемого экструдата оказывают реологические свойства материалов, которые в свою очередь зависят от таких показателей качества сырья, как эго влажность и температура.

Крахмальное тесто является гетерогенной системой, представляющей собой дисперснуэ твердуа фазу - крахмал, в которой находится определенное количество свободной и связанной влаги.

в

В процессе экстру»* крахмальное тесто за счет превращения в тепло работа сих внутреннего трения и механических напряжений пёреходит из дисперсной твердой фазы в клейстернзованнув пластичную массу» Пластифицированный материал выдавливается из маии-ны через дросселирующее устройство, перед которым создается болывое давление.

Можно предположить, tro свойства продукта зависят от давления прессования, и, следовательно, от характера истечения материала через дросселирующее устройство. Поведение крахмального теста в зоне прессования можно смоделировать при помощи капиллярного вискозиметра для високовязких пищевых масс.

В ходе предварительных экспериментов установлено, что кривая течения крахмального теста может бить описана уравнением Бингама:

гс --и*(i)

где с0 - предельное напряжение сдвига; - пластическая вязкость; - скорость сдвига.

В результате исследований было установлено, что крахмально» тесто имеет предельное напряжение сдвига , ниже которого текучесть на проявляете*.

Анализ зависимости скорости течения ¿f крахмального теста от напряжения сдвига Я показывает, что материал проявляет свойства, аналогичные свойствам материалов, класафщирегеммх а реологии как аномальные (неньютоновскже) жидкости.

Проведены экспериментальные исследования аависавости реологических свойств крахмального теста от его влажности, температуры и применение выявленных зависимостей дхя расчета технологических процессов и рабочих органов маяин с цель» получения продуктов высокого качества.

Увеличение- температура крахмального теста приводит к снижению предельного напряжения сдвига и его вязкости (рис.2 табл.1). Так , при увеличении температуры с 50 до 60°С при скорости сдвига ^ =0,4 с--'- вязкость уменьшается на 64 кП.с.

№

Об

О

п > у ^^^^.

Л

"'20 . "21 .2А Ск10*%з. Рис.2. Зависимость скорости сдвига ) крахмального теста

от напряжения сдвига (£) при различных температурах сырья:

V/ -- массовая доля влага в крахмальном тосте 31$; I - температура 40°0; 2 - температура 50°С; 3 - тси-поратура СО0С.

Таблица 1

Зависимость предельного напряг.онкя сдвига от влаэтсстп крахмального теста

I

! 27

Предельное напшкенпо сдвига кПЛ

Предельное напряжение сдвига, кПа

Ироде ль н о е на п г. я г с и:: с ■ сдиига, ю!а

Влзгаоать % ! 31 ! 34 При температуре 40°С 16„8 15 г О

При температуре 50°С

16.2

1Три температуре 6С С 14,8 13

14,6

О г

14,4

13,2

12,0

С поп'п:оьион скорости едгсп'п платив температуры ослабевает.

Так при увеличении скорости сдвига ^ в 1 раза ( от 0,2 до 0,8 с-1) величина приращения вязкости снижается в 3,4 раза". Результаты исследований показывают, что повышение влажности крахмального теста приводит к снижению пластической вязкости ц предельного напряжения сдвига (табл.2 ).

Таблица 2

Зависимость пластической вязкости крахмального теста от скорости сдвига и влажности (температура 50°С)

Влажность о/ /-> -

31 ! 34 ! 37

Скорость сдвига с х [Вязкость ! кПа.с 1 ¡Скорость ¡сдвига т ! СГ1 ? Вязкость ! кПа.с ; ! Скорость ! ! сдвига ,.т ! ! с*"1 ! Вязкость кПа.с

0,1 0,3 0,4 0,6 п п и, 1 1700 617 481 346 308 0,09 0,27 0,33 0,55 0,64 1677 592 452 . 318 281 0,085 0,25 0,33 0,51 0,60 1594 570 444 302 263

По результатам анализа реологических характеристик крахмально го теста мы.приали к выводу о целесообразности применения экструдерз в качестве формирующей технологической машины для проведения опытов.Создана полутороснекозая лабораторная установка, сочетающая преимущества доно- и двухшекового акструдера. Введение в конструкцию экструдера второго тюка усилило эффект внешнего и внутреннего перемешивания в зоне напрессовывания, обеспечило равномерное заплтывание крахмальным тестом зоны загрузки и зоны випрессовиванля.Все сто позволили получить устойчивый процесс формования.'

Задачу расчета экструдера - определенно дыьлогня и раехгч*;-можно решить .методом совмещенных хвректераоткк, "' топ;.!"; предполагает совместное раскотроние характеристик !:зг;ю?^1)г,огс л

формующего (матрицы) органов экструдера.

Расходно-напорные характеристики, т.е. зависимости вида З-СМдр) шнекового нагнетателя, можно построить на основании экспериментальных исследований методом совмещенных характеристик

15 Р*101Н/нх

Рис.3.Совмещенные характеристики нагнетающего (шнеки) и

формующего (дюзы) органов экструдера при температуре крахмального теста 60°С и влажности 35%: Ф - фторопласт; П - полиэтилен; С - сталь 45;

Пу П2,П5 П^П;- частота вращения шнеков экструдера,

о"1.

Место пресечения зарактеристик - рабочая точка-позволяет определить производительность и давление прессования.В результате выполненных исследований установлено, что с увеличением частоты вращения шнеков повышается производительность экструдера, с уменьшением площади поперечного сечения дюзы растет противодавление и снижается производительность экструдера.Наиболее подходящим материалом для формующего устройства при формовании крахмального теста является фторопласт.

Глава, 4. Доследование влияния пе£емешшх_пар£мет£ов процесса экст£уи1онной о.б_работки крахмально_го_теста_на. стггуктщрх и _ свойства _кт)упы_са.го.

На основании экспериментальных и анализа литературных

данных установлено, что на ход пропесса экструзии существенно влияют технологические факторы - содержание влаги в сырье, температура обработки и частота вращения шнека экструдера.

Для всестороннего исследования процесса экструдирования крахмального теста было изучено влияние основных параметров обработки на физико-химические свойства саго, что позволило оценить значимость действия этих факторов при формировании структуру своИств левых продуктов.

Для определения оптимальных параметров экструдирования крахмального теста был составлен план для четирсхфазного эксперимента, где выбранные параметры обработки имеют следующее патерьали варьирования (табл.3).

Урешш были выбрани с учетом физико-химических свойств сырья и особенности экструдеров.

В качестве критериев процесса использовали технологический показатель - степень клеЦоторизэшш саго ( Ук ) и технико-экономический показатель работы окетрудара - удельный расход электроэнергии (Уэ).

Таблипа 3

Уровни узученпя факторов

Факторы

¡Рдпннпы'.Обозна-! Уровни ! Центр ! изморе-!че:;ие ! нкаиид !верх>:::!зкопет ! пия !йакто- ! ! * !г.''д:т;Г

! Грев ! ! !

!Паг

!пкн !

Массовая.доля влаги я сырье

Температупа обработки

Частота вращения ¡дисков

Хт

м-1

45

60 80

зп

.,17

Площадь отверо- м:-.'*"

ТИЯ дюзы

реализация плана эксперимент

пос;

г п

■ А. .

обработка позволила получить следующие обобщенные уравнения, адекватно описывающие проыесо получения саго экструзиошшм способом:

Ук - (-419,^13,31 -0,09I1 Ш147д.0-4Х3 V/ + 0,С6и/г)

""" ~ ~ ~ ~67,3 " " ----------

уэ- _(1^.39-д,37^ ¿0^00025^ 2 х 1.-0,117+103^7^) х

х-„(-^4-0,43 ¿Л2-!-- (3)

В результате перебора вариантов на ЭВМ "Искра-1256" получены оптимальные значения факторов в исследованном интервале варьирования - злаяность крахмального теста 30$, температура обработки 65°С, частота вращения шнека 1,17 с площадь сечешш отверстия ддзы 3,0 мм '.При этом степень клейстеризапии саго высокого качества имело численное значение - 00-65$,

Д?;я упрощения выбора рабочих параметров экструзнойной обра- . Сотки применен графс-аналптическпй метод расчета',

П = ехрГ----- -----к- - ----72~ ________2,г

Г1 4,7x10 (-419,2+13,26 £ -0,089 £.) (147-4,3+0,06^

где К - отоппиь клейстеризашш.

¡Тока о.з толп оптимального режима работы экструдера находятся ;.""ДУ дчумя кп'!д.'ми линиям!! в заштрлховатгой области рис.4, тзкиго расчета позволяет определить параметра : ^.•"г.-рудорз с тробуемоД степенью клейстеризапии.

ф

<А

1,°

65 70 Ь°,С

Рис.4.Графоаналитический метод определения значений влияющих факторов, обеспечивающих степень клейстеризашш (К) 60-65^ '

Глава. 5. _Ис с л едо ва ние ^¿ико-химических совйств саго^__

по^ченных_экстр2.зионным_способом._

Экструзионная обработка - один из наиболее распространенных методов перевода натурального сырья в новую, более приемлемую для питания, форму.При проведении этой обработки особенно значительны те изменения, которым подвергаются крахмальные зерна.Так, при контакте с водой зерна крахмала поглощают значительное количество влаги, увеличивая собой объем.При нагревании системы крахмал - вода в результате повышения подвижности отдельных частей полисахаридных пелей и взаимодействия гидроксиль-ных групп глюкозных отстатков с водой усиливается гидротаиия крахмала и продолнается увеличение набухания зерен, а при дальнейшем повышении температуры происходит клейстерпзаиия к частичное разруае-

ние зерен.Крахмалы, подвергнутые влаготермической обработке, существенно изменяют свою структуру и свойства.Прочность гранул саго можно характеризовать структурно-механическими свойствами, которые определяют степень сохранности гранул крупы при транспортировке и расфасовке.Поэтому возникла неоюходимость определения условий рационального режима обработки крахмального теста, обеспечивающих необходимую прочность гранул.Нами был исследован проиесс разрушения полученных в разных условиях образцов гранул саго при сжатии ( рис.5).

. Анализ экспериментальных данных показал, что наибольшую прочность имеют гранулы саго, полученные при температуре обработки 65°С и исходной влажности 30/6.Сказалось, что они более чем в 3 раза прочнее гранул полученных- традиционным способом/

Для того, чтобы понять сущность механизма воздействия экстру-зкопной обработки на структуру гранул саго, была изучена его микроструктура.

Для сравнения на рис.6 приведены микрофотографии крупы саго, полученной традиционным и экструзнойным способом.

Анализ результатов микроскопических исследований показал, что образцы саго, полученные при экструзионной обработке в разных рекимзх имеют различную структуру и значительно отличаются от традиционного саго.Микроскопические исследования подтверждают ранее сделанные выводы о влиянии массовой доли влага в сырье, температуры, частоты праи:енил шнека на структуру саго.

''еследоязння физико-химических свойств саго показали, что в результате экструзиенной обработки крох-мальных зерен происходи? изменение их стэуктурн и свойств.

)НН

О, {5

О, {О

005

/

л // / /■—--

Р. ¿л \/ ж /

/

5 10 20 р н

Рис.5. Зависимость деформации ( 5 ) от усилия разрушения (?)

при различных условиях обработки:

1 - саго традиционное

2 - саго экструзионное (£ = 60°С8 \л/ = 30% )

3 - - " - ( ± = 65°С, V/ = 30,1 )

4 - - " - . ( £ = 65°С, . V*/ = 35$ )

5 - - " - . ( £ 65°СГ . IV = 40% )

Эти структурные изменения, можно иояагать, оказывают влияние на способность экструдатов сорбировать влагу из окружающей среды, а также на прочность гранул.Изучение динамики сорбииошшх процессов позволяет определить требования к условиям хранения саго и показатель "массовая доля влаш для со го".

Анализ экспериментальных исследований показал, ч?с- кг а го-торкпчсская обработка снижает гидрофкльность продукта (рпс.7).

л

:J

m

.G

m

лш^штш

Рис.6. Микрофотографии саго, полеченного традиционным и экструзионным способом:

1 - саго традиционное ( X 800 )

2 - саго экструзионное ( X 800 ).

4% 80

70 60 50 АО 30 20

10

1 1

■ 1 г

Рис.7. Изотермы сорбшш:

1 - крахмал кукурузный;

2 - саго традиционное ;

3 - саго экструзионное.

6 12 /<3 У/%

При относительной вл;п.иисти воздуха в складских нспещс.и.ях пирдцка 7и-75/^ равновесная влажность саго, полученного экстру-./.:ииным способом, достигает 13$, что следует учитывать при составлении стандартов на новый вид саго.

Полученное математическое описание процесса сорбции ( 4,5), позволяет расчитывать энергию связи влаги с материалом и уделыуы изотермическую массоемкость.

Для интервалов изменения относительной пчахлости воздуха:

65 < Ч" < & 5

ХУп-

р" [а + в ^ с • у2]

(4) . (5)

Глазь, С. Опенка качества сагд иг ч-.^ч.-го экзтпузионпш.! ¡£етодог<. Провгурца_в_зявпдск!тх^сл£31кх и ^ ^ктачеокяя^еалиирп:^ тте^'лт титов п;;бпты.

На основании исследований предложена новая технологическая схема получения саго экструзионным способом ( рис.8 ), на которую выдано авторское свидетельство на изобретение № 1537674 от 23.01.90г.

Новому виду продукта присвоено товарное наименование - саго экструзионное.Производственные испытания технологических режимов получения саго энструзионным способом были проведены на Бучанском крахмальном заводе и Дучковском декстрино-саговом заводе.

Результаты производственных испытаний подтвердили данные лабораторных исследований.

Осуществлений внедрение новой технологии экструзионного саго на этих заводах.Фактический экономический эффект от внедрения технологического процесса производства саго зкструзиошшм методом на Бучанском крахмальном заводе составил 44254 руб. в год.

Разработан новый тип экструдера ( полуторошнековый ), позволяющий существенно расширить возможности класса одношнековых машп для переработки трудно сыпучи:: материалов..

Рис.8 Аппаратурно-технологическая схема саго:

I - бункер; 2 - сетка; 3 - дозатор; 4 - тестомеситель; 5 - пресс; 6 - матрица; 7 - транспортер; 8, 10 - нория; 9 - сушилка; II - бурат.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕК01ЙЗДАЩИ

Проведенными исследованиями в лабораторных и в производственна условиях, установлено, что с помощью экструзионной обработки ¡рахмала возможно получение крупы саго.

1. Методом 'капиллярной вискозиметрии изучены реологические ¡войства крахмального теста. Установлено, что крахмальное тесто

ю своим свойствам может быть отнесено к вязко-пластичному упругому телу, о реологическая модель течения при экструдировании может 5ыть охарактеризована уравнением Бингама.

2. Выявлены зависимости реологических свойств крахмального геста от влажности и температуры экструдирования, позволяющие регулировать протекание процесса формования гранул крупы саго в соответствии с требованиями, предъявляемыми к качеству получаемого при этом продукта.

3. В результате исследования расходно-напорных характеристик уташовлоно, что наиболее подходящим формующим инструментом для , формования крахмального тоста являются матрицы изготовленные из фторопласта.

4. Проведенные исследования показали, что основными влияющими ;авторами при экструзионной обработке крахмального теста являются: температура крахмального теста;- его исходная влажность; частота вращения шнека; площадь поперечного сечения формующего инструмента. В результате обработки экспериментальных данных получено математическое описание процесса экструзионной обработки крахмального теста, что позволяет получить саго с определенной степенью клойстеризации крахм.глл и минимальным удельным расходом электроэнергии.

Обоснованы ллраштры продесоа получения оаго из крахмала со степенью клейстеризации 60-65$ ; массовая доля влаги в сырье - 30$;

температура обработки - 65° С; частота вращения шнека - 1,17 с"* ;

р

площадь сечения - 3 мм'.

5. Для упрощения выбора рабочих параметров эксзрузпонноЛ обработки разработан графоаналитический метод расчата продосса.

6. В результате исследования структурно-механических свойств саго установлено, что наибольшую прочность имеют гранулы полученные при температуро обработки 65° С и исходной платности крахмала 30$ , что более чем в 4 раза вше, чем прочность гранул саго, полученных традиционным способом.

7. Получены экспериментальные формулы для описания процесса сорбции саго традиционного и экструзионного. Анализ экспоршэнтаяь-aux: исслодований показа;:,- что влаготермическая обработка снижает гЕдрошильность продукта. При относительной влшлюсти воздуха в складских помещениях порядка 65-75$ равновесная влажность cavo, полученного экструзионнш способом, достегает 13$, что учтэао при составлении стандарта на новый вид саго.

8. Исслодовапо изменение структуры крахмала после эесхп/зеоп-пой обработки с использованием сканирующей элоктрониой 1.:л1;роскошп:„ На основании результатов исслодований свойств саго сделали предположения о характера происходящих ipn обработке процессов,

9. Результаты исследований использованы для разработк;: аппара-турно-технологической схемы получения саго методой экструзия. Зтг. схема прошла производственную проверку и внедрена на Бучакско;: крахмальном и Лучковском декстрино-саговом заводи.

Проведена дегустации саго, выработанного по новой технологии Получена высшая положительная оценка Центральной дехустационцоК комиссии пшцеконцентратной-промышленности Госагропрома СССР. Саго рекомендовано к широкому внедрению.

Предприятия крахмало-паточной промышленности по разработанной технологии вырабатывают ежегодно около 2000 тонн экструзионного саго, качество которого полностью соответствует требованиям технических условий.

Ю. Фактический экономический эффект'от производства 1300 т саго составляет' около-44254 тыс .-руб. в год. '- " '

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бабенко В.Е., Вешкин А.И., Новосадов B.C. и др. Износ в машинах экструзиоиного типа. - В сб.:Тезисы докладов Республиканской научно-технической конференции "Интенсификация технологий и совершенствование оборудовать перерабатывающях отраслей АПК".Киев, 1989, 0.262.

2. Болганбаев Т.А., Боткин Л.П., Курочка П.Н., Егоров A.II. ifc'Vür"этическое моделирование процесса продавливания материала

;Тлпьеру матрицы экструдера. - В сб.:Тезисы докладов Всесоюзной конференции "Повышение эффективности средств обработки информации на базе математического и машинного моделирования". Томбов, 1989, с.224 - 225.

3. Вешкин А.И., Гушман А.И., Карпов В.Г. Совершенствование технологии крупы на основе крахмала. В сб.: Тезисы докладов

III Всесоюзной научно-технической конференции,"Разработк про-пиооов получения комбинированных продуктов питания".Москва,

198Я, с.424.

•5. Всшкнн А.Л., F^ava-i А.П., Карпов В.Г. Влияние реологических ев;йлти кгзглз-а на процесс экструзировання. - В сб.: Теплей диклидов Всесоюзной научно-технической конференции "Электрофизические методы обработку пищевых продуктов и сельскохозяйственного сырья", Москва, 1989, с.79

5. Becutiai А.И., душман А.И., Карпов В.Г. Параметры экструзии KpjxMjла и структура саго.Пищевая промышленность.Москва, 1989, .-II, с.35-37.

Ларпоз В.Г., Zyvmn 'А. И., Коптелова Е.К., Бакулпна Л.Ф., Вейся А.И. и др. A.c. >3 1537П74. Б.и. - 1990 - В 3.

JI-35Ü39 от 19.04.90г. объеы 1,5 п.л. Зак.550 Тир.100 Ироектнииспецхимиаш