автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:РАЦИОНАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЗЕФИРА НА ФУРЦЕЛЛАРАНЕ

"»*? - __

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО I АВ7С* ' ^ СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РСФСР 1 ■А*'","'! МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО чнаЧНГМИ З-Ц-,,,,!

технологический институт пищевои промышленности

На правах рукописи Для служебного пользования

ъЫМ^Э 000012 ©

ФИШКИНА

Наталья Александровна

^ УДК 664.149.3.011

РАЦИОНАЛЬНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ЗЕФИРА НА ФУРЦЕЛЛАРАНЕ

Специальность 05.18.01. — Технология хлебопекарных, макаронных и кондитерских продуктов

АВТОР Е Ф ЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 1986

['il f)()Tfl НиНОЛПСПа Ito [ÏCeCOHMI to M 11 a y ч 11 о -11 селе до 11 a те л i .е но м институте кондитерской промышленности.

I l;iy<niuii руководитель:

КаПДНДа I TCN linЧССК11x наук, CT, ii. с. В. В. ПЛРФЕНЕНКО

Официальные on моменты:

доктор технических паук, профессор Г. Л, МАРШАЛКИН, кандидат технических наук, до цент М. Ю, СИДАНОВА

Ведущий организация

— Подотдел кондитерской и крахмало-наточ-ной промышленности отдела ни щепой промышленности ГОСЛПЮПРОМа СССР.

Защити состоите» « '' ъ U^HJ^___Н№<) г. u_часои на заседании сненпалп.шронапного Сонета К (>'¡3.51.02. к Московском ордена ТруД'1-noro Красного Знамени технологическом институте шпиеной промышленности.

С диссертацией можно одпакомптьсн н библиотеке института,

ЛI поре фераг разослан /1?С£р_ ]9K<i г.

Просим Нас принять участие н работе Ученого Сонета пли прислать от:»ин на пито реферат диссертации и тух экземплярах, закоренных печатью учреждения, по адресу: Москва. I250WI, Волоколамское шоссе, 11.

Ученый секретарь Соиета, к. т. п., доиент

И. С. Шуб

- ОЩАЯ ХШКШ>НСТИК1 РШГШ Актуальность теми. В "Осношшс направлениях акономическит

и социального развития СССР на 1986 - 1ЭЭОгг. и на период до гОООг:, утвершщешшх ХШ1 съездом КШС, одаой из основшх за дач, стоящих перед пищевой прошшенностьп, является полное уд.. нлетворение растущего спроса населенья на высокош^естгеюше и разнообразные продукты питания.

Кондитерская промышленность и целом, по количеству ш раскатываемых изделий, удовлетворяет спрос населения. Однако ио отдельным группам к наяменонэнияи шеется определенный дефицит, 11 прежде всего - по марыеладо-пас гилыши надел шэд. Шатом/ в Продовольственной программе СССР особое вшшаыж уделено увеличений! объема производства зефира, пастилы, меры ел »до.

Отличительной чортой проазводстьа указанных изделий и,в частности, зефира является использование студнеобрпзоеателев -- агара и пектина. Ограниченные ресурсы последних, а также низкий технический уровень производства зефира, сдершваит рост емов его шра'йотки.

Дефициу студнвобраэовитйл«.'й сызин с резкий докращышеи (иэ-эа истощения аанасоь водоросли Аи$еР1Са) ¡1|ю>иьодип>а щч -чествеиного агара, характеризуиц^исн универсальноегьы иоцшиао -вания в производстве кондитерских взлелий и сани И ьиооьок сгуд* необразущеВ способность».

В проиэьодстнв зр^ра, помимо агара, применяется отечественный яблочный пакта. Однако ой!еы его шработки -гшле н«. /на читален. Кроме того, огеч^гьешшД кадочной иекген харш-кризу---ется низкой сгуднеобраэухде'Й сшесйшстш, : распни ею ег>и-необразуют с болыиоИ с коросту чги йитрудше г ичмА^ишт^ этого пекьшгд ь и(х^льчдип?« ае1Пл » е пт * . V * ы:-

нужден ими()[/:':',[ЮШИ'!, с! улн«С(}ра301><. I

тин) из других стран. * ,

В последние года в производстве мармелада используется агар из фурцеллярип - фурцалларая, получаемый из балтийской водоросли

Фурцеллерая - один из перспективных, о топки зрения сырье шх ресурсов, отечественных студаеобразовате-^ей. Но своей студнеобразувдей способности он незначительно уступает агару, однако особенности процесса сТудиеобразования его растворов (высокие температура и скорооть) исключают возможность использования фурцелларана взамен агара и пектина в производстве зефира по существующим технологическим схемам.

Способы производства зефира на агаре и пектине характеризуются длительным технологическим циклом, обусловленным высоким содержанием влаги в зефирное массе; низким уровнем механизации; применением остродефицитного и импортного сырья (агара и цитрусового пектина); низким качеством изделий из-за деформации их при ручной укладке на транспортер глазировочвой машшы; необходимостью применения дорогостоящего подсобного инвентаря.

• , Целью исследования является разработка рациональной технологии зефира, позволяхадей организовать высокомеханизированное -, поточное производство его.'

Достижение указанной целя связано о решением следующих задач:

- оценкой уровня организации процессов в существующей линии производства зефира на агаре;

- исследованием влияния основных технологических факторов па вязкость и процесс студнвобраэования рецептурных смесей для зефира на фурцелларане;

- разработкой оптитдшшшх параметроп процесса приготоше-

иип нефц^шх масс ва фурцелларапе и изучением адгезиенннх свойств ятих мм--;

- оценкой перспективности новой технологии производства зефира}

- оценкой уровня организации процессов в поточно-механизированной ливни, созданной на базе новой технологии.

Научная новизна диссертационной работы заключается в том, что установлены основные закономерности процесса студиеобраэоьа-ния рецептурных сиесей дня зефира на основе фурцелларана, а также закономерности, овязыващие структурно-шхшщческио свойства рецептурных смесей, гас студней н зефирных масс о технологическими параметрами производства зефира на фурцелларане.

На защиту шносятся следушие научные реэ;'*ьтати:

- математическая модель, отражаемая влнлане основных тех-нологическюь факторов на процесс студнеодризования рецептурной смеси;

- оптимальные вискозиметричвскне параметры рецептурных смесей для зефира на фурцелларана;

- зависимость адгезионных свойств зефирних мае о с фурцел-ларалом от различных технологических факторов для ряда конструх.-гдлонных шхариалов;

- количествчштая оценка уровня оргаякзаагк (целостности) разработанной технологической системы производства зефира на фурцелларане в сравнении с существующей технологической системой производства зефира на агаре,

практическая ценность работ» состоит и разработке нотой рациональной технология производства зефира на фурцеллараяа и создании на ее основе поточно-мехаш.з ировтшой линии. Линия находится к производственной аксплуатации на Московской кондитерской фабрике "Удагтша".

Разработанная ускоренная технология производств.'! аефира на фурцелларане (длительность тсхнологическо!1« цикли -40 -

"i tuit ill - II часои для зефира на агаре) позволила пошоить ч"*пр)дптвлыюсть труда на и уровень механизации на 28,6Í; «<"-iностып ликвидировать тяжелый ручной труд; значительно улучшить качество готовнх иэдедкй,

Иотй способ я поточно-механизированная линия производства зпфтра па фурцеллараке защищены авторскими свидетельствами # 1062903 и A II92I92. Годовой экономический эффект от внедрения технологии составил 105 тас.рублей.

tíjpnrt^rnm ряДптм- Основные положения даосертапионной работа и ее результаты доложены на Учеши Советах ВНИИ кондитерской про-мшгиенностя ( 1981 - 1994гг.) и обсуждена на Всесоюзном семинаре "(1ути развития научно-технического прогресса в кондитерской про-инпиенности" ( г. Пенза, 1905г.).

Поточно-механизированная линия производства зефира на фур-' нет в ран в вкспогтровалась на ВДНХ СССР, где поо тановл ением Глав-лого комитета выставки бала удостоена Золотой) Серебряной я Бронзовой медалей.

По материалам диссертации имеется пять публикаций, в т.ч. два авторских свидетельства А 1062909 и Л 1192193.

Структура д рбгям ттиссяртдции. Диссертационная работа состоит на введения, обзора литературы, экспериментальной части, вюш-чяиц(*й восемь разделов, выводов, списка литература и приложений. I) приложениях представлена утиержлешше Улркондитером техиологи-инструкция и рецептура агфира ля фурцвляаранр, расчет еко-иомической вффеитимюоти, расчет урокня ичхачизяцяи производства кефира при реализации новдй тряпологяи в уровнях лттп, акт о иеррдлче -П1НИИ в npnnDfevirtTiwnrnyri ивсичуйтгти« 'J-лбрике "Ударница? щраркч о шпусдо щ-одуичч.

TVrfVjrfi иплпч'чп и? 17*1 спалит1* 'л*!!1!!'!!'т^тетп, со—

ti'-fsur ir; с -■л'!л1,,ч1. f!|::r;-i>f ли 'тг-а<у tu re■«marr Irifi .

наименований публикаций отечественных и зарубежпшс авторов.

С0ДЕШ1ШЕ РАБОТЫ Во введении показана актуальность исследований, направленных на создание но во ti рациональной технологии производства зефира с аспольэовалием фурцелларана в качестве студнеобразопателя.

■ р обэрре ^итуратурм дается краткая характеристика иенооб-разних кондитерских масс, в т.ч. з-эфиршх.. *

Покаэшш особенности химического строения и механизма процесса студнеобраэования агара, фурцелдараяа и пектина, катоде используются дня приготовления пенообразных кондитерских масс. Выполнен анализ существуидад способов проиг юдегш зефира на агаре и пектине, Отмечены недостатки этих способов.

Показана целесообразность разработки'Ьцвой рационакьной технологии зефира на фурцелларане и сформулировыш основные задачи данной работа. ■ ■

" Первой ряэдел вкспериыенталыюа части посвящен исследованию уровыя организации процессов в существующей линии производства зефира на агаре (о непрерывным,способом приготовления зефирной массы). Опора-горная нод<ш. технологической систеш производства зефира на отаре состоит из подсистем: "А"-об1»аэошнил изделий с покааотеляии качества,. соотьетствущш«! стандарту; "В"-получения зефира в видо отдельных иредметоъ о зодшшш.ат по-кааатедяш качества; "Сj? "С2" "С3"-получения лроыпвдточних продуктов (рецептурной смеси, агаро-сахаро-иаточного ещадна и яблочного шоре) о эядшишыи технолог и ч ескими пока эат^ч шли качества.

Ведущей, до:.ыиаруыцеи иоде и о теш Л является поде нет ««¡г "А", состоящая из ¡еда операторов, одни из кото [¡их оператор получения подсушенного зефира. Он вклычиет ¡¡¡оцеосл; охлгшдсиия зефира, удаления доли влаги из зефира (сушки зефира); от ру кту | адобразо ¡~ ния зефирно" массы. Jico ети процетш оеуттетшнюи»! с и*: и. мне-

ншм тяжелого физического трудн. Длительность втих процессов, ооставляицая 9-10 часов, препятствует их механизации.

Для получения количественной оценки уровня организации (целостности) существушей .технологической системы были выполнены исследования стабильности функционирования- ее подсистем.

Для оценки эффективности функционирования технологической системы шбрачы следующие контролируемые параметры: содержание сухих веществ, температура, плотность, наличие кристаллов сахара, введший вид и структура изделий по ГОСТ 6441 - 77.

Стабильность работы каждой из подсистем определяли яо формуле; . 'Ц "

где н - ентропия бинарной подсистемы, соответствующая данному распределении показателя качества, бит Н=-р1ЙуеР4 -Рг%>Р2 , < 2 )

где Р^ и Р2 - вероятность попадания значения параметра в интервал распределения, соответственно удовчетшргоо-щий и не удовлетворяющий шбралному условию стабильной работы подсистемы. Целостность линии как технологической сисздш определяли сумлированием стабильноетей отдельных подсистем по формуле:

-4 (э >

э

Экспериментально установлено, что уровни целостности линии за I шаг., I час, I смену составляют:

в мин. «ььиь 0,11 - 4 = 0,11 8 час, « 0,00 I- 0,28 + 0,07 * 0,60 + 0,01 - 4 « - 2,14 в см. « 0,35\ 0,37 + о. га ♦ о,ю + 0,12 - а = •• г,э& Ноказшю, ,что целостность е.истем» во птмпнл пнгтп'мьсо искрмгиптся и гюлее в«го эм сч^т по.п'и'стсг.и "А".

Установлено (ряс.I); что уровень целостности технологической системы производства зефира на агаре за соответствуйте промежутки времени (зона I) чрез шч ей но низок к находится с обдаст* сумматнших систем (ниже линшр б » 0), что говорит о необходимое та «.овершенстшвакад существу щей технологии и, прежде ьсот, об увеличении стабильно ста функционирования подсмс?е№ "А". ^

*сиж«стьо ЮАЧЧМ • СКС1«««

Рио. I. Диаграмма для определения урошя целостности

Значения 9 1 1-1,0; 2-0,8; 3-0,6; 4-0,4; 5-0,2;

6-0,0; 7-(-1,0)} 8-(-г,0); 0-1-0,0); 10-Ы,0);

П-<-5,0>; 12~(-6,0); 13-(-7.0)( 14-(~8,0),

I - область фунгцкенщовашш технологической снстеш производства аефира-на агаре;

И- область функционирования технодошческой иис-теми произшдстьа иефира ни фуриелдврздв

Разработка водой технологии ироа»1ЮДСТШ зефира с использованием в качестве стулнеобрааоиателя фурцеллиршл, растнп[« которого имеит высокую скорость процесса студиеобИ1^^»Ш11,н( нозш лит форшшть кзделля на нецрернвно-дввжущушия ц^ксломтчиу» ленту С цоследущш их глазироьшш<!11. Сю ретыгг ¡«цтчу цехшшчи дай процесса производим и;* зефира и прицедит * сш^отиалт) щмдод литвльности технологи чес [.01 о цикли.

Во втором разделе представлены результата исследований процесса студнообразовашш иасс с фурцеллараном.

Для оценки физико-химических сввйств масс с фурцелаараном использовали методики,* предусмотренные ГОСТ 16280. Агар цшевой; 10СТ £441-77. Изделия кондитерские пастилыше; ОСТ 1594-75. Агар и& морской водоросли фурцеллярии.

Предельное напряжение' сдвига (7«) определяли на коническом пластометре П.А.Ребиндера, а условно-мгновенный модуль упругости студней {£)) - на приборе В.И.Толстого. * *

В качестве объектов исследовали рецептурные смеси с фурцеллараном и ИХ студни.

Зефирные массы - это сложные дисперсные системы, в которых дисперсной фазой является'воздух, а дисперсионной средой - золь, переходящий в процессе стрдестурообраэования массы б гель-студень. Дисперсионная среда в зефирной массе представляет собой,смесь рецептурных компонентов, в состав которой входят сахар, патока, яблочное пюре, якчшй белок, студнеобразователь, кислота, ассеншя.

+

Студень, образующийся в процессе стгуктурообразованкя смеси рецептурных компонентов, закрепляет пенообразную структуру зефирной массы, сообщая ей повышенную упругость и прочность. Качество зефира определяется, прежде всего, структурно-механическими свойствами студня, состаыиадцего стенки вокруг цузирьков гоздуха.

Важнейшее значение шеот также температура застудневания рецептурной смеси, предопределяющая температурные рожиц« сбивания и формования зефирных масс. Во избежание преждевременного структуро-обраоовония, температура зо]■ирной млеем ил атэтх стадиях додала бить шке температура застудневания ее дисперсионной средн.. В противном случае, из-за необратимого процрссп механического раз-рушлкмя студия, оОраэуптегося в 1![юйесс^ сЛк^шнп и '¡ормопшн-л

ПчС<'Н, ИЗДЕЛИЯ б^Т^Т П№ГЬ ГуГ-ТРОбр!';;!^'*!, (1 КГС

пластично-вяэ кув -консистенцию.

Температура застудневания рецептурной смеси и мехацическио свойства образующегося студи зависят от содержания оухих цещесгв в смеси,концентрации фурцелларояа и массовой доли яблочного пиру.

Установлено, что при увеличении содержания сухих веществ ь сыесв от 64,52 до-71,72, температура застудневания ношшиется нл 6°С, а предельное напряжение сдвига обраэуидегося студня увеличивается в 1,4 раза.

Очевидно, чей вше содержание сухих веществ в рецептурной снеси, тем сильнее проявляется взаимодействие агрегатов и надмолекулярных структур полисахарида (фурцедларана), и точка начала образования трехмерной сети* геля сдвигается в область более ш-соких температур.

Обяват&аышм компонентом, входящим в состав рецептурной син-си для .зефира, ямяется яблочное пюре. При увеличении доли сухих веществ яблочного пюре *в составе сухих веществ рецептурной снеси от 0 до 4,8? предельное напряжение сдвига студня увеличивается и 2 раза, а температура застудневания смеси повышается на 9аС.

Механические свойства студней смяэшш с наличием сплошной прост ране твениой сетка, охваты ваидей весь объем студня, Обр^аок»-ние такой сотки и ее структура зависят, в пернуи очередь, от концентрации студиеобраэоватёля.

Показано (рио.2), что при угдалкчеыии доли фурцеллар:ш;1 в ф составе сухих веществ, рецептурной смеси от до 1,42, предел 1,-все нанряжеаад сдвига ее студня увеличивается к 2,7 [^»э.з - Пря »том температура застудневания смеси повышается незначительно, . всего на 3°С.

Предельное напрнжение сдвига отучней рецепту иш смесей с агаром, полученных в условиях производств«, иыаоннигии и вреден ¡к от 2,5 - 3,*0 кПа.' Зефир, приготовлении.! нук-м об^иип :>шг и&и1-2-ЗМ

се9г имеет хороцую структуру * консистенцию. Ииншадъно веобхо- * дшмм прадашш напряжением сдвига 2,5 кОа обладает студень ре-педтурной смеси, содержащей 1,15* фурааллараяа' (рис.2).'

I*

Iм

а <>

ьь

о* • / Г 2

/

> / '

у

^^ < У /

/ ✓ * •

.. ... ... . _ ».» ».*

Рис.2. Зависимость температуры застудневания рецептурной смеси (I) и предельного напряжения сдвига подученного студня (2) от концентрации фурцедларана.

Тагам образом, установлены фактор^, ¿шяшие на процесо студаеобразования масс с фурцелларедои. Показано, что эти факторы в большей степени влияет на предельное напряжение сдвига ссу-дая рецептурной снеси и в'меньшей - на температуру её эастудне-• веная. - . . *'.■.■. -

: В третьем разделе приведет вилтаттйтртятгия »лгцрдл^ддид рецептурных смесей для зефира ка фурдедларане. Эффективную вязкость шее ей определяли на вискозиметра Н, Л. Воларовяча РВ - 8.

Зефирные массы получают сбиванием смеси рецептурных компонентов о пенообразователем. Процесс сбивания в значительной степени зависит от вязкости рецептурной смеси.

Опыт работы московское кондитерской фабрики "Ударница* по V вксплуаташ'и агрегатов непрерывного действия' "НЕД" для сбивания • зефирных масс аа агаре доказал, что рецептурчая смесь, шетупа- >

пцая з сбивальную камеру, должна иметь вязкость порядка 1,0 -- 1,5 Па-о, Такая вязкость является оптимальной о точки зрения процесса сбивания и качества получаемой зефирной массы.

Температуру рецептурной смесй в процессе определения вязкости поддерживалы на уровне 70°С, т.е. на 10°С више температуры ее застудневания•

Чем выше содержание сухих веществ в рецептурной смеси, тем бо лее она структурирована, тем больше ее эффективная вязкость г тем ярче выражена зависимость последней от градиента скорости (рмс.Э).

агаре с содержанием сухих веществ 72?. Смесь на фур-целларане с содержанием сухих веществ: 2-74#; 3-72<; . 4-69,6?; 5-67,6?!; 6-66^; 7-64,5?) от градиента г-. , ' ' * скорости.' , ' ^ '.' "»(

Эффективная' вязтость рецептурной смеси с фу ;.целла раной, со- ' держащей 72 - сухих веществ, при температуре 70°С близка к'зрчзкости рецептурной смеси па агаре с содержанием оухих . веществ 72^ при температуре 55°С. ■

- 12 ^

При увеличении концентрации фурцелларана в смеси от 0,9^'до

1эЭДюятивная вязкость ее возрастает в 1,5 раза приD

rfv т и в 1,4 раза при^рв 35о г

Вязкость рецептурной смеси, содержащей 74% „оухих веществ, в

<

т.ч. I,I5i£ фурпелларона, приближается к вязкости рецептурной сме-ои на агаре, содержащей 72icyxrat веществ,при температуре 55°С.

Tai; ках по новой технологии предполагаюсь осуществлять процесс глазирования отформованных корпусов зефира непосредственно после процесса структурообраэования массы, минуя стадию сушки, доля сухих веществ яблочного пюре в составе сухих веществ рецептурной смеси была уменьшена и составила 0,7556 - I.SiS» Это позволило расширять пределы содержания сухих веществ в смеси от 64,5^ до 74$, 0 увеличением доли яблочного пюре в указанных пределах, эффективная вязкость смеси возрастает в 1,2раза при « и в 1,3 раза при » 35сТ^ Вязкость рецептурной смеси, содержащей 0,90£ яблочного пюре в общей массе сухих веществ 745?, близка к вязкости рецептурной смеои на агаре, содержащей 4,8$ яблочного

t

пюре в общей массе сухих веществ 72%, ,

Показано, что рецептурпая смесь, содержащая 74% сухих веществ, в т.ч. I,I5j£ фурцелларана н 0,9? яблочного пюре, смеет * *шзкость порядка 1,1 Па*о, т.е. вязкость, обеспечивающую эффективное сбивание смеси непрерывным способом на установке"!^! *

Четвертый раздел' посвящпи оптимизация технологических параметров процесса студлеобраэозания рецептурной смеси для зефира на фуроелларане. Процесс стул! i еи бра зовпшш рецептурной смеси является глаши:м в производстве зефира, поэтому. оптгслпзацчл нроцес-<:,-. гфитгопкеиш зефттрлоН tt/'ccn ешдлтея К оптимизации процесса Ьгудисобраговачия ее rcuinrypcoit сппси.

Псмед()!«гмл П|хжссс.ч с vуда low ряпо г;: 11; г рн^нтуриих cr';ecefi ".''i itj.i 1,- ("T 'jH'Vj'pi л'ч^с.) i-ji r.<\iy t-"'.r,nx

. - 13 -

выполненные методом однофакгорного эксперимента, не могут, дать полного предстамения о влиянии всей совок^щости фасторов на V процесс студиеобраэоюнпя и, следовательно, не могут служит» достаточным основанием для разработки оптимальных параметров при- ( готовяения эфирных масс на фурцеллароне 4

.С целью оптимизации процесса студнеобраэования рецептурной смеси использовали метод многофакторного планирования экст реального эксперимента.

На основании Литературных дашца, а тш«е пначиза результатов вияолкетшх оштов, был« определены факторы, наиболее существенно влшшдие на процесс, а именно: концентрация фурцелларвна (2^), концентрация яблочного шоре (Х^), содержание сухих вгаиост» в рецептурной смеси (З^), концентрация хлористого калия (Х^).

Априорная информация показала, что поверхность отклика мало отличается от плоскости, поэтому Акторы варьировали на двух

уровнях. ■ .

*

Результаты исследований, выполненных ранее, а также литературные данные о влиянии КС€ на процеос студа&обрязовения масс с фурцелл арапом, послужили основой для ограничения факторного. щю-странства эксперимента- ( табл. I ). ■

Тайпшс.'! 1

Область факторного пространства вксперкментп 2^

Уровень |колмро- 1 • Фактор а их размерность фактора [ о I

!рг.ция ■ 1(Ьурцел-

' I ,

х/ ' Т ______2 _ _ ±

Шгхпнй + 1.Х

1!,/л«чч)Д и 0,9

Ист;!!;!1. - ;),7

Концентра- 1С оде ржание (Килненгргш'.п ция лблоч-1сухих в?- !хЧ1)рИОТОГО пого пр>ро,1цеств в ре-!к1итя. тептурнои I (смоск, <* \

I "1

х2 ! \ 1 ! 1-1

1,30 . 75,0 ' о.ш

.0,65 73,С 0,Р5

0,00 VI. 0 О.»

В качестве критерия оптимизации процесса студнеобраэования ' рецептурной смеси Сил выбран условно-мгновенный модуль упругости ее студня (Е^). Колжчественное, значение критерия оптшаэации Е^» « (1,4 - 1,5)»10*Па определили на основе установленной корреля- , шонной зависимости между условно-мгновенным модулем упругости студня рецептурной смеси а оргаяолептической оценкой ковсястен-ции готового зефяра. Плотностьзефира при «том составляла' 435 ± 15 кг/м3.

Ограничением при оптимизации была температура эастудй&вания рецептурной смеси. Опыты выполнены в трехкратной повторностя. ' Последовательность проведения опытов раидомвзирована.

Математическая модель процесса студнеобразованяя рецептурной смеси для зефира имеет следующий вид: -

Т » 1.11 »0.58Х^ ♦ О.ОбДЬ » 0.14^ ♦ 0,04Х4 - О.ИГ^ + * О.ОвХдХз + 0,031^4 - 0,04X3X3 - О.ОаСд!^ - 0,01X3X4 --0,04X^11^ - О.ОгГз-Зу^ -0,011^^+ 0,(4) Статисточесхийдалца результатов эксперимента показал, что опыты воспроизводимы, значиш с вероятность!» коэффициенты при Хр На уровне значимости при вероятности

90£ находятся коэффициенты ори Х4, Линейная модель

неадекватна физическому процессу.- , -

Анализ полученной математической модели показывает, что уо-ловно-мгяоьекный модуль упругости студня растет с увеличением концентрации фурцелдарава, концентрации 'яблочного рюре и содержа-■ нив сухах веществ в рецептурной смеси. Ш степени шляния на критерий' оптимизации наиболее силькодейотаущим является Фактор Хр который, примерно* в 4 раза активнее фактора и почти в 10 раз-фактора Вшиши» концентрации фурцёйларака на жесткость студня зависит от содержания сухих вещзств в нем (взаимодействие 1^X3), Оно тем значительнее, чем болото сухгх вещзств содержится

........ • -.к- . ,

в студне. Егаяние коицевтрациж яблочного пире ва Б0 сгудая аав«-

свт от уровня фактора Х^, т.е. концентрации хлористого калия.

Чем вше уровень Х^, тем меньшее влияние оказывает яблочное пи*

ре на жесткость студня (взаимодействиеХ^д).

Оптимизацию.процесса студнеобраэоваиия рецептугиой смеси

осуществляла по програжло, представленной в табл. 2*

. _ Таблица 2

Программа оптимизации процесса студнеобраэоваиия

рецептурвой смеси дю зефира ,'

Помаят!™ ~ !моэ-1 »акторы и размерность, Шратерий показатели 'наче-1- ---------•— - - т - ---,олтими-

Верхний уровень Пулевой уровень • Нижний уровень О 1Д 0,9 . 0,7 1,30 0.65 0,00 75,0 73,0 71,0 0,10 0,05 0,00

Интервал варьирования & 0,20 0,65 ■ 2,0 0.05

Коэффициенты регрессии ¿шейных членов уравнения & 40,58 40.06 40,14 .40,04 •

Произведение БаэошЙ наг ки 0,116 0,1 .0,039 0,28 '0,002 * ■

Масштаб 0,862 -

Шаг Округленный ваг Л Л 40,1 40,1 40,022 40,1 40,161 40,5 • 40,0011 40,05 • *.

Ойыт ва нулевок уровне факторов * 1-ЫЙ'фонт 2-ой ошт 3-нЙ ошт 0,9 1.0 ■1.0 1.0 <• 0.65 0,75 0,85 0,95 73,0 73,5 * 74,0 74,5' 0,05'' 0,10 0,15 0,20 1,21 1,35 1,41 1.34

При поиске оптимального, с точка зрения расхода дефинитного студяеоОраэователя, режима фактор в опытах был стабвлиэжроьан на одном уровне. В третьем опыте наблюдалось начало процесса студнеобраэоваиия, в результате чего величина Б0 студня уменьшилась.

- Ifcj -

4 *

а результате определены ^оптимальшо технологическ не параметры процесса прщ-отовления зефирных масс на фурцелларане с учетом -¿реЗовшшД, пред-ьяшшешх к качеству готошх изделий:

'-концентрация фурцелларана в рецептурной смеси, % - 1,0; -концентрация яблочного торе в рецептурной смеси, % - 0,65; t'\ .-содержаино сухих веществ в рецептурной смеси, % - V4,0;

-концентрация fiffi в фурцеллпрано-сахаро-паточном сиропе, ". * '% - 0,15. '

В пятом разделу, предо та плен материал по исследовании адгезионных свойств зефирных иасо о фурцеллараном. Кассы дня настильных изделий, содержащие отуднеобразователь, обладая* значительной адгезионной свдэьп о болъипшством констру кциошшх материалов, что усложняет подбор последних при изготовлении оборудования« Коатому вопрос снижения адгезионных сил зефирных масс является весьма ьалным. ' ,■„-'■■ *

Явление адгезия относится к числу поверхностных явлений, ьовкякащих на границе раздела адгеаива и субстрата, В качестве 'адгезива лссладовалв веерные теси на фурцелларане, оптимальны« параметры нрщфговления которых били установлены в четвертом рад-деле. В качестве конструкционных материалов (субстратов) последи» •$алл бельтинг, клеешгу, гваль с креяынВорганичёским аитнадгеэион-шш покрытием.

'.Ддгеэионше свойства зефирных масс изучали на адгезиоиетро конструкции ВНИИ кондитерской промышленностя.

".¡Продолжительность контактирования субстрата и адгези а била установлена в соответствии о длительность» процесса структурооб-рааовадия отформованных корпусов, которая составляет 5,5 шнут. при температуре окружающей среда 8 - Ю°С.

Адгезионные свойства эефнрних масс вавиелт от температур

I

аефирной массы, плотностей соде{<жш1Ия сухих веществ в ticü.

*

С повышением темнерйтущ массы от 67% до 79°С удельная сила адгезии увеличивается при использовании субстрата из бельтин-га от 1,06 до 1,4 кПа; из клеенка - от 1,7 до 2,2 *Па; из тнатг .с крешшйорганическш аятиадгезионным покрытием - от 2,08 до 2,44 кПа, Характер отрыва такие ухудшается. Цри 79°С отрыв ста-,

новится адгезионно-когезяпнным для бельтинга и иогезионшш для *

клеенки и ткани о кремыийорганическпм антаадгезиошым покрытием.

Поэтому температура зефирных масс с фурцеллараном ври формовании

должна быть по возможности минимальной.

* При повышении содержания сухих веществ в зефирной массе от

72¡t до 75J? удельная сила адгезии увеличивается при использовании

субстрата из бельтинга от 0,83 до 1,53 кПа; из клеенка - от 1,45

до 2,1 кШ; из ткана с кремнийорганичеоккм антиадгеэионным по-4 . , i крытием - от 1,67 до 2,35 кШ. Чистый отрыв наблвдается j бель-'

ткнга при содержании сухих веществ в массе 75Í и менее, а у клеенки и ткани с кремкийорганическим антиадгеэионным покрытием лишь в том случае, если содержание сухих веществ в массе не предавало 72J!. Однако, в случае низкого* (менее 73Í) содержания сухих, веществ в зефяраоЗ массе, возникает опасность отслаивания шоколадной глазури от корпуса. Поэтому содержание сухих веществ в зефирной массе должно находиться в интервале 73 - 75%, что соответствует установленное ранее (раздел 4) оптимальному содер-t

жзнш сухих веществ в рецептуриой смеси с (йгрнешкцваюю - 11%.

Адгезионные свойства зефирной массы зависит от ее плотности. При увеличении последней от 390 до 410 кг/м3 удельная сача адгезии возрастает незначительно, при увеличении плотности от 4X0 до 430 нг/н3 она плавно увеличивается, примерно, в 1,2 ра?о, Дальнейшее лорыюсний плотности до 470 кг/пэ ведет к резкоглу юярпеп-ни» углпьноЯ'слш (щчюии. //эилучмимк -англадгезпот cpoJIcth*!.-t.:;i óríjfüricr бгльтлпг: tivctii^ ot;/íu ¡тЛчпд.'лся щи; ¡1тчт<>»/гл

фирной мисси 390 - 450 кг/м3. -

С точна эрепжя адгезионных свойств, шштность зефирной мае-«ы должна быть по возможности меньше. Вместе с тем хорошую структур/ зефир имеет оря плотности 435 ± 15 кг/м3. Поэтому зефирнув массу следует, формовать на транспортер из бельтинга'с мазанной плотностью. ' . ;

< • В результате выполненных исследований установлены онтимиль-1ша технологические параметры зефирны* масс на фурцелларано в процессе формования с учетом их адгезионных свойств': . - температура, °С - 67 ¿1;

- содержанке сухих веществ,%■ - 74,6 * 0,5!

- плотность, ' кг/м® - ' 436 * 16,

В шестом разделе приведены результаты оценки перспективности вовой технологии производства зефира на фурцелдаране.

' Результаты исследований процесса студнеобразовашм рецеп-«уришс смесей с фурцелларанои и струитурно-механ «ческ их оьсИств ' подученных студней, а. также адгезионных свойств зефкрнкх масс, легли в основу разработки новой технологии производства зефира' на фурцелдаране. ' ' ■:';

''' В целях оценка перспективности разработанной технологии и • целесообразности создания на ее основе воточно-мохализи^вшшоН линии осуществлено прогнозирование принципов Функпвшироьания технологическсЛ сиотеш производства зефира на фурцелдаране.

Показателем, отражаодш силу нових технологических реы^ний, которые в рамках' с котеш могут бить сгрушшровашд в ивир5 лении (£), является критерий качества структуры системы, определявши '¿»«до»».

' г ■ г - ¿4 (5)

где % - относительная весоьмоть направления, к которому

относится данное решение; . • .■ .

(I) - вероятностная оценка решения! '

П. - число направлений ' 1

Выражение (5) представляет собой математическое ожвдаяяе " для вариационного ряда, составленного из произведений (О* (*■) повтому критерий качества структуры системы.изменяется в преде-.' лах О^Кстр.с. -1. Шкала оценки перспективности технологии приведена в !табл. 3. • *

Таблица 3

Шкала оценки перспективности технологии

Критерий качества структур! ] Категория перспективности технологической системы 1 объекта прогнозирования

0,60 - 1,00 Весьма перспективен

0,60 - 0,79 Перспективен

0,40 - 0,69 Малоперспективен '

0,20 - 0,39, Неперспективен

Весомость направления, функция (О, определяется из достаточно общих граничных условий в виде:

*Ра) --&Т- / <е)

где С - помер характеристики в ранжированной последовательное™. Количество направлений С1-) определяется в соответствии с

точностью технико-экономических расчетов, принятых в нкгцовой * *

прошиленности, к рашю 5. ' '

Относительная-весомость ншравдения, к к отожму относится данное решение, определяется по формуле:

• У^-Й—-£

и в соотвптствпи с пргсллтида гшаченлямл зжсоиоетл тнр.чм'чпД оеотамлет:%(11)--0,20;£{13),20; С-С;

БО|!(\)ГГНООТН:1.Ч оценка 5" (¿) оцредсляо?сн по ло

^ = •4*- »

¿'МО««.

»

где у - оценка технологического решения в баллах: ^иакс. - максимальная оценка технологического решения в баллах. . При пят «бальной системе 5

Полученные значения Уо(М и <У(^ ) послужили основой для сос- • тааденЕЯ ге1 [оральной * определительной таблиш ( ГОТ ).

ГОТ состоит аз пяти отдельных определительных таблиц дня • каждого из направлений (¿) - от до (¿¡). Каждому из ранжированных направлений (£) соответствует.определенная сшсловая значимость применительно к анализу информации о кошх технологических решениях: ,

I-1 — изыскание наиболее совершенной технологии .производства пищевого продукта; * .

#

£ д - использование в технологии средств механизации и автоматизации; ■

+ . . . ' . . С 2 - обеспечение в технологии санитарно-гигиенических условий и теошики безопасности; . ■ '

«

^ 4 - обеспечение применения в технологии теоретически обо. г '' снованных решений; * • * »

■ ■ § - диценэжжпо-кбньшктурный фактор ^ Дня каждого из ранжированных направлений получено пять эиа-

■ пений вероятностной оценки "<5Ч )" технологического решения

ГР" - 0,2; 0,4; 0,6; 0,0; 1,0. * «

. Выбрав по ГОТ соответствующую оценку новой технологии для * •

каждого из направлений, определили значение критерия качества .структуры технологической систеод по Формуле (Б), *

Кстр.о, - 0,х 1,0 + 0,28.x 0«в + 0,21 х 1,0 + 0,14 х 0,6+

♦ 0,09 х 0,2 - 0,82 В соответствии со шалой оценки перспективности технологии (табл. 3 ) установлено, что новая технология производства зефира па фурцелларане является весьма перспективной.

В седьмом Разделе представлены магаинно-чшларатуриая схема аотоЧЕо-механязированаоЯ лпнии производства зефира на фурцелла-ране (рис.4) и описание технологического процесса*

Преимущества новой технологии производства зефира на фур-целларане по сравнению с существу™ ей технологией производства зефира на агаре и пектине заключаются в том, что зефирную массу получают с большим (74?) содержанием сухих веществ, что позволяет осуществлять глазирование изделий непосредственно после структурообразоваяия массы, аоключив длительный процесс суши отформованных корпусов зефира. Использование фурцелларана в качестве стабилизатора зефирных масо я осуществление процесса их структурообразования ори пониженных ( 8 - 10°С ) температурах позволяло интенсифицировать процесс структурообразования зефирной массы.

В результате общая продолжительность технологического процесса производства зефира по новой технологии составляет 40 - 45 минут.против 10 - II часов по сушестхрщей технологии.

В восьмом оааце^е приведены результаты оценки уровнй организации (целостности) новой технологической системы производства зефира на фурпелларане. Исследования проводились по штодт;ч. изложенной в первом разделе.

Установлено, что уровень целостности технологической системы производства зефира на фурцелларане значительно выше, чем на агаре, и находится (см. рясЛ.зона II) в области цадоотшт систем (вник линии 6*0).

Повышение уровня целостности системы достигается, в основном ,* 1 счет стабильной работы подсистемы ">". Из »той подсисгр -мы, в результат") создания новой технологии, исключен процесс удпялпяя дпл» мши из зефпрй'(суггки аофиря), дпптельвдсть Г'ми (*»го <"0<>птмип 9-10 Но и^г^Л т^нчлопш продол*« г*1

Pire. 4. . /ппвратурш схема пйтечно-мехакигировавной >ши производства зефира на ^урп^лгараяе,

I-jHcc/твр; г-евтовесы; З-кервик ли патоки;- ^насос; 5-еккость-яакогттель; ' 6-пяунжер-ннк авсос; Т-зкеевиковаЯ вэротяиз аппарат; в-пароотделитэлъ; 9-еиЕ0сгь с ойогрезок; 10-рас :огпая еккссть вая сиропа; И-расхблам eesccîb для патоки; 12-расходная емкость для пере; 13-скеевтель; Х^процежуточвая емкость; 15-»естереяв!Л насос; 1б-сбива«кая камере; 17-формусгая аашияз; 18-тралспортер;19-охтдаещее устрояетве: 20-глезироэочяая мавиЕй; 2I-oxiaizaoiec устройство;'22-т^нспортер уоаци.

ность процесса струятурообразопания зефира составляет всего 5,5 минут* Это позволило механизировать операции, входящие в подсистему "А". При атом общая продолжительность технологического цикла производства зефира сократилась более чем в 12 раз.

Таким образом, новая поточно-неханизированная линия является высокоорганизованной системой и готова к приему средств автоматического регулирования и управления процессом, ВЫВОДЫ

1,Впервые, о помощью системных методов исследования, получена количественная оценка урошя целостности существу щей технологической системы производства зефира на агаре. Показано, что уровень целостности этой системы чрезвычайно низок я находится

г области сушатнвных систем, поэтому технология производства зефира на агаре не может служить основой для создания поточно-механизированной линия.

2. На основг£нии результатов вксперименталыю-отатистическо-го исследования процесса стувнеобразования рецептурных смесей для зефира с фугиеллараном и структурно-механических свбйств образующихся студией вперше разработаны оптимальные параметры новой технологии производства зефира на фурцелларане!

-кассовая доля фурцелларана в рецептурной смеси, % - 1,0; -массовая доля яблочного пюро в рецептурной с^еси, % -0,В5; -содержание сухих веществ в^рецептурной смеси, % - 74,0; -содержание сухих веществ в фурцелларано-спхпро-па точном сиропе, 2-81-1;

-концент; ¿¡цэд хлористого калил в >3'Урцатлорт)ю-салгцх)-иаточном сиропе, % - 0,15;

-температура фурцелла рало-саха го-ш ¡точно го си{>упп,г'0 -вн-З; -температура рецептурной смеси и эофиргюй тсш,"С --плот »юс ть роЗ1тр«оП ;,т:'.сси, кг/;;3 - 4Г1?> * ТЙ.

3. Адгезионные свойства зефирных масс на фурцелдаране в значительной степени зависят от их технологических параметров (тем-иератур!, содержания сухих веществ в массе и ее плотности).

Установлено, что зефирная масса аа фурцедларане с точки зрения ее адгезионных свойств дооона иметь следующие параметры:

- температура, °С - 67 ± 1{

- содержание сухих веществ, % - 74,5 * 0,5;

- плотность, кг/м3 - 435 - 15.

4. В результате прогнозирования принципов Функционирования технологической системы производства зефира на фурцедла^оде, что связано с определением численного значения критерия качества структуры системы, установлено - разработанная технология является весьма перспективной. '

5. Сокращение продолжительности технологического процесса производства зефира яо новой технологии до 40 - 45 минут (против 10 — II часов по существующим технологическим схемам производства зефира на агаре и- пектине) позволило впервые создать поточно-ыеханизированнуф линию со производству зефира * В шоколаде" на фурцедларане производительностью 3,5 т/смену.

6. Показано, что уровень целостности технологической сиито-'щ производства вефира на фурцелдаране находится в области целостных систем. Поатоцу новая поточно-механизированная линия дел производства зефира является высокоорганизованной ливтемоЗ

и готова к приецу средств автоматического регулирования и управления г-чщессом,

7* Яоточно-мех авизированная ли. ия по производств зефира

"В шоколаде" на фч рделдаране передана и о нмтно-про мишенную * •

експлуатацио московской кондитерской фабрике "Ударница",

.При выработке зефира на фурцелларпне в условиях зтой линиг производительность труда увеличилась на 30%; уровень механизан-ш

повысился на 28,6%; сократился расход сырья на 1 т продукции; полностью ликвидирован тяжелым ручной труд; значительно улучшены санитарно-гигиенические условия труда.

Рецептура к технологическая ииструкшгя но производству зефира «В шоколаде» на фурцелларапе утверждены Упркондитером Мннпгпцепрома СССР.

В_пернод опытна-промышленной эксплуатации лпнпп в тсче-ииевкда вырабо^Во и реализовано в торговой естн более 100<^г зефира. Фактический экономическим эффект при этом составил около 100 тыс. рублен.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Адгезионные свойства зефира на фурцелларане м пектине /[В, В. Парфенепко, Г. Ф, Леонтьева, П. Л, Фншкина, М. Л. Сос-кнна]. — Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1984, № 7, с. 45—47.

2. Фншкина Н. А., Леонтьева Г, Ф., Панфилов В. А. Оптимальные параметры производства зефира па агаре из фурпелля-рнн. — Хлебопекарная к кондитерская промышленность, 1984, ЛЬ 12, с. 28—30.

3. Оценка готовности лишш для производства зефира к приему средств автоматизаипиДН, А. Фпшкппа, Г, Ф. Леонтьева, В, В, Парфенепко, В. А. Панфилов]. — Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1985, N9 11, с. 42—45.

4. Способ производства зефпраДГ. Ф. Леонтьева, [5. В. Ппр-феи^шо, О. С. Гр^^в, Н, А. Фншкина и др.]. — А. с. № 1062У09 с «ПублИ^Щпя изобретения и открытой печати занре-

ь щепа».

5. Линия производства зефнра/[Г. Ф. Леонтьева, Г. П. Горячева, Н. И. Пушкова, Н. А. Фншкина и др.). А. с. № И921У2 с грифом «Публикация изобретения в открытой печати запре-

" щена».

НО «Дналггци» УП,М 3153—100

• - •