автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.12, диссертация на тему:Непрерывный процесс формирования и выпечки тонкого армянского лаваша в вертикальной печи с инфракрасным энергоподводом

, ü V

£- il V • i '

rOC/Ä'a'JBEIßiblii ШШТЕТ Fi HO ШИУ ОШЗОгШШ

aocumom орлш зру^шою шсяюго otwm хосудшнвйнная швеи шздюшг шошша

lia л^агат доимкэа

КИР&КООЯН ВалэраЛ Ра^элшшч

Ш: 6С4, S53:6Sl»-36ß.l2(()ijÖ.6}

МЕШШМ ОКЩУ;С ООШШАНШ И ШИШК ТОЖСШ jMMW:i№> ЛАШЖА В ВЕГШШЫ'ОЙ ШЯИ С 1ВЙРАК?А(ШШ ЗШЖШЮда

Сязцаллшмаь 05,18.12 - Процесса, ж-л^га и агрзгагя

!;щарйй npabvi'j ^¡sca-itt

А В Т OPS 'у Е ? А У

дассералцьа на сотокязга учэноЗ ег-покц кандадма гвагпзг-зсгах яауг.

Габэд® наполнена кд клфзд,,« физика Московской ордена '.Г^удихюго Красного Зиадгсш Государственной Ажадэшя nm&wx '¡¡шввгдотз.

МзучтшЗ руководате.гь: доктор технических наук, профессор С.Г.ИлЬЯСОВ

Офадаляьшю спя оконта: доктор техннчеаккж наук, щюфесоор B.H.^AJiJKICaB кавдидат топшчоск'-а: наук, стараай гаучшй сотрудник В.Д.СКШ>ЧЛК

Ведущая оргшшзадая: НПО Хлебопекарной прсмналешюотл Российской Федаращш

Саэдта дассорташш состоятся " *f£n IS93 г. •

lia зйседанац зпедпалазЕровашгаго Совета К 063.51.07 Московской ордена 'Годового Красного Знамени Государственной Акадампи шаце-Ы'Х производств по адрзсу: Ыооква» 125080, Волоколамска иоссе, II

О диооартацйай мсшю ознакомиться г. библиотеке Академии.

Oïsebh аа автореферат » двух экземплярах, заваронккэ печатав ■ учревденвя, просьба направлять по указанному адресу.

Автореферат разослан " /УР^/^Л IS93 г.

Ученый секретарь специализированного Совета кзыцэдаг технически наук, дсцонг

И.М.САБИНА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность трэд. Тонкий армянский лаваш является одним из наиболее популярных древнапих видоз надионалышх хлебобулочных изделий дллтолыюго хранения. В настоящее время сарос на тошай армянский лакай удовлетворяется на 40-50 Существующее оборудование ш дозволяет получать лазай по качеству, удовлстпоряюцай требованиям РОТ. Поэтс?лу зтчительноо количество тонкого арулкско-^ го лавата выпекается в кустаршгх печах-тсвдкрах в' дохах торнях, где практачаскд отсутствует механизация труда; Ручной труд в тор-' цях очэнь трудоемок а малоэффективен я качзство вшочошюго лаваша ^олпиотд зависит от' мастерства пекаря. Создание новшс технологий й -технш'д для производства тош:ого армянского лазала на основе кокпяокснюс твррогачооках а энааорймвнтальннх аослодованаЗ является актуальной задачей.

Работа связана с выполнением программы "Продовольствие" я заданал по госбютжетной хеке "Исследованло переноса энергия электромагнитного излучения д тэпломассопарекоса, повышение эф$октнв-носга чвахотзтологлчоыах процессов гагрогоркаческой обработка пшдевше предметов (тесто, зерно, фрукты)" координационного плата Академии Наук Российской Федерации 1585-1990 гг.

Цель работы: установление закономерностей а совершенствова-юш непрерывного процесса формования и выпечки тонкого армянского лаваша в вертикальной печи с инфракрасным энергоподводом, обоснование рациональных рокяшв втзтеа лаваша а выдача практических рекомендаций по их реализации а по создания Ий-установкз.

' , * Нлгягал котзна. Опредоленн теплсфазяадскао , теркорадаацкок-нно и-оптические характеристики тестовой заготовки я готового тонкого армянского лаваша. Выявлен раыяопзлышй резэл ^работа. Ий-гешратбреш в процоссо втечет лов2иа< /стаиовяони затожкярчосга

переноса энергии ИК-азлучашш в слое лаваша. Получено аналитичес- _ ков описание нестационарных полей температуры в слое лаваша при ШС-облучении на основе решения уравнения теплопроводности с внутренними источниками тепла при граничит: условиях второго рода. Разработана а реализовав программа планирования полного двухуровневого четырехфакторного эксперимента непрерывного процесса формования а выпечка тонкого армянского лаваша и получены уравнения регрессии для списания процесса дврсстадайной выпечки лаваша с учетом стадии подогрева тестовой заготовки в процессе формования • при двухстороннем ЙК-энергоподводе. Определены поля облучения на поверхности лаваша в непрерывном процессе формования и выпечки. Экспериментально установлены закономерности теплоыассопереноса в процессе выпечки лаваша при двухстороннем 'ЛК-энергоподводе. Разработан способ производства тонкого армянского лаваша, на который получено авторское свидетельство № 1711765.

Практическая значимость рабдуд. Установлены рациональные режимы непрерывного процесса формования и выпечка лаваша при двухстороннем ИК-энергоподводе и даны практические рекомендации по их реализации. Предложен способ производства тонкого армянского лаваша. Разработаны методики инженерного расчета установки о двухсторонним >И&-энергоподводом и -расчета поле!: облучения на поверхности выпекаемого лаваша. Разработана и создана экспериментальная ИК-установка для непрерывного формования и вилочки тонкого армянского лаваша, испытанная на Опытном хлебозаводе Научно-производственного объединения Хлобопзкарной промышленности Российской Федерации в города Москва, на которую получено авторское свидетельство №1750564.

долоаены на Восьмой Конферо1щпи молодо ученых и специалистов, посвященной 60-летию.образования .МТШП "Совершенствование оборудо-

Основные результаты диссертационной работы

вания пищевых производств" (Москва,1591 г.).

Пубжцсашщ. По теме диссертационной работы опубликовано 6 статой, .получало два авторских свидетельства.

Структура а, объем лзссот)тации. Диссертация состоит из введения, иссти глав, выводов, списка'литературы и приложений. Работа изложена на 239 страницах машинописного текста, содержи 37 рисунков, 16 таблиц. Список литературы включает 194 нашн-эвания. Прц-лонения к диссертации представлены на 32 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во вводонзш обоснована актуальность теш диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, показана научная новизна я практическая цошюсть полученных результатов.

В первой главе приведен анализ современного состояния способов формования и внпочки национальных сортов хлебобулочных изделий, рассмотрены конструкция формущюс устройств- для тонкослойных изделий из теста и печей для выпечки национальных сортов хлеба. Сделан выбор наиболее оптимального способа формования а калибровки окончательного разкора тестовой заготовки лаваша. Показано, что в настоящее врогщ все более широкое применение в хлебопекарной промышленности находит метод вшечка с использованием инфракрасного излучения. Показано, что метод ИХ-внпе'чка хлеба «позволяет значительно интенсифицировать процесс, повысить качество готового продукта а снизить энергозатраты на выпечку. Вместе с тем, для эффективного использования ПК-излучения при выпечке хлеба необходимо всестороннее исследование теплофазаческих, терморадиационпых а оптических характеристик теста а готового прогрета, а также комплексное изучение процесса выпечка хлеба.

В соответствие с поставленной целью в работе решались слодуто-

3

щие задачи: ' выбор оптимального способа калибровки тестовой заготовка перед выпечкой; определение теплофазических,, терыорадиационных н оптических характеристик тестовой заготовки а готового лаваша; исследование закономерностей лороноса энергии ПК-излучения и тен-ломассолереноса в слое гонкого армянского лаваша; выбор рационального режима работы ИК-излучатвля типа КГТ и оценка эффективности его работы в процессе выпечки лаваша; получение аналитического описания процесса нагрева тестовой заготовки тонкого армянского лаваша при двухстороннем ¡ЕС-энергоподводе; изучение процесса выпечки и определение рациональных режимов формования и выпечки тонкого армянского лаваша при двухстороннем ИК-анергонодводе; расчет полей энергетического облучения на поверхности выпекаемого тонкого армянского лаваша; выдача практических рекомендаций по реализации способа выпечка тонкого армянского лаваша при двухстороннем ИК-онергонодводе ; изготовление лабораторной ИК-нечи и экспериментальной ИК-установки для. непрерывного формования и выпечки тонкого армянского лаваша.

Во второй главе приведены описания методик и техники экспериментальных исследований процесса выпечки тонкого армянского лаваша, методика приготовления теста по заданной рецептуре, методика определения теплофизических, терморадиавдонних и оптических характеристик теста и выпеченного лаваша» методика измерения температуры и влажности в процессе Ж-выпечки, методика обработки результатов экспериментов..Приведено описание лабораторной экспериментальной ИК-печи дня выпечки тонкого армянского лаваша.

Приготовление теста проведено безовдрнш способом, по рецептуре РСТ 1365-83 для тонкого армянского лаваша. Дет определения тгиоразнчзскях, терморздиациошш: и оптических характеристик тео-та и вылеченного лаваша ripai,¡сызпл разработайте в ЫГАППз методы с;г.115ьясова, 'В.В.Краснова, З.П.Турэва, В.Д,Скверчака и А.С.Найа~

4

на.

Экспериментальные наследования кинетики процесса выпачки гонкого армянского лаваша проведена в лабораторной печи с двухсторонним Ж-энергоподводом.

Измерение тешоратуры в различных течках слоя тоота"лаваша осуществлено с помощью изготовлениях специально хромель-копелевых термопар, провода которых закладывались в слой теста развернуто со спазм по середине и затем слой теста раскатывался до требуемой толщины. Вла;шость теста и распределение влажности по тащило слоя теста лаваша в процессе ЯК-выпечки определены по общепринятой методике с послойным отбором проб через каждое 5 с в параллельных опытах. Регистрация убыли влаги выпекаемых тестовых заготовок в процосоо .¡К-вгаючки осуществлена с помощью весов марки "ВЖТ-50Ш", Анализ качества готового лаваша проведен на основе органолеп-тических и физико-химических показателей по методика РСГ 1365-83,-Для повышения эффективности научных исследований при обработке результатов экспериментов били применены вероятностно-статиста-ческие методы исследования процесса выпечка лаваша, опубликованные в работах 10.11. Грачева,

В третьей гдаве приведены результаты экспериментальных исследований тепломизических и спектральных терморадиациошшх характеристик, а так же результаты расчетов спектральных а интегральных-оптических и интегральных терлорадиациошых характеристик теста ц выпеченного лаваша.

Основные значения коэффициентов температуропроводности & , теплопроводности Д ' и ю.»ллекса Ср теста лаваш с 40 $ в диапазона температур 15-85 °С приведены в таблица I.

Экспериментально определено, что с увеличением температуры наблюдается уменьшение коэффициента температуропроводности. Изменение коэффициента теплопроводности и комплекса ср определяется

5

fleure олсяной завнс;шостьи ох температуры.

Таблица I

Температура я до 7. м2/с Л* ВтДм.К) С fi ДО-6, Дд/(м3.К)

теста,°С W V* W V* w W*

15 3,658 3,624 1,025 1,065 2,802 2,939

25 2,855 2,820 0,761 0.7S8 2,665 2,827

40 2,633 2,593 0,667 0,725 2,533 2,902

60 2,189 2,160 0,747 0,782 3,413 3,620

85 1,842 1,735 0,751 0,850 4,131 4,312

ъ По данным Ю.Р.Каракосяна (тосто лаваша с W*= 42 %)

В результата обработки экспериментальных данных на ЭВМ «входом наименьших квадратов получены эмпирические уравнения в диапазона температур 15-85 °С; '

q = (Ai-Btt + CH2)''- iO'1, м2/с Ш

Х*=(А1+ВгЬ-Сг*>г)Ч,&тНм-Ю «>

с? =. (Аз - Bj Сз tг) • Д*//м3- К) О)

В работе приведены значения коэффициентов, входящих в (I), (2) и (3) для'диапазона температур 15-85 °С.

Экспериментально определены спектральные терморадиационные характеристики (TPI) - отражательная Ra и нропускательнал Тд способности и ка ид основе расчатана поглощательная способность Ад -слоя лаваша толщиной h (ым) в диапазоне длин волн С,4-5,О мкм. Определены сиоктральные коэффициенты эффективного ослабления La » эффективного полус£<зричоского поглощения и рассеяния "назад" Sa > характеризующие оптические свойства лаваша, lia основе спектральных данных расчаташ интегральные значения /? , Т а оптические характеристики Ь , К , S лаваша методом штег-

6

рярования по спектру падающего на лаваш потока ШС-азлучшгад (табл. 2).

Таблица 2

W, h . L дот1 K.I073 S.IÜV3

Материал % мм т я«« м-1 и-1 м-1

Тесто лаваша 40 2,0 0,042 0,501 1,406 0,467 1,608

Выпеченшй

лавап 29 3,0 0,063 0,584 0,937 0,259 1,452

Половина слоя

ВЦПОЧ31ШОГО

лаваоа 28 1.5 0,085 0,576 1,466 0,394 2,020

Сдобное пшенич -

ное тестой 42,5 5,0 0,005 0,440 0,449 0,175 0,401

Макаронное

тесто®5 31,2 1.3 0,163 0,283 1,310 0,732 о,аш

Выпеченный

левапР® 28 3,0 0,144 0,355 0,601 0,316 0,413

х По данный М.Б.Камаловой; ш С.Г.Шсьясова, В.В.Краснякова; г®« Ю.Р.Каракосяна

Установлено, что ввдачиш спектральных пропускагельной а отрл-* гателыгай способностей емвет ваабояыща значения в диапазоне ддап ваш 0,6-1,4 мкм. Установлено, что тесто а готовый лаваш сильно рассеивает падая-дее излучение а очень слабо поглощают ого в области длин волн от 0,6_до 1,1 ним. Резкое увеличение оптических коэффициентов Lx а Ка а спаяешю наблюдается в диапазона длйн волн 1,2-5,0 шм, Па рас,- 1,2 приведены спектральные TPI а оптдчос-кпз характеристика теста а готового лаваша. Установлено, чго интегральные тврморадаацяошша и оптические характеристики дчва^за ахи-

кявтся в процессе выпечка в зависимости от влэткоста я втрутгтури

?

СЛОЙ,

В четвертой главо приведены расчеты переноса энергии спектрального и интегрального ИК-излучашш в лаваше на различных стадиях выпечки, тешкшореноса в слоо теста лаваша при двухстороннем ИК-облучении и методика выбора рационального типа ЙК-излучатоля и оценки эффективности его работы в процессе вилочка лаваша. По методике С.Г.Ильясова и В.В.Красникова вавдоца функция Ь/Ы) распределения внутренних источников тепла, обусловленных поглощением в слое тоста ИК-излучония. В работе приведена методика расчета диффузионных монохроматических плотностей потоков Ед<Л и Ед2.П , надавдах на обе поверхности лаваша в процессе выпочки. В работе приведены результата расчетов поля интегрального Ж-излучеиия в слое теста лаваш при двухстороннем обл} тении ИК-гонераторами типа КГТ-220-100 с температурой спирали 2400 К, 2600 К и 2800 К. Установлено, что слой теста лаваш на глубине 2 ш лучшо прогревается при температуре спирала Ш-генераюра равной 2600 К. Это можно объяснить изменением спектрального состава Ж-излучешя с изменением температуры спирала ИК-генврахора.

При расчете переноса анергии спектрального а интегрального ИС-излучения в лаваша использованы экспериментально полученные териорадаациошше и оптические характеристики, а также данные по диффузным монохроматическим плотностям потоков ЕдШ и Ед£П расчитываемых с учетом спектральной азлучательной способности Н&-азлу-чателя. На рас, 3 приведены интегральные значения объемной плотности поглощенной энергии от глубшш слоя X ш стадии прогрева при формования и двух стадий выдечка лавша, расчцтанныэ методом усреднения *и/д по спектру Ш-азлучателя о температурой спирала 2600 К.

Выбор рационального топа ИК-излучателя и рокпмов его работы проводили согласно методике, разработанной' на кафедрах "Физика" и

8

"Процессы а аппараты пщзвых: производств", учитывающей эффективность работы ИК-излучатоля при различно- тшяюратуре накала спирала, требования технологического процесса К1П, селективность оптических свойств лаваша1ц эмассионшо характеристики излучателей С?р . С этой целью использован показатель Ра, прадаоасанный Ю.М.Плаясиныьи

Рц = #<> 'КгП (4)

Результаты расчетов показателя Ри для ИК-пзлучателя типа КГТ * приведены в таблице 3.

Таблица 3

Т, К 2000 2200 2400 2600 • 2800 3373

Ктп 0,050 0,05В - 0,065 0,073 0,031 0,090

о.ез 0,75 0,78 0,82 0,84 0,87

а? 19,22 18,50 18,07 17,64 17,12 16,43

ри 0,634 0,803 0,92В 1,056 1,165 1,286

11а основе показателя Ра с учетом оптимальных эмиссионных характеристик , наибольших значзнай Л и ресурса работа .' выбран излучатель типа КГГ-220-10СЮ с температурой спирала 2600 К при напряжения 220 В.

Для расчета нестационарных палей тешературн а лаваше в процессе выпэчкц получено аналитическое описание процесса топлоперзноса, учитывающее внутренние источники тепла. Дет этого лаваш рассматривался как неограниченная пластина голищной . Расчет полой гошературы на угасим 4 проводили на основшпщ полученного Л.В,Лыковым частного решения дифференциального уравнения теплопорз-носа в критериальной фор;.:э с учетом действующ&х внутренних нсточ-нпков теша, обусловлзшшх аогдсиаепаэы энергии ИК-пзлучония в' слоэ лзвггаа, при краевых условиях второго рода. В случае выпечки давала

9

с использованием двухстороннего ИК-знзргододвода наиболее преемле- , мой функцией зависимости мощности внутреннего источника тепла от координаты X является экспоненциальная функция ic-UcMpf-tlX) • Дня критерия Померанцева Р0(Х,Р0) получено следующее выражение, . учитывающее найде&ле тештафизическиа, тормораднационша и оптические характеристики:

Pott fo)*Poc{exp(- <Гл)+ Кн-ехр [- G {2-* )] (5)

2

' где ^Î ^Г^достоянная часть ¡фетерия Померанцева;

i rt л-te gaL'Hi - безразмерная величина коэффициента эффективного

ослабления Ь См""1);

и t/ï?

Нн~ -с - коэффициент сишогричноста облучения;

CiH о

• % и еп2 ~ плотности падающего потока на слой лаваша, kBt/mÎ

На основе реализованного на ЭШ решения А.В. Лыкова - С.А,1Аи-хайлова уравнения теплопроводности в критериальной форма при гра-.. ничных условиях второго рода показана удовлетворительная сходимость результатов измерений а расчета распределения температуры по слою (рис. 4). Это свидетельствует об адекватности выбранной штеиати-ческой модели ИК-нагрева в процессе выпечка.

В гштой главе приведены результаты исследований процесса выпечка тонкого армянского лаваша на экспериментальной установке о двухстороннем инфракрасным энергоподводом о применением шширова-■, шя полною двухуровневого чэтырехфакторного эксперимента ШЭ : дроцасоа выпечкд с целью определения на ого основе рациональных режимов формования и вщечка лавава, Приведены и проанализированы , результаты аксперзшЕтальныг исследований канатики прогрева, мао-ссаореиоса и убыла влага в процесса выпечка лаваша.

Исследование процесса вылечи: лаваша при двухстороннем ЙК-»шргоподвода доказала, ото из всех многочисленных факторов, влая-'.;_;даа lia процесс вшэчкн наиболее значимыми являются: плотность по-

тока ИК-излучашщ парад посладной парой формующих валков Е^; плотность потока ИК-юлученая на первой стадии выпечка Е2; плотность потока ИК-излучания на второй стадаа выпечки Е3; ширина зазора мавду валками. последней парц формующих валков м . В качества показателя выхода процесса вшечки лаваша принят показатель Р'

О____<Р

is)

л* <3 . и*. IMq-U'K . где U,K + 1 ' h

u JlK~il

о

о

О -'затрата энергии на выпечку единицу массн готового изделия, кВт,ч/кг; П) - масса готового изделия, кг;

Ьо и h/i - начальная а конечная толщина лаваша, ш;

It» u Lilt ~ начальное и конечное влагосодорганае, кг/кг; Т*- время выпечка, о.

. Но результатам провода шасс но плану экспериментов о последу»-' щей статистической обработкой на 32У получено следующее уравкеказ peipeocaa:

Р 4,74* 1СГ2 + 7,69'1{Г3Х1 + I,43'IG~2X2 +• I.IS.IO-2^ + + б.БВ.КГ3^ + г.ЗЗ-КГ3!^ . I.^O-IO-^XjXg + ' . ".

+ б^ьпг4!-^ + + з.гг.лсг3^ - (?)

.- I,4S'I0-4ZjX4 - 1,36.ICT4!^^ - I.SS.IO"^^ -- 7,36'I0~4IIX3}:4 - 5,59.Ю-1^^ + 2,95.10-^1^^

Для определения оптимальной области проведения процесса вшечки лаваш использована оптимизация no схеиа Бокса-Галеона. В . результате получеш линзарызованнив уравнения, опясываищиа повер» хность отклика на каздом этапе восхазданая в околоопиэлальнуп. область. В полученной онолоопидоаяьной области процесса било проведано исследование по новому плану ПФЭ 2'1 а дояучэно с нопсцьи ЭШ • уравнение рогросиий:

Р в 2,20'Ю"1 - 4,88«Ю"3^ + 2,54.10~2^ + 1,57.Ю-2% -

- 1,43-1СГ224 - 7,82-10-^32 + 7,66.1СГ4Х1%

- 1,70-10^1^ +'3,15.ДГ3£>^ + г.ОТ'Ю-3^ + ' (8)

+ ХДв-Ю-3!^^ - Х.^.Ю-3!/^

Вследствие того, что при математической обработке получениях результатов экспериментов по второму плану выявлена необходимость учета квадратичных эфрктов взаимодействия факторов, был применен унаформ-рототабельный план второго порядка. В результате его реализации с помощь» ЭШ было получено уравнение регрессии второго порядка, опискпаюцеа околооптимальную область процесса выпечки лаваиа:

р « 2,73.1с-1 - г.гз.ю-3^ + 4,12.1£Г3х3 + г.сб.кг3;^ -

- 9,98'Ю-4^ - 1,97-1СГ3;^ - 4,11.10-^11 Л.ОЗ.Ю-3^ - .(9)

- 6,51.10^4

С целью выявления рациональных роптав процесса формования и быдэчки лавада найден экотроици полученной функции (9) из решения, следующей системы:

[-2.22.I0-3 - 1,97'1СГ3Х1 » О

I 4,12-Ю-3 ~ 4,11'1СГ3Х2 =» 0 (10)

2.06.10-3 - Х.ОЗ.Ю-3^ в 0 ^З.Ш'Ю-4 - 6,51'Ю-3^ => 0 .

В результата проведения планирования полного двухуровневого ' чэтнрохфакторного эксперимента процесса вилочки определены следующие рациональные .режимы процесса формования ы выпечка лаваша; Е| = 72,5 кВт/к2; Е2 « 67,5 кВг/ы2} Ед = 33 кВт/м2} (¡С* =» 2,0 мм. В ра. бото приведена зависимость'выхода процесса выпечка лаваша Р^от Ер Ео» а ° • 11а рис.5 приведена зависимость Р от Е| а Е2,

Процесс выпечка лавапа на экспериментальной установке можно ■ разбить на несколько стадий: стадию подогрева тестовой заготовки ..'.'хаяла перед последней парой формувдах валков и два стадии непос-

12

родственно выпечка лаваша в пекарной камера.,.Длительность облучения с плотностью Ш-потока Ej- = 70-75 кВт/м2 тестовой заготовка лаваша в процессе ее подогрева при формовании составляет 3 с. Upa этад температура- ее центральных слоев достигает 42-47 °С, что обеспечивает необходише реологические свойства а позволяет формовать тестовую заготовку толщиной 1,8-2,2 ци без трэарш а разрывов в ней«' Длительность первой стадии выпечка при плотности ШС-погока 66-69 кВт/м^ составляет 13-15 с. За это время тешература центральных слоев лаваша достигает S7-99 °С. Вторая стадия выпечки происходит пра плотности ИК-потока 30-36 кВт/ы^ до волной готовности лаваша. Пра этом температура центральных слоев лавапа возрастает незначительно до 104-105 °С. Общее время выпечки лазала составляет 30-35 с. IIa стадии подогрева лаваша при формовании энергонодвод осущаствдс-ется от симметрично расположенных по обе ого стороны ЙК-азлучато-лзй. Энергоподвод в пекарной камэро осуществляется такан образец, чтобы максимальный поток ИК-азлучения с одной стороны слоя лавапа соответствовал шшимальнсму потоку ИЮ-азлучаная с другой его стороны. 2то связано с тем, что в процессе выпечка пра симметричном ШС-энертоиодаоде иод действием значительных темиературныг градиентов а явления термовлагопроводнос-и набладазтея перемещение влага к центру слоя лаваш а интенсивное парообразованио. Это приводит к вздутию и разрыву слоя лаваша на дао части. Во избежание данного явления ИК-азлучатела в пекарной камере, располоаошша с одной д другой стороны лаваша смещены друг относительно друга на половину шага между излучателям в вертикальном роду (сы. puc¡7)» Это позволяет исключить встречные потока влаги, перемещающиеся к центру.

На рис.6 представлен графак изменения температуры и влагности различных слоев лаваша в непрерывном процессе формования и вылечи!, начиная с периода его подогрева перед последней парой форг/уящкх валков при рациональных реяпшх выпзчюц

Показано, что кавдй тэмтратуриий интервал прогрева лаваша характеризуется соответствующими эндотермическим эффектами, связанными с протекающими в тесте био-физико-хшдче скида процессами. . Показано, .что парная стадия вшшчки лаваша заканчивается по достижении температуря .ч центральных слоях 97-93 °С, нра этом в центра слоя наблюдается наибольшее влагосодерааниа. Вторая стадия выпечки, имощая характерные признаки процесса сушка, необходима для. с никакая влажности лаваш до 30 % и образования стандартной светло-кори-чкевой с пузырька-,о коричневого цвета поверхности лаваша.

В результате обработка экспераменталъншс данных на ЭВМ методом' наименьших квадратов получены уравнения регрессии для расчета доля температуры в слое теста в процессе выпечка упрощенно по (II) и (12) и более точно по полиному ЧебшеьА (13):

и А+Вх+Сх2 Ш)

НА +ВД+С/Г' ев)

+ сх+еАХ г^ (13)

В работе приведены значения коэффициентов, входящих в (II), (12) а (13) для интервала времена 0+30 с через каздые 5-10 с. Обработка экспзрамэнтальннх данных по (13) позволила сделать вывод, что прогрев по толщине слоя лаваша происходит равномерно с обоих сторон. Это позволяет обеспечить нао&ходаюз качество вше чанного лаваша, в частости, получить одинаково окрашеннув светло-корачне-• вув иуэьфчатую поверхность.

Драшнаниа рациональных: рашшоэ для вшечки лаваша ира двухстороннем КК-энэргоаодвадэ по сравнении 'с другими способами позволяет повесить качество готовой продукции и снизить удельные*этар-гозатратн пра сохранении стандартного качзства.

Отмечено кажачаз в процессе выпечки лавапа двух характерных 'периодов: дераыенного и постоянного обьеш.

В шестой главе приводятся практические рекомендации по рояи-мам ведения процесса выпечки лаваша при двухстороннем ИК-энорго-подводе, приведены расчет полей облучения на поверхности выпекаемого лаваш в ИК-устанозке, принципиальная схош. и методика днжз-нерного расчета экспериментальной установки с инфракрасная.! энерго~ подводом для непрерывного формования и выпечка тонкого армянского лаваша» увязанная с кинетикой процесса выпечки. Приведеш результаты расчета экономической эффективности непрерывного процесса формования и выпечки лаваша в ИЮ-устаиовкв.

Для повышения эффективности процесса выпечка предложен способ производства лаваша с использованием двухстороннего КК~энаргоиод~. вода при следующих реяшшх параметрах процесса: влажность теста 38-42 %', толщина тестовой заготовки 1,8-2,2 ш; плотность штока ' Ж-аэлучения на стадии подогрева лаваша при формовании 70-75 кБг/м , нагрев до температуры поверхности лаваша 55-60 °С; плотность потока ИКг-излученил на пэрвой стадии выпечки 66-69 кВтДг2,, нагрев до температуры в центре слоя лаваша 97-39 °С; плотность потока ЯК-излучения на второй стадии выпечки 30-36 кВт/и^ до полной готовности лаваш. На данный способ получено авторское свидетельство & Х7П765.

Приведен расчет полей облученности в пекарной камере ШС-печа с учетом многократных отраданай. При выпечки лаваша в вертикальной ИК-печа согласно разработанному способу необходимо исключить сш~ иетрачшй нагрев тестовой заготовки для того, чтобы избегать значительной вздутости д разрыва слоя лаваша. Необходимо создать не» сйкштричша поля облучения на поверхности слоя» при которых максимальному потоку ИК-нзлучения с одной стороны тестовой заготовки соответствует миштльныа поток ИК-азлученая с другой стороны. Для создания таких условий облучения применены ИК-аэлучатела, стабяон-нш параболоцшш5дричест.щ рефлекторами. Параболоцалшщрзчосвай

15

рефлектор позволяет создать равномерное поло облучения на определенном участке поверхности тестовой заготовки лакала. В результате расчетов выбрана функция параболы рофлоктора следующего вида:

X -0,128с2 + 28,852 - 148,58 (14)

Суммарные доля' облучения на поверхности лаваша, расчитанныз на ЭШ для различных стадий выпечки приведены на рас.7.

На основании проведенных экспериментальных исследований разработана и изготовлена экспериментальная йК-установка для непрерывного формования и вилочка тонкого армянского лаваша (рис.7), пропадая производственные испытания ia Опытном хлебозаводе Научно-производственного объединения хлобопокариой промышленности Россий-ско2 Федерации в г. Москве, На данную ПК-установку получено авторское свидетельство ii 1750564. Испытания экспериментальной Ж-уста-нопка показала ее высокун зффектшшость, сокращение длительности втачки в 2 раза, удялькык энергозатрат в 1,6 раза, численности обслуязшащого персонала в 3 раза при сохранении стандартного качества готовой продукции. По расчетам годовой экономический эффект от внедрения Ш-установки для непрерывного формования и выпечка тонкого армянского лаваша составит 14010 руб. в ценазс 1991 года.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Л

1. Разработаны методики .для определения температуры в тонком слое тостоиой заготовки лаваш и убыла влаги в процессе выпечка лавааа. Создана экспериментальная лабораторная печь с двухсторонним Ий-энергоподаодои с плотностью Ж-потска 10-100 кВт/ы2 для выпечки тонкослойных национальных хлебобулочных изделий.

2. Оародолдни топлофазичэскво, терморадаацаошые и оптические характеристика тонкого армянского дава'га, Установлены закономерности иэкэноная коэффициентов теалопроводноста и тешературопроводно-ек! в процесса ИК-лагрвва теста-лаваша в интервала температур

15-85 °С, Установлена спектральная область наибольшего пропускания потока И&-азлучания для таста лаваша 0,6-1,4 шг.1.

3. Установлены закономерности переноса энергии ¿Ь{~иэлучаЮ1я а получено аналитическое описание нестационарных полой температуры в слое лаваша при двухстороннем Ж-облучошш. Определены интох'-ральняе функции распределения внутренних историков тепла по слою лаваша, обусловленных поглощением пронлкающзго в тосто лаваша.ИК-излучешя. Дана количественная оцонка эффективности а выявлен рациональный реям работы ¡ПС-излучателей при темературо накала спирали 2600 К,

4. В результате реализации па ЭВМ плана полного двухуровневого четырехфакторного эксперимента ПФЭ 24 получено уравнение регрессии второго порядка, оиисываищоэ поверхность отклика непрерывного процесса формования и вьшечкд и установлены рациональные р о жилы: плотность лучистого потока перед последней парой формующих валков 70-75 кВт/ы2; на первой стадии выпечки 66-69 кВт/м^; на второй ста-

О

дал выпеч1Щ 30-33 кВг/м ; айрана зазора гяезду формующим валками последней цари Г,8-2,2 мм.

5. Экспериментально установлены закономерности теиломассопера-носа в процесса подогрева тестовой заготовка при формовании и выпечки при двухстороннем ИК-энергоподвода. Методом наименьших квадратов получены о помощью ЭВД уравнения регрессии, описывающие распределение температуры в слое теста лаваша.

6. Разработай способ производства тонного армянского лаваша при двухстороннем ЩС-облучении, испытанный в проазводсгвзшшж условиях на экспериментальной ПК-установке, на который получено авторское свидетельство й 1711765,

7. Разработана методика шпанернога расчета ИС-уотаиовкн да пепрзризного формования а выпечка лавшза, увязанная о кинетикой процесса выпечка. Расчатазш поля облучения на поверхности вшюкао-

17

цого лаваша, которые давт возможность обосновать рациональное размещение излучателей в пекарной камера а перед последней парой формушдаг валков.

8, Создана и апробована в производственных условиях экспериментальная ЙК-усановка для непрерывного формования и выдачка лаваш, на.которую получено авторское свидетельство Я 1750564. Производственные испытания доказала высокую эффективность процесса выпечки лаваша на данной установке, сокращение времена выпечка,-снлление расхода опертая при сохранении стандартного качества готового лаваша.

Основша полозкзкия диссертации оиублакованы в слодугацах работах:

I» Бервдзе К.Х, Киракосян В.Р., Длакслн Ю.Ы. Аналитическое исследование подай облучения линайшх излучателей с параболическими отражателями, Сборник тезисов докладов восьмой конф8ранщщ молодых ученых д специалистов, посвященной бО-латша образования ЫТИШ. -H.J ШШШ, IS9I, с. 136.

2, Ильясов С.Г., Киракосяи Ю.Р., Дшссян Ю.М., Киракосян В.Р. Спектральные, интегральные терморадаацаокнда и ошгдчаскав'каракта-' раотика лаваша. - Хлебопекарная и кондитерская црошшлзнность, 1937, В 12, о. 20-22.

Ильясов С.Г., Плакали Ü.M., Киракосян Ю.Р., Киракосяа В.Р. iÍ3i:opom:o геьехаратуры до толщине тонкослойных мучных издали®. -Научно-технический рафоратавный; сборник, серая "Хяабопокарная, макаронная,. дромювая и кондитерская прошшшзнвооть". ~ LI.: ШШШщздрш, ISSS, & 5, с. 7-8.

• 4. Ильясов С.Г., Пяакснн Ü.M., йфакосяы Ю.Р., Каракосян В.Р. Способ производства тонкого армянского лаваша. A.c. a I7II765. -■ Iö,02.02. Бщ. % 6.

5. Ильясов С.Г., Плаксин Ю.И., Киракосян Ю.Р., Киракосян В,Р. Установка для выпечка тонкого армянокого лаваша. A.c. К 1750564 30.07.S2. Бюл. Л 23.

6. Кнракосян В.Р., Киракосян И.?., Ильясов С.Г., Плакат Ю.М. ИК-иечь для вшючка тонкого армянского давала. Сборник тезисов докладов восьмой конференции молодых ученых я специалистов, посвященной 60-летию образования ЫТИШ. -Ы.: НТИПП, IS9I, с. 108.

7. Плаксин Ю.М., Киракосян Ü.P., Ильясов С.Г., Каракооян В.Рч Планирование эксперимента при выпечка лават. - Хтабодеваркая и кондитерская промышленность, 1387, й 8, с. 29-30.

8. Ильясов' С.Г., Плаксин Ю.М., Киракосян 10.Р., Киракосян В.Р. Установка для выпечка лавада. Сборник тезисов докладов научной ко1^оренцаа, посвященной 60-летии МТШП. - LU; ЙТШП, 1991, о. 107,

Тд

0,2 0,1 0,0

0,8

0,7

0,6 - 0,5

о,ч

0,3

о,г

0,1 0,0

5 7 1 2

з 4

\f1KM

"V- 1. -

6 _д X ТУ Г 1 1

7 N г Ж —У 1

N ш Э 1 ■ > Г 1 1

ш 1 т /

ш с 4? '1 3 (—1 г / I /

ш 1 % Л

г 11111111 >«»1111

Г 3

Ол 0,6 0,9 1,0

2,0 3,0 Д.МКМ

Рис.1, Спектральные тор^орздиащюнние характеристика лаваша: 1-4 тесто лаваша, V/ = 40 %; I- Л = I мм; 2-'1=2 ш; 3- Ь я 4 мл; 4- Л = 8 ш; 5- выпеченный лаваш Л =3 ш; 6- половина слоя вылеченного лаваша А = 1,5 ш; 7- выпеченный лаваш / по данным Ю.Р.Кирако-сяка/.

M'1

y-k !

L/ / 4

1 S4 г

í y

f

\ i 1 / V - L

\ ^ V

\ 1

\ S s-' 1 A

r ' X

i

Л.мхн

fi

ri

О

4 S '—

i. s» ч / /

V \ У /

u V / !

l /г rv /

, \ \

\ / \

4

.-J

0,4 0,6 1,0 d 2.0 h,HKÜ

Рис,2. Саактралыше одические характеристика теста-лаваша (а) и выпеченного лаваш (б)

О

Рио.З, Распределение поглощенного потока ИК-излучения в слое лаваша: I- стация подогрева лаваша пра формовании; 2 и 21

. • первая стадия вшючкя; 3 и 3 вторая стадия выпечка.

I- сишетричноа облучение Е^ = Ед а 72,5 кВт/м2; 2- Е^ » 67,5 кВт/м2, Е£1 » 5,5 кВт/1.52: 2- = 5,5 кВтДг, Ед = 67,5 кВт/м2; 3- Е2 - 33 кВт/м2, Е11 = 12,2 кВт/м2} з£ % = 12,2 кВт/м2, Ец = 33 кЗт/ц2.

Рас,4. Экспериментальные и расчетные поля температур по толпдае слоя лавзша: I а I- экспериментальные данные, усредненные . методом наименьших'квадратов по полиному '^ебышеэа (13) дал' - 5 с и Г = Ю с; 2 и 2- даннне аналитического решения теплопереноса с функцией (5) критерия Померанцева для ' • Г = 5 о и 10 с.

Рис.5. Выход процесса Р при выпечке лаваша в зависимости от

Е^- и Е2 при Е3 = 33 кВг/м2 и 4* = 2,0 мм.. '

Е^ Е2 Е^

■ _1—__Г--Ь= 1

■•с

Рис.6. Изшневш температуры (а) и влажности (б) различных

слоев лаваша в непрерывном процесса формования и выпечки при различных плотностях потоков Ж-излучения по

9 9 О

стациям: 72,5 хВч/иг; Е2= 67,5.кВтЛг; Е3= 33 кВт/м". I- Х= О мл; 2- Хз 1,5 ш; 3- Ь= 3,0 ш; 4- .а Х= 0-Х,0 1-й; 5- Л Х-- 1,0-2,0 га; 6- Л&= 2,0-3,0 ш.'

кВт/ц1-

С-^

Ряс.7. Принципиальная схема эксперомсдакльяой Яй-усталовкд дтя непрерывного Формования а атакиа даетааг л шэтотянч значения полей сплоченности ¡¿а поверхности лаваша. I- вентилятор; ¿~ бункер с местом; правовое формущэ-.! устройство; 4— тестовая заготовка; 5-- сс>дузотго сопла; Б- кварцевые излучатели с парабодашиед -.леспама рофясз-торами; 7- теплоизоляционной ¡мсэал; В- йй-лечь; 9- потат)» ная камера; 10- тешгоаЕОляпйя; XX- хтосгло скг-хгателн; 12- автогородка; 13- гаягавя тлеете ■п.т-:-, К- ховвейар. Ротапринт НГО"МКР"

сакэз ШО. эха. '