автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Управление поточным производством мучных кондитерских изделий с использованием акустического способа контроля текстуры

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РСФСР

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

На правах рукописи

ЮОДЕИКЕНЕ Гражина Фердинандовна

УДК 664.681:658.562.4.012.7

УПРАВЛЕНИЕ ПОТОЧНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ

МУЧНЫХ КОНДИТЕРСКИХ ИЗДЕЛИЙ с ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АКУСТИЧЕСКОГО СПОСОБА КОНТРОЛЯ ТЕКСТУРЫ

Специальность 05.18.01 — Технология хлебопекарных, макаронных м кондитерских продуктов

Автор ефер ат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

МОСКВА—1992

у Г ч. * -'<> -

Работа выполнена в Каунасском Технологическом университете Литовской Республики.

Официальные оппоненты: — доктор технических наук,

профессор 3. Г. СКОБЕЛЬ-СКАЯ

— доктор технических наук, профессор А. Н. ДОРОХОВИЧ

— доктор технических наук, профессор С. Я. КОРЯЧКИНА

Ведущая организация: Государственный научно-производственный центр «Спартис» пищевой промышленности Литовской Республики.

Автореферат разослан « » дХ 1992 г.

Защита состоится & » НчАяЯ 5992 г на за.

седакии Специализированного Совета Д 063.51.01 Московского ордена Трудового Красного знамени технологического института пищевой промышленности.

Просим Вас принять участие в заседании Специализированного Совета или прислать отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью учреждения, по адресу: 125080, Москва, Волоколамское ш., Ц.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Ученый секретарь Специализированного Совета, к. т. н.

И. Б. КОБЕЛ ЕВА

! I

---J

ОБЩАЯ ШШЕРПСША РАБ01И

Актуальность лроблещ. Среди продуктов кондитерской промышленности мучные изделия, безусловно, занижают важное место. Постоянно 8 обеспечение потребителя высококачественной продукцией кондитерского дела является главной задачей, стоящей перед отраслью. С точки зрения науки о физиологии человека большое внимание уделено расширению ассортимента новими видами продуктов, отличающимся меньшей калорп'!ностью и повшенным содержащем белка.

В регении поставленной задачи большую роль играет передовая наука о текстуре готового продукта - нритерие качества данного вида изделий, так как изменение традиционно.'! технологии с целью её интенсификации или рецептурного состава оказывает непосредственное влияние на реологические сх одства полуфабрикатов ( эмульсий, суспензий и теста) и качество готовой продукции, Экспери-цснтальное выявление 'даншд зависимостей позволяет реаить вопрос управления технологически:.!, процессом.

В области изучения полуфабрикатов в потоке накоплен обпир-ий опит. Что касается тверди: мучшх кондитерских изделий, исгш-тшсше ir надёянко шютрутиалыше методы не следования в отечественной про:.пшленностн отсутствуют.

3 мировой практике изучения текстуры твердое иучкцх гзделий посшиелн труды авторов "ачихина 7?., Благовещенского И., Черника D., Zenz П., Schteimng G., Tscheuschrur K-D., Bindruh U.,West IX Результаты экспериментов хороао коррелпруотся с сенсорнши методами анализа и внедрени в п'ромпшгептх лабораториях. Однако использование механических способов в погочшгс линиях для оценки текстури мучтк изделий ограничивается из-за необходимого контакта с продуктом при измерении. Комплексный подход к оценке текс-турн отсутствует.

В связи с изложенным, возникает необходимость создания методов бесконтактного контроля текстуры твёрдых цучних кондитерских изделий, а также комплекса мероприятий, связанных с управлением ' их качества,.

Современный научно-технический уровень в области радиотехники, 'злентроники, вычислительной техники и др. позволяет считать вполне реальным создание акустических приборов, отвечающих требованиям бесконтактного и оперативного измерения в потоке.

Кроме разработки акустического устройства, осуществляющего непосредственное фиксирование одних или других физических параметров, возникает необходимость непосредственного выявления их зависимости'от свойств текстуры, оценивает« известными методами. Зга разработки тесно связаны ые:кду собой и требуют согласованных решений.

Наличие среди твёрдых мучннх кондитерских изделий достаточно сло.тных структур предъявляет особые требования к анализу, В мировой практике для объективного анализа прочностных свойств твёрдых кондитерских изделий обоснованно выбирается модель, адекватная реальному изделию. Моделирование деформирования и разрушения изучаемого материала позволяет получить реологическое уравнение, анализ которого приводит к оценке количественных характеристик и энергетических показателей процессов механической обработки продукта. При использовании бесконтактного акустического подхода к анализу научно-обоснованная !:етодология отсутствует.

Цель и направления исследований. Целью настоящих исследований являлась разработка научно-обоснованной методологии оцен- _ ки текстуры мучных кондитерскж изделий акустический способом и решение проблемы управления технологическим процессов при их производстве.

В соответствии с поставленной целью были определены основ-

пае направления иос-чодованлЯ;

- изучение, анализ я технико-экономическое обоснование методов э;:.5пг.<?сс.то'~ оцепга тексгурп ).:уч<Ш кондитерских изделий с использованием ультразвука;

- разработка научно-методологических основ изучения механических и геометрических свойств текстури иучних кондитерских изделий с учётом их структурных особенностей при помощи ультразвука;

- научннй анализ и экспериментальное обосноиение математической модели дтл оценки параметров микроструктуры мучных кондитерских изделий с целью углубления знаний о текстуре изучаемых пищевых продуктов;

- разработка эффективного нетода комплексного изучения текстуры продукта, позволявшего определить помшо плотности, интенсивность набухания, показатель набухаемости, время разрушения структура н дефектность поверхности изделий;

- научно-практическое обоснование регулирования текстури нуч-!шх кондитерских изделий при изучении структурных особенностей сбиваемых масс ультразвуком;

- разработка раидоналыага технологических способов производства теста 1/учшх кондитерских изделии с добавка;™ полочного белка",

- сирокая ошггно-прошшленнал апробапдя основшо« результатов исследований в пищевой промышленности.

Наушая новизна. На основании системного подхода с учетом теоретических обсбг;енп;"! и получении экспершенталыс« данных решена проблема управления поточным производство)! мучшх кондитерских изделн" с использованием акустического способа оценки текстури.

Ваявлеш: записююстн ш:--цу сарактеристнкглн тскстури тгЛр-днх мучннх кондмерапгх изделий и парзнетрш.ш акустического сигнала ( амплитуды прошедшего через материал импульса, отраженного

от него, а тадгко соотношение одалитуд огпа^шюого и прошедаего ишульса) , дамцими разностороннюю ипфарцаилэ. Результаты исследований аищшгуды прошедаего через материал акустического ' сигнала позволили получить тарировочные гривне для определения плотноста и значений критического давления мучных коицигереглх изделий типа листовых ва/рель, крекеров и белкового полуфабриката. Полученная экспериментальным путём линейная зависимость х.:елс-ду значения,»! еиплитуды отраженного от материала акустического сигнала и поверхностной пористостью зафелышх. листов монет служить в качестве тарировочной кривой при переходе от афотической характеристики к геометрической. Результаты исследований показали, *гго при использовании установленной экспоненциальной зависимости ме.чду соотношением амплитуд отроённого от материала акустического сигнала и гтропедаего через материал, с одной стороны, и плотностью, с другой, иояно заметно повысить точность оценки качества изделий большей плотности.

Моделирование распространения ультразвука и экспзрш.!енталь-ное определение зависимостей некду акустическая!, геометрическими параметрами и качественны:.»! характеристиками изделий, приготовленных при разных технологических резшах зачеса теста и рецептурном составе, позволили вшшить текстурные параметры, оказывающие влияние на качество мучных кондитерских изделий, и их оптимизировать.

Получена и подтверждена экспериментально математическая модель структуры твёрдое кучпнх кондитерских изделии, позволяющая теоретически оценить такие параметры .микроструктуры, как _ диаметр частиц, число контактирующих частиц и средняя сила индивидуального контакта. Экспершентально доказано, что варьиро-ваниегл значений этих параметров (¡окно в л ист ь на механические свойства продукта и, тем самый, осуществлять управление их ка-

чество.м.

Разработка способ комплексного анализа качества мучных кондитерских издали*., позволяуцпй установить впервые такие показатели текстурц, как интенсивность набухания исследуемого образца, показатель табу;:аег;осга, величина времени разрушения структуры и показатель де.Тентностн поверхности изделий, помимо плотности.

Установлено, что на прочность белкового полуфабриката оказывает влияние объёмная пористость и обуславливающее её параметры структуры (число пор, средний диаметр пори ) . Текстуру готовых кондитерских изделий можно оптимизировать определением своевременной акустической оценки сбиваемых масс. Моменту готовности масс соответствуют следуйте после второго цикла пониженные значения амплитуд отражённого от поверхности материала акустического сигнала. Чувствительность метода згж::снт от избранной экспериментальным путём частоты акустического сигнала.

Разработаю! новые способы производства теста вафельных листов и крекеров с белковыми веществами молока при оптимально« сочетании технологических параметров и рецептурного состава; подлежащих управлению. Соблюдение установленных технологических параметров и оперативный контроль текстуры изделии способствуют интенсификации технологического процесса и повышению объективности производства.

Практическая ценность работы. Разработанная автором методология исслвдовшуя текстуры мучных кондитерских изделий акустическим способом позволяет впервые в отечественной л мировой практике решить крупную научную проблему управления поточным производством кучных кондитерских изделий. На основе теоретической базы автором разработаны и защищены апторскиш свидетельствами "Способ контроля качества вафельных листов" (A.C. 1552СГ9)и "Способ определения показателей текстуры в процессе кот-роля

хлебобулочных п мучных кондитерских изделий" (положительное ре-йеша на заявку Р4739006A3 (HS8026) , а также сконструированы, изготовлены и апробированы приборы для бесконтактной оценки текс-• тури изделий в промышленных условиях ( прибор (¡Т ) и для лабораторных исследований комплексных характеристик текстуры ( прибор..!г2). Устройство для оценки качества ва^елш-к листов было представле-. но на выставку ВДК СССР, Москва, 1039г. ( Отмечено серебряной ме-,далью ).

Разработанный "Способ контроля качества вафельных листов" с применением ультразвука внедрен d Агстрии, Университете 2ериовнх культур, фиргах "Hanner " и "Franz Haas Waffflmaschinen" г. Веш, а такяо на предприятиях Литовской Республики ( г.Каунаса и г.Клайпеда ) .

Разработаны новые технологии выработки кучных кондитерских издолий, заирпцешше авторскими свидетельствами "Способ производства вафельных листов" ( А.С.1560074 ) и "Способ производства крекеров" { A.C.I<M2IC4 ) . На "Способ определения момента готовности ,кремообраэных сбивши сливочник пасс" получено Л.С.1605198.

Для внедрения новой технологии при £}!работке мучных ковди-' терских изделий, разработаны технологические шетрушуш:

- по производству крекера "Молодость" ускорении способом с добавлением сухой пахты или сывороточного белкового концентрата в тесто в виде суспензии;

- по производству ваЛелышк стаканчиков с сухими веществами молота.

Экономический эффект от внедрения научных разработок за рубежом и на предприятиях Литовской Республики ( Государственном пред-приятга "Кауно дуона", Каунасском Молочном комбинате, Клайпедс-ком обьединегаш хлебопекарной проидале'тюстн ) составляет 500тнс. руб.

Апробация работм. Основные положения работы излозеш в докладах на мегтдународнш: конгрессах по зерну и хлебу (Швейцария, 1588г.; С'инляцция, 1С'89г.; Австрия, 1990г.; Mocjma 1990г.; Республика Чехии и Словакии 1521г. )•; конференции с международным участием " Reologie und Textur von Lebensmitteln" ( Дрезден, I98Sr.) ,111 совещании по вопросам реологии пищевых проектов (Яетмольд, Германия, 1990г.); всесоюзном совещании "Химия запаха ninijn" (Каунас, 1987г. ) ; III всесоюзной научно-технической конференции "Разработка процессов получения комбинировала ад продуктов питания",(Москва, 1988г. ) ; всесоюзных семинарах: "Интенгафикация и автоматизация технологических процессов обработки mqeBiix продуктов, ( Москва, 1989г.) и "Теоретические и практические аспекты применения методов инженерной и физико-химической механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов гощевых производств", ( Москва, ICCOr. ), на республиканских научно-технических конференциях с IC85 по 1Г92г".г. Литовской Республики .

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 34 печатных работ (в тон числе 23 - в зарубежных журналах ) , получек/ положителыше решения на тдачу 5 авторских свидетельств.

Объем и структура днесерташк. Диссертация состоит из владения, обзора литературы, экспериментальной части, выводов, библиографии и приложений.

Результаты исследований и шс анализ изложены в 4 главах. Работа изложена на 280с. основного текста, содержащего 44 таблицы и 66 рисунков. Количество npsoiosteinjit 26. Библиография включает 217 истоадшкол, в топ та еле 122 инострашшх.

ОСНОВНОЕ СОЛСРГАЧ1ТЕ РЛГОШ Т. Скепориыенталышя часть

Работа выполнялась на кафедрэ технологии rnrpnux продуктов Каунасского Технологического университета ( Липшего Каунасского политехнического института ш. Антанаса Снсчкуса) в тесном творческом согру::сестве с Клаипедсшти осгнздпненпеи хлебопекарной про-пшдогаюотм, Государственном предприятие!.! "liayiio дуона", Каунасским Молочным комбинатом и австрийскими кондитерскими фирмами: " Manner " 11 " Franz Haas Waffelmaschinen".

I.I. Объекты и мстодл исследований

Объектами исследований слупгилн мучнне кондитерские изделия -вафельные лист, ггрекери и белковый полуфабрикат. По первому направлению ряботн велась разработка повпх акустических методоп ксследоссипт и комплексное изучение тскстури ( механических свойств, параметров макро и микроструктуры ). Для этого готовились разные образцы мучнкх кондитерских изделий, отличающихся органолепти-чеекда- качество:.!.

По второму направлению исследований велось изучение возможностей управления текстурой мучных кондитерских изделий. Оптимизация показателей текст;,-рн белкового полуфабриката рассматривалась с точки зрения управления операцией сбивания.

Изучение возмогшостей управления текстурой крекеров и вафельных листов проводилось с целью объективного использования вторичных продуктов молочной прст.гл^ленности (для ва'елыпк листов -пахты, а для крекеров - ечк и енвороточкого белкового концентрата ) . Основной задачей исследований являлось определение опт-

ыалыпвс технологических параметров приготовления тоста с белковыми добавками п 01трв; 1,сл<з1пге их влияния на качество полуфабрикатов и готовой продукции. Па основании шгсштпческого планирования эксперимента изучались способы введения молочных добавок в тесто.

В работе использовались как общепринятые, так и специальные методы оценки технологических процессов, свойств полуфабрикатов и готовой продукции с использованием ультразвука (рис. I ) .

Ашнме исследований обрабатывались методами математической статистики.

1.2. Результаты исследований и их анализ

1.2.1. Разработка метода экспрессной оценки качества' мучных кондитерских издели" ультразвуком

Для разработки технологического метода исследования мучннх кондитерских изделий, в начальной стадии работы была поставлена задача проверить есть ли связь между параметрами акустического сигнала я зсритЬчоского давления ( Р) для образцов различного качества.

Исследованию подвергались листотпю ьаТли и белковый полуфабрикат. В начале анализировалась теоретическая зависимость меяду критическим давлением и параметрами акустического сигнала с принятыми предполояошмпп! модели структуры изделий.

Правильность тсорсигчяспгх зависимостей проверено экспериментально.

Структурно-механические свойства изделий контролировали по величине амплитуды алогического сигнала, прошедшего исследуемый материал. Параллельно определяли текстуру образцов на струк-турографе фирм Бр?бендрра ( Германия ) и плотность изделий.

Г)ш. I Елок - гг.;с!Л1 стекда покорения гфош.ттрого -через материал и отрехунного от исто якустнческого сигнала: Т;2;Г?;4 -излучшхрю акустические аитенш; 5;С',7;Е - приемные акустические антошп; Г;Ю - коммутаторы; II - модулятор; 12 - генератор видеоимпульсов; 13 - генератор спнуссИд?лышх сигналов; II - детектор; 15 - усилитель ТУП 00.01?; 16 - ин.ипсатор; 17 - исследуемиЛ объект; 10 - зеркальная поверхность.

Данные OKciicpmiGiiTOii покапали мкспонзнццольную зависимость плотности вафслыпк листов (g) 'J-иртя-т " Manner " от амплитуды акустического сигнала прошедшего материал (Ат), опиемвагмую уравнением:

Коэффициент корреляции ( г) мегчцу величинам!! Ат и равен -0,0672.

Выявлена тесная корреляционная связь медду плотностью ( О ) и сопротивлением исследуемого образца приложенным критическим давлением (F ) , полученное методом Ерабендора ( г = + 0,9117) . Она п'грггтается липонпо:! -Тункщ-.е;!.

Для листошг* вафель ф'ирш " Manner " она описылается уравнением:

F - 225,4-.2 * 14,4 1 2 >

Для белкового полуфабриката ома вира-сна уравнением: F = 5435,9- <? ♦ НО,? ( 3 )

Сопоставляемые методы гакле хороно коррелируют мел,ду собой для гафслыпос листов фирмы " Manner " Г = - 0,8785, а для белкового полуфабриката г - - 0,6755. Величина акустического сигнала (Лг ) и критическое давление ( F ) связаш! меццу собой экспоненциально"! зягнгсимостью.

Дчп листовых вафель ¡"irpini "Manner" она выражается:

-o,t-F

Дт = 353-е (4 )

Для белкового полуфабриката она описывается уравнением:

, гп у -0,0004-f

Аг = 33,4-е i (5)

Интересно отметить, что результаты исследований, полученные методом Ерабендера, лучке коррелируют с плотностью, а также прошедшим через материал акустическим сигналом в интервале большее

шаченш'! ПЛ0ТИ0С1И, а ультразвуковой метод более точен при малых значениях плотности. Последняя тенденция особенно проявляется при исследовании продукции повтеннсй плотности. К ней относятся листовые вафли Литовских предприятий и белковый полуфабрикат в случае отклонения от оптимального реяимо сбивания (недостаточной или повышенной прододлительности ).

1.2.2. Моделирование и экспершонтплыгос определение

связи мелду акустически: :н, геометрическими параметрами мучных кондитерских изделий и их качеством

Представленные в данной главе исследования посвящены математическому обоснованию и численному анализу метода ак-усти-ческой опенки качества ггпитчх коц^ггероких изделий. Возможность такой диагностики была показана в предд^цей главе, где экспериментально обнаружена хоролая корреляция амплитудой пргапед-шего ультразвукового сигнала и плотностью, а гакгле 1гритичсскои давлении па продукт. Совертаенствовуя метод анализа твердых муч-ннх изделий, мы следуем далее по пути моделирования, обращая внимание на некоторые теоретические соображения и эмпирические особенности, связашше со структурой мучных кондитерских изделий.

Считается, что вафельный лист представляет собой трёхслойную структуру, каддый слс,'1 которой мо.тет характеризоваться э^Лек-тивнш акустическим гопеданеон и волнопм числом (к,), полученным из решения одномерного волнового уравнения. Для квазиоднородной эффективней среди имеем соотношение:

к'-р-^г (6)

где: р = 6,(^ + 1- й Ы У ) ' структурная константа, определяющая степень замкнутости пор материала и жесткость материала-, - эффективная вязкость воздуха в порах; - порис-

- m -

•гость штбрц&ш, iiiiBiiaji сшокишо cci-ьила нор t;o ¿cuiy объему, о - скорость во.гпи; иГ - круговая частота вояш.

,Ндя определения сопротивлении продуъпнш) гюль&ус^он пвркыш-ш:о1п:ол моделью, суть котороД сводится к оо'уелашшвшш,и сопрслм.и-ления к продуванию (R ) , норогсвнм,объемом ил:; диаметрим пор(«Д характеристическим ¡значением ( R„ ), а такле степешшм показателем перколяциошой степени (с*гп). Теоретическая и эмпирическая связь мегду сопротивлением продували» ( R ) и средни.» диаметром пор (а ) для перколяциокной структуры имеет вид:

R *R» /¿v («о /а )3Un (?)

Определив, таким образом, элективное волновое число каждого слоя, далее решаем анустомскуа волновую задачу отраг^егая и прохождения гсятулься через трехслойную структуру. Для этого выбираются граничные условия, которые г.оставляет систему линейных алгебрпческих уравкс1лгЛ, решением которых является определение коэффициента прохождения и отражения.

Результата расчетов для амплитуд пропевшей волш (Ат) при исследовали! ыгелыйтс листов малой плотности ( g « 0,095... ...0,130 г/см"3) показаны на рис. 2 и 3, а для повькекноР, плотности ( ç = 0,175...0,20-1 г/с!.'3 ) на рис. 4 и 5. Параметров служила толириа кори:. Из результатов видно, что дало для ва^ельмк листов хорошего качества, т.е. с малой плотностью, большое влияние на амплитуду прошедшей волнн оказывает корка, и тен больнее, чем пдотность меньше. С другой сторош, амплутуду отраженной волны практически определяет корка и чем корка толв^с, тем больше . значения амплитуды.

дополнительное изученмз поверхностной структуры вафельных лист об проводилось как микроскопически гаг. и. акустически по отражению акустической волш. Результаты микроскопического исследова-

ига поверхности позволили определять параметры структуры, отрака-ющие изменения текстуры ва/Т'елыак: листов. Дня образцов малой плотности с развитой поверхностной структурой - это средний диаметр чюр уменьшающийся при увеличении плотности, а для образцов повышенной плотности - увеличение средней ме.'кноровон толщины (табл. I) .

Таблица I

Результаты ыакропараметров поверхностной структуры вафельных листов различной плотности

С/в-г Иазсропа-разЧ раметры цы N. струк-раз- \гуры личной \ плот- N. ности, N. г/см3 Поверхностная пористость корочки (с Фотографии") , £КП'Й Средний диаметр пор, Я.мш Число нор в Г ь2,Г Толщина меулоровой стенки, , ккц

Малой плотности

I группа ■

0,095 33,53 36,14 328 28,89

0,103 32,41 26,00 6С0 24,64

0,107 32,72 19,57 1090 20,95

0,130 24", 43 22,81 610 40,03

Повышенных

значений

II группа

0,164 25,15 42,69 176 81,98

0 Д76 23,4Г 60,61 ег 87,56

0,183 27,22 51,35 129 83,02

0,137 21, Г4 39,53 176 87,78

0,155 19,81 37,05 184 99,81

0,211 19,73 42,03 142 101,48

Экспериментальным путем выявлена линейная зависимость между значениями амплитуды отражённого от материала акустического сиг-

- 1Г> -

I I м

о.оа 0.09

м 11 м I 0.10 0.11

гттг1 0.15 0. 6

ру.г/см3

Рис. 2 Зависимость амплитуда прошедшей волны от плотности, для вафельных листов малой плотности при разных значениях толщины корки, определяемой соотношением ^и+'Чп^-г)], где т1 - номер кривой, увеличивающейся сверху вниз, Д = 0.24, 1К= 60 мкм, а = 430 мкм, ^ = 1В, а0 = 2.32 мм, * = 18.8 кГц. Треугольниками отмечены значения, определяемые по эмпирической формуле Ат = 1.461 • ех£>(-21.45*р), описывающей экспериментальные данные.

Рис. 3 ^ Зависимость амплитуды отраженной волны от

плотности для вафельных листов малой плотности при тех ге значениях параметров.

0.15

0.10

0.05

O.OO

Рис. 4. Зависимость амплитуды прошедшей волны от плотности для вафельных листов большой плотности при разных значениях толщины корки определяемой соотношением 1 [и-д^-и], где uij - номер кривой, л = 0.24, 1к= 150 мкм, а = 430 мкм, Aq = IB, aQ г 2.32'мм. f = 18.8 кГц. "Треугольниками отмечены значения, определяемые по эмпирической формуле Aj. = 0.586 -ехр(-9 .41 -р), описывающей экспериментальные данные.

ч i i i i i i i i 1 i i I I I i i i i | i i I' i i i i i i ) i i 0.15 0.20 0.25 0.30

ру, г/см

Рис. 5. Зависимость амплитуды отраженной волны от плотности для вафельных листов большой плотности при тех же значениях параметров.

нлла (Л,.) и поверхностно.'! пср;:стость:о(£ ) :

Ар» 201,7-0,21 (0)

г,;с: 201,7 к 0,2. констонтп, характера! 1ч ,1,4:1 душюй рзцеи-ТЦ'-1«

Она ножг слу;.а:ть в качество Рарирояо'-шсИ кривой при пори-:;оде от акустической характеристики на геометрическую.

Микроскопический анализ внутренней структуры ваЛелышх листов показал, что изделия данного вэда мокно представить как слоистые системы, отл!г-1а;1'|иеся геометрическими свойства:,ш и качеством. В изделиях меньшей плотности с выявленной наилучшей структу« рой доминируют поры меньшего среднего диаметра ( а = 346 мш ) . На„ развитие пористости основное влияние здесь оказывает число пор, равное 374 порам в I сз: образца. При позыщении плотности масса изделия концентрируется на поверхности образца, вызывая увеличение толщины поверхностной корочки и, тагсы образом, р.гс-сенванле ультразвука. ВаЛелы-ие листы больней плотности отличаются грубой структурой, которую с ыенывей точностью можно измерить при помоги ультразвука, а также им свойственно малое количество пор повышенного диаметра ( а = 754 ыкм), равное в среднем 123 порам з I см2 образца.

Результаты исоледований. показали, что ме:-:*ду соотношением амплитуд отражённого от материала акустического сигнала и прошедшего через материал с одной стороны и, плотностью (£) с другой, *

существует экспоненциальная зависимость:

Ар/Ат = Ъ,А-еА5,А'* (9)

Выявлено, что она позволяет учесть особенности слоистой структуры и более точно оценить качество вафельных листов, особенно повышенной плотности.

Акустически выявлено, что для градуировки диагностического прибора можно использовать теоретическую и эмпирическую взаимо-

свяэь нащюхсядетюы волны и внутренней пористостью, так как : ста савиоичость особенно сильно выралона именно в интересующей диапазоне пористости вафельных листов.

При получении теоретических кривые, связывающих параметры акустического сигнала с структурой белкового полуфабриката, . иопользоЕали перколяционнук модель, суть которой раскрыта при оценке вафельных листов. В данном случае, изучая зависимость геометрическо-акустических свойств белкового полуфабриката, изменяли только определение аэродинамического сопротивления (Я) .

Аэродинамическое сопротивление в зависимости от плотности материала (§) описывается'формулой:

_-МО)-

где: - константа, зависящая от природы сырья;

■р - константа, зависящая от особенностей структуры.

При характеристике величины аэродкнзшгческого сопротивления, исходили из особенностей структуры исследуемого материала.

экспериментально выявленше зависимости АТ от ^ сравнены с расчеттии при разных значениях структурной константы I \) (рис. 6 и 7 ).

Они подтверждают правильность принятой модели структуры белкового полуфабриката, как системы с закрыт или пузырьками воздуха в жестком каркасе белковой пены. В случае замкнутости пор, зависимость аэродинамического сопротивления от плотности материала проявляется заметнее, а при уменьшении плотности образца значения прошедаего через материал акустического сигнала уменьшаются. Данные расчетов структурной константы (^¿40 ) показали, что стенки изучаемого материала не являются акустически жесткими и при прохождении ультразвука через материал воздух в закрытых порах колеблется вместе со стенками.

При сбивании белка плотность его уменьшается, число пор в

Рис.6. Зависимость амплитуда прошедшей волны Ат от плотности белкового полуфабриката для тортов при разных значениях коэффициентов * определяемых соотношением х = *к[1+Д(т1-1)], где - номер кризой, л = 0.01. 40. Треугольниками отмечены экспериментальный значения.

р„, г/с1г

Рис.?. Зависимость амплитуды отраженной волны Ар от плотности белкового полуфабриката при тех же значениях параметров как и на рис.6.

•лиг,ссг .увеличивается, толщина стсягок уценшаотся. Зги явления соп-'р0Е0гзда»отсч улучшением прохоздения ультразвука и амплитуда про-(цедеего через материал акустического сигнала достигает максимума в момент оптимального взбиванил масс. При дальнейшем сбивании происходит коалееценция воздушных образований, их число снижается, а толщина шлэторовнх стенок увеличивается. Рассеивание ультразвука в таких системах начинает увеличивается. Ухудшению прозговдения ультразвука также ноле? способствовать и повышающаяся, повадим о?,{у, жесткость стенок. Ото значит, что значешш \ при этом будут уменьшаться, а как видно из теоретических расчетов (рис. 6) и амплитуда прошедшего материал акустического сигнала. — В сл^ае оценки соотношения медцу геометрическими параметрами крекера, плотностью и акустическими свойствами (определение прохо-члешя) изучалась продукция 10га1'!пэдского объединения хлебопекарной промышленности, приготовленная варьированием влакности теста и, таким образом, отлтаю'цйЯся качеством, "рокеры с влажностью теста 20 % имели напхудиуп органолептичоскую ог.енку, 28 Й -очень поротую и СО # - промежуточную. ,"ля теоретического моделирования крекер представляли двухслойной структурой. Считали, что при изменении плотности крекера диаметр пор является постоянным, а изменяется только число пор в изделии. Из этого следует, что аэродинамическое сопротивление зависит от плотности настолько, поскольку на её влияние оказывает пористость образца. Сопоставле-ниец данных микроскопического исследования (отдельно объема и корочки) с измерениями значений амплитуды прошедшего через образец акустического сигнала били предварительно подобраны коэффициенты (структурная константа \ и перколяционный диаметр а„) такая;, чтобы расчетные значения совпадали с экспериментальными. Для более точной проверки расчетов были проведены дополнительные исследования прошедшего материал сигнала через несколько слояен-

них крекеров и через крекеры со снятой норочкой (рис. Яа, 86, 8в, 8г ) .

Результаты показывают, что значения а 0 болос жесткой корки меньше чш в объеме. Следовательно, кондитерские издолня данного вида являются как минимум двухслойно!: структурой, состоящей из корки и объема. Лучией органолептичзской оценке соответствуют значения большого диа!,1етра внутренних пор. Установленные значения структурной константы (\ » 17,2 ) и порколяциоиного диаметра

(Qo корга! " 1»° ш» ao объема = 3,3 ш ) показывают, что большая часть воздуха закрытого в порах движется совместно о "естгам каркасом крекеров и мед^азовие связи, таким образом, играют важную роль в их текстуре. Из результатов, представленных на рис, 8а, такта следует, что при увеличении обще'! плотности, амплитуда прошедаего через материал сигнала уменьшается, что свидетельствует о возможности использопшшя афотического метода для оценки текстуры качества данного гида изделий.

1.2.3. Возможности оценки параметров микроструктуры мучных кондитерских изделий

В работах, направленных на изучение текстуры мучных изделий, основное и истине уделяется их макроструктуре и таким ео параметрам, как пористость, средний диаметр пор, количество пор на единице площади и распределение пор. Более глубокий подход, связанный с оценкой микропараметров структуры (определением диаметра частиц, числа контактов и силы сцепления мегду частицами) и выявление их роли при оценке качества продукта была задачей дальнейших исследований.

Для ее решения составлялась модель структуры изучаемых образцов (листовых вафель, крекеров и белкового полуфабриката).

, ЫВ

16.0

10.0

0.25

0.45

0 65

0.85

Р„, г/с>г

Рис.8а. Зависимость амплитуды прошедшей волны Ат от плот-

ляемых соотношением пу. = а п+дсп^-и ], где - номер кривой, Д = 0.01, а = 0.555 мм.

К

. Сравнение с экспериментом: одинарная толщина крекера с коркой, л - хорошее качество, + - очень хорошее качество.

40.0

30.0

20.0

0.25 0.45 0.65 0.85

оу, г/скг

Рис.86. Зависимость амплитуды прошедшей волны Ат от плотности крекера при тех значениях параметров как и на рис 8а.

Сравнение с экспериментом: крекеры двойной толщины без корки. Д - хорошее качество, + - очень хорошее качество.

Ат, мВ

I I I 1 I I I I I ) I I I I I I Г I I | I I I I I I I I I 0.25 0.45 0.65 0.85

Ру, г/см3

Рис.Вв. Зависимость амплитуды прошедшей волны Ат ох плотности крекера для разных диаметров внутренних пор ау, определяемых соотношением ау = «^[И-Мв^-Ш, где т^ - номер кривой, л = 0.24, «к= 0.555 мм. Сравнение с экспериментом:

крекеры двойной толщины без корки. ,

л - хорошее качество, + - очень хорошее качество.

Ар. мВ

0.25

С. <5 0.65

р„, г/см

Рис.8г. Зависимость амплитуды прошедшей волны Ат от плотности крекера для разных диаметров внутренних пор ау, определяемых соотношением av - ак[ид(в1-1)3, где в1 - номер кривой, Д = 0.24, ®к= 0.555 мм. Сравнение с экспериментом: двойная толщина с коркой.

Д - хорошее качество, + - очень хорошее качество.

Исходил;! из предположения, что исследуемому образцу мучного кондитерского неделкя присуща глобулярная структура с одной твёрдоЛ Лазой, открыто!! пористостью, изометрическими частицами, точеч-7Шми кэнтшп'ймп. При составлении модели учтен '"актор упаковки, характеризущим геометрию структуры.

Изложенные в работе предположения и выявленные при этом зависимости позволили количественно в."первом приближении" вычислить параметра микроструктуры . Правильность подобранной модели подтверждена зкепэр¡тентально. рля этого издалась зависимость ме.-к-ду параметрами макро структур« и неглипчесгагм свойствами образцов рэааичного качества. Проведэтшз исследования позволили теоретически оценить параметры микроструктуры, оказывающие влияние на механические свойства про,дукта и, тем самщ, выявить возможность варьирования ими и осуществлять управление технологическим процессом.

' 1.2.4. Влияние технологических параметров на реологические свойства теста п текстуру листовых ваТ-ель

В последние годы в производство мучных кондитерских изделий широко используется нетрадиционные к мостшв ьидп сырья. Наибольший интерес представляет рациональное использование белковых зощоств молочного происхождения, Их использование снилает калорийность продукта, способствует повыиешв эффективности производства. Одновременно добавки белковых веществ молочного происхождения влияот нс. структурно-механические свойства полуфабрикатов и готовых изделий.

При разработке интенсивной технолога! производства вафельных листов с заменителем меланта. - белковыми веществами полочного происхождения, такими как сухая пахта, основной задачей исследования являлось выявление технологического режша, количества добавок,

последовательности введения рсцелтур.-алс компонентов, обеспечивающих достижение оптимальных реологических свойств теста и параметров текстуры конечного продукта.

Объектом исследований слулили иаФелыше листы, приготовленные по действующей па производстве рецептуре на основе растительного масла. Исследования проводились отдельными сериями опытов. В первой серии замес опытного теста осуществлялся однофазным способом сразу из всех в рецептуру входящих компонентов в тесто-меситсльно!! машине с механическим сбиванием. Продолг.тательность замеса 15 гинут. СухоП пахтой заменялось 0/4; 2/4; 4/4 меланжа из расиста сухих веществ. Во второй серии в опытное тесто сухая пахта вводилась в составе эмульсии взамен всего в рецептуру входящего количества г.ела1Е7.а. Занес эмульсии проводили путём гомогенизации предварительно в течение 2 минут диспергированной смеси пахты с частью вода (5 ^ от массы муки) , расти-телыпл.: маслом, солью и содой. Давление гомогенизации варьировалось в интервале 0...8 МПа через 2 МПа.

Тают менялась последовательность введения рецептурных компонентов в энульешо. В завистшости от этого готовили два опытных образца. По первому варианту при изготовлении так называемой "пряной" эмульсии сухая пахта перемешивалась с водой, солью и содоП, затем ввод;пось растительное тело. Ддя получения эмульсии по второму варианту сухая пахта перемешивалась с растительным маслом, солью и содой. Сода при выработке "обратной" эмульсии вводилась в последнюю очередь.

Так приготовленные эмульсии соединялись с остальным количеством вода и пгепичной мукой (частя)я! через 3...4 раза) в тестомесительмой манине с механическим сбивание;.!. Тагоре изучалась возмокность сбивать тесто различной влажности ( 04; 65. и 66Я) под давлением 0,1о± 0,05 МПа до однородной консистен-

ф дйи. образцы теста готовились по действующей на про-

^роде^вЬ' рецептуре на эмульсиях при смесиганим или однофазному . способ«; Ъ дс стомэсктрльной машине с механическим сбиванием.

.Г/процосс? исследования оцетталпсь реологические характе-' |>]гстик1! эмульсий и теста методом ротаидошюй вискозиметрии. Значения получекяис результатов сопоставлялись с характ ери ст и к ами тэкстури кснечтгс изделий, приготовленных на их основе. Качество готового продукта характеризовалось акустическими и геометри-1 ч?шмш характеристикамп, а таете велитаюй показателя критического' дпгдошш.

Анализ полученных оценок, продст&членпцх в предыдущей главе, ■ позволяет считать, что осношгм.! параметром текстуры, плиякдим

прочность вафельных листов, является величина среднего диаметра пор поверхности материала.

Значения среднего диаметра пор определяются двумя группами . факторов составом, в частности, влажностью теста, и параметра-';• -ич 'мисызчсскоЯ обработки при замэсс.

; Слодуег отметить, что на свойства те ста при замесе влияот

но только параметры процесса тестоприготоз'лония, но и способ вве-

11 ■

дечия баткоетк добавок в тесто.

Полученные ниш результаты исследований элективной вязкости : в»ходе замеса теста показали, что добавка сухой пахты сов-иестно с о стальники рецептурными компонентами (одно-фазный способ замеса тесга) способствует разжижению теста, С увеличением количества вводимых белковых добавок скитание ^ в ходе замеса проявляется заметнее, оно носит при однофазном способе тестопри-готовяешгя скачкообразной характер и сопровождается вымыванием клеЯковшш.

Результаты изучения текстуры готового продукта показали, что однофазный способ производства валяльного теста не зависимо

от вида механической обработки не обеспечивает качества образцов по параметру однородности. Установлено, что реологические свойства теста можно значительно улучшить при его замесе на предварительно диспергированных эмульсиях, содержащих в своем составе пахту. Дня достижения стабильности исследуемых сред с заменителями мелакха требуется специальный способ их механической обработки - процесс гомогенизации. Из даншк исследований, представлен-шк на рис. 9 пндно, что при увеличении значения давления гомогенизации в пределах от 0 до 8 1,Ша отличия характера эмульсий от течения ньютоновской гидкости нарастают. Ото можно объяснить увеличением дисперсности стропой (?азы эмульсий. С ростом давления гомогенизации в больше!! мере проявляются псевдопластические свойства исследуе!01х сред. Соответственная тенденция наблюдается при исследовании теста, вырабатываемого на эмульсиях, гомогенизированных при разных значения:? давления. Предельные значения давления 6...Б ППа приводят к повышению вязкости среды по сравнению с контрольной ira 15 что нежелательно для данного вида теста. Последовательностью введения рецептурных компонентов также мояно заметно повысить ^ "прямых" эмульсий. При этом качество теста с белковыми веществами взамен всего количества мелашса сохраняется в пределе оптимума.

",атгые исследовании готовой продукции показали, что наилучшей структурой отличаются образу со средним значением плотности

о

0,16...О,IV г/с\f и разницой мокду максимальной и минимальной

о

плотностью в одном листе до 0,02 г/см°, свидетельстЕунден об однородности стру1к"ур':т. При измерении парг-,етров текстуры ультразвуковым методом - среднео значение амплитуды прошедшего материал акустического сигнала ног.ег находится в пределах 85...95 ыВ, а разница мелду максимальным и минимальным значениями не долина превышать 15...20 мВ. ( Прямое прохо;кдошю ультразвука 5200, мВ ) .

150

г» с

Рис. 9. Кривые течения прямых эмульсий ( вода-лахта-масло )

при разных значениях давления гомогенизации : 1 - 0 №Па (контрольная), 2-2 МПа, .3-4 МПа,

4-6 МПа.

5-8 МПа.

Проведённые исследования позволили установить максинальные количества белковых добавок в рецептуре изделий, выявить способ их введения в тесто, обосновать технологические параметры производства вафельных листов.

Оптимальные структурно-мехашгческие свойства вафельных листов с сухой пахтой в качестве замешггеля меланжа достигается

при замесе теста, вла-люстыо 66 не ьцульсиях (рис. 10) . Вафельные листы отличается наибольшей однородностью. При их производстве сухая пахта перемешивается с подо.",, солыо, содой, затем вводится растительное масло. Епульгирогапие емсси проводится в течение 3 минут под давлением Г !Ша. При зшесе теста на э<.гульсиях используется давление 0,15 ППа, продол;щгелыюсть диспергирования 30 с.Ч'А.С. 1550074 ) .

1.2.5. Улучшение качества крекера белковыми добавками

В работе представлены научные результаты, полученные при разработке интенсивного технологического процесса производства крекера с белковыми добавками молочного происхоэденил С сухой пахтой, сывороточшш белковым концентратом) ,улучпающими но,только биологическую ценность и текстуру, по и' ароматические достоинства.

Основной задачей исследовашш являлось определение оптимальных технологических параметров приготовления теста с белковыми добавками и определение не влияния на качество полуфабрикатов и готоиых изделии. Объектом исследований слу;.сили 1срекеры "Молодость" и "Дачный". Изучались способы введешя белковых добавок в тесто. При производстве крекерного геста на эиульсиях, согласно существующему способу тестоприготовления, изменяли количество белковых добавок (I; 2; з; 4; 5 и 6-Й к массе иуки ) , значения рН среды (добавками творог.шой сыворотки ) , температуру - (от 20 до а при выработке крекера на основе суспензий едё и влатлость среды. Количество муки в составе суспензий составляло 2; 3; 4 и 5 Н от общего количества.

В процессе исследования оценивались значения поверхностного натяжения, реологические характеристики исходних эмульсий, суспензий, теста, а также текстура готовых изделий. Для комплексного

- го -

f , ГО кг/м'

0,23 0,21

0,19 0,17

0,15

,3

j ,Ю"3кг/ы3

0,20 0,18 0,16 0,14

j , Ю-3кгЛ.!3

0,18 0,16 0,14

II

Ol

ш

m fk

Qn.

10

Рис. 10. Распределение плотности ваЛельшх листов (I? образцов I...IO) исследованных на разных участках объекта - О , при разных влачмостях теста: I - 61,0 9$; II - 63,5 III - 66,0 0 - средний результат измерений.

анализа качества мучных изделий применялся новый разработанный нами способ определения показателей текстуры ( плотности, интенсивности набухания исследуемого пздел11Я, показателя набухаемости, величины времени разрушения структуры и показателя дефектности поверхности ). Параллельно изучались - биологическая ценность крекера, его ароматические свойства, способность к сохранению свежести.

Измерения величины меэдуфазного натяжения (£) проводились на границах раздела жидкость - газ, жидкость - -тшдкость при нагревании модельных систем (эмульсий и суспензий ) различного качест-ветого и количественного состава. Установлено, что с ростом тем-, пературы, величина поверхностного натяжения в исследуемых системах уменьшается. Как видно из данных, представленных на рис. II (граница раздела фаз жидкость - газ) наибольшее снижение 6" наблюдается в системах стабилизированных смесью сывороточного белкового концентрата и молочной сыворотки. На границе раздела фаз жидкость - ;:;идкость наиболее интенсивное изменение величины £ наблюдалось в система пахта* сьшоротка+ мука+ масло. Повышение сот деркания муки приводит к увеличении значений поверхностного натяжения.

Получешше нами результаты исследовалшй показали, что варьируя величину поверхностного натяг.;ения на исследованных границах раздела фаз мотаю влиять на структурно-механические свойства исходных полуфабрикатов. Из даыих представленных в работе следует, что для суспензий, вырабатывав!,тых из 2 'Л муки и 5 % пахты, при повышении температуры от 20 до С0°С увеличивается элективная вязкость . Наиболее резкое изменение, соответствующее снижению межфазной энергии, наблюдается в интервале температур от 60 до 70°С - 36

Зависимость ^ (в Па-с) суспензий от их температуры (Т)(°С)

- оо „

Рис. II Изменение поверхносного натяжения С » ) на границе разлёла фаз жидкость-газ при нагревании модельных систем следующего состава:

1 - пахта + вода;

2 - белковый концентрат + вода;

3 - белковый концентрат + сыворотка;

4 - пахта + сыворотка;

5 - пахта + вода + мука;

6 - белковый концентрат + вода + мука;

7 - белковый концентрат + сыворотка + мука;

8 - пахта + сыворотка + мука.

- _

представлена у равнение;.! :

0,С04 • е0'020"т (Ш

При увеличении вжаности суспензии сэдеркацей 3 ',î пахты и 4 J» молочной спворотл: от 43,5-4 до 45,00 кг/кг значения ^ понижаются в 3 раса.

Зависимость (э Па-с ) от влагсгости суспензий ( V ) (в % ) описывается уравнение!.!:

t| = 0,226 • e-°'2V7'W (12)

При сгашежш рИ от 6,0 до 5,6 эффективная вязкость суспензий содерглагря 3 % пахты сшсгоегся в 2,7 раза. Элективная вязкость суспензий, влалность 45,42 кг/кг, при температуре 60°С в зависшости от количества твопрнноИ сыворотки ( Ьг ) описывается уравнением :

rç = 0,196 • Q-0.I27-ba (1з)

Количество белкокк добавок такзе влияет на otJr.eKTUBiîyw вязкость суепенз1С;:дсли>|суспензии с 3 пахты составляет 0,Т51 Па-с, то при повшении содер-дния пахты до 5 и 7 Г5 ^ сни-яаегся до 0,102 и 0,096 Па• г., соответственно. При увеличетяг количества сывороточного белкового концентрата в рецептура изделий до 3; 5 и 7 % снижение г^ составляет соотпетстЕешю 30; 53 и 55 %.

Зависимость q (в Па-с) суспензий от количества пахты (Ь) описывается уравнением:

# Ч = 0,212- е_0'123'Ь (14)

а от сывороточного белкового концентрата ( b i ) :

i? = 0,205 • e-°'I0S'b< (15)

Вязкостные свойства крекерного теста оценивали по велитл-не предельного напряжения сдвига на двух стадиях производственного тестоприготовления: при.замесе и вылекке.

. Оптимальнее реологические параметры нрекерного теста, влажностью 28 достигаются при замесе теста на суспензиях, содержащих белковые добавки и части нуки.

Использование полного факторного эксперимента типа 2^ при проведении выпечек .крекера, позволило установить, что использование смеси белковых обогатителей, особенно сывороточного белког вого концентрата, целесообразно сочетать с творожной сывороткой. Это способствует не только повышению качества крекеров, но и интенсификации существующего технологического процесса их производства.

Графическая интерпретация модели ротатабельного планирования второго порядка показывает, что оптимальным при выработке крекера на эмульсиях является добаька 0,62 "Л сухой пахты и 5 5« творожной сыворотки к массе муки. При введении пахты или сывороточного белкового концентрата в количествах превышающих эти величины структурно-механические свойства полуфабрикатов и текстура крекера резко ухудшаются. Установлено, что при существующем на производстве способе приготовления теста на эмульсиях белковые компоненты пахты или сывороточного концентрата являются полноценными заменителями молока, но не обеспечивают значительного повышения биологической ценности конечного продукта, вследствие малого количества вводимых добавок.

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

Производственная выпечка крекеров;, и изучение их текстуры и ароматических свойств при хранении позволили определить оптимальный состав суспензий. Математически с ^пользованием ротатабельного планирования типа З5 доказана возможность увеличить количест-

10 сывороточного белкового концентрата в составе рецептуры крз-:еров до Я 'Л, иахтц - 5 ниурслыюй адороапой шворопм -> 'Л от i.:accu вводило."; пуки. Оптииальыые етрук'.'урпо-ысха.ычоские ¡всйсгза крекера досгг.гасгся пи; со,;ер:;хлпи н суспензиях 2 t му-:и. Суспензии готовились чин интенсивном перемешивании мешал-;ой роторного типа и тедлоаоГ. обработке, соответствующей температуре клейстеризацш шжнлчного нрма/лла. Значения pH среды отвечали кислой области (A.C.I44SIS4J .

Выявлено, что основную роль при изменении значений напряжен..л образцов играет сила ивдыщурлького контакта ыоццу частицами. Изиенешге других параметров структуры таких кал диаметр частицы, средний диаметр поры в зависимости от рецептурного состава и технологического рехича является незначительный.

Особенно следует отке-гнть тот fai.T, что огимаальши тохно-логичеепш параметрам прсйсподсгва крекеров ствечгил1 составы эмульсий и суспензия,. г-юлгсчша! г.аззгкностьо?о x0?opi.x . •

на исследуемых границах наименг^но.

Для обеспечения xcpo;;rro качества готonzc изд&лий с йахто« рекомендована величина э^зктаноЗ вязкости суспчнзлм 0,121 По.«<у а с сизорото1ашм белковый концентратом - 0,111 Па* с.

Впработслпх'е по технологии, оскованно?. на использовании сусп суспензии, крекеры отл;гчатась псны^ен;гл в среднем на 1,5...2,0 ?! содерпаииеи болкових вертеть, у^-чпетгол сбалансированность» го неземенкным пппЯкислстгл ( чголгГи^ину, валину, лизхну, троои-ну).

"ашпге исследовали", стгу^урио-^схашчоспк оеойс.-в подели?, и общего содержали яарбогикшг; соединен-/,локазели, что использование повшешгш: количеств белковых добавок способствует более продолжительному сохрпнешш свежести проекта.

• 1.2.6. Возможности управления текстурой кондитерских изделий операцией сбивания

ч

Результаты исследовашн'! зависимости -:е:.;сцу механическими свойствами и параметрами структуры (макро и микро) белкового полуфабриката показали, что основное влияние на прочность сбиваемого образца имеет объемная пористость и ее обуславливавшие параметры ( число пор, средний диаметр поры) и они долгий быть оптимальными, как в отношении абсолютных значений, так и однородности среды. Следовательно, вопрос управления операцией сбивания является важным.

Кроме белкового полуфабриката исследовании, подвергались бисквитное тесто и сливки. Последшге использовались различной жирности С33 и 35 5»> и различного времени года (ноября, апреля и июля) , охлазденные перед сбиванием до -4°С.

Для анализа сбиваемых масс использовали акустический метод, основанный на измерении амплитуды отраженного от сбиваемых сред акустического сигнала (Ар) во времени механического воздействия.

. Частота акустического .сигнала составляла 60 к11ц.

Результаты экспериментальных значений Ар , полученные при сбивании осенних сливок 35;д1рности, представлены на рис. £2, (кривая I) .

Как видно из результатов акустического анализа, при облучении сбивньк сливок акустическим сигналом в ходе их сбивания через каждую I минуту отраженный от поверхности материала сигнал возбуждал на выходе приемной антенны электрический сигнал различной амплитуды (Ар) . в начальной точке, сливкам пород сбиванием, соответствуют значения Ар - 2,3 ыВ. Сбивание сливок приводит к выработке в них воздуха, который разбивается на мелкие пузирки с образованием пены. Пена состоит из воздуха, плазмы и :.;ира. В

начало образования nein: поэдуилшо пузырьки укрупняются, -'»что соответствует первому циклу снигения значений Ар до 0,9 мВ. Затем Olm разбиваются на более мелкие. При этом жировые шарики начинают постепенно укрупняться. Это доказано экспериментально. Выше указанные процессы сопровождает резкое увеличение значений Ар до 3,7. Экстремальному максимуму свойственна самая лучшая дисперсность среды. При более продолжительном сбивании значения Лр начинают уменьшаться. Устойчивость воздушных пузырьков постепенно падяет, и при выходе па поверхность они разрушаются. При этом яироЕпе сарики сливок начинают резко укрупняться образуя конгломераты. Пенеобразугап'ая способность сливок снклается, что соотвествует значений Ар , равному 1^9мВ» Тднный процесс продолжается до образования масла, 1'де Ар составляет 0,2 мВ.

Результаты изучения весенних и лстмрс слисок показали,что чувствительность методг зависит от избранной экспериментальным путем частоты акустического сигнала. Оптимум для данного сырья установлен 260 кНц.

Аналогичная динамика изменения Лр , отралаю^ая формирование структуры масс, была получена при сбивании бисквитного теста и белкового полуфабриката.

Определение момента готовности сбиваемых сливочных кремо-образннх пасс акустическим способом проводилось сравнением значетй Лр с друпс.ш характеристиками оценки качества сред: массовым объемом ( V ) , результатами орггнолептической оценки и величиной зшровых частиц (а^ ). Как следует из акустических характеристик и др. результатов исследований, представленных на рис. 12 , моменту готовности сливочных кремообразнкх масс соответствует следую?",ее после начала второго цикла слипающиеся значения iL , -что соответствует 1,8 мВ (кривая I ) . Такой про-

- Г8 -

сбразо0.чние|кр!?мообраз11ая¡зернообразная сгрук!ура|масло пены структура

(оптимум)

Рис. 12.Результаты оценки качества сливок 35 % жирности по раонш характеристикам: I - амплитуда отраженного от материала акустического сигнала (Лр) , 2 - массовый объем сбиваемых масс ( у ) > 3 - средняя величина мировых частиц (я.т ) .

дукт отличается наибольшим массовым объемом ( кривая 2 ) и наивысшей степенью дисперсности. Величина игровых частиц является оптимальной (0,5...1,0 мкм ), кривая 3. Исследования значений Лр сбиваемой белковой массы и готового полуфабриката ( рис. 13)показали,

- -

max min

t, С

Рис. . Результаты акустических исследований сбиваемой белковой массы по значениям отражённого А^ от материала акустического сигнала ( кривая 1 ) и пористого полуфабриката для тортов по значениям прошедшего ат через материал акустического сигнала ( кривая ?. ) и по разнице между максимальной и минимальной значениями амплитуд прошедшего акустического сигнала «гоах .min , - .

Лт -А ( крипа я 3 )-

что оптимально"; акустически установленной "структуре сбиваемого белкового полуфабриката для тортов соответствует максинглыше зна-чеш!я амплитуд прошедшего через пористый полуфабрикат акустического сигнала (кривая 1)и максимальная разница мепду максимальной и минимальной значениями амплитуд акустического сигнала, установ-

'. .'¡очнм lm разных постах исследуемого образца.

1!рк сбивании бисквитной масон сниджщкмсд после начала нто-poio цикла значениям Лр соответствует наибольшая пористость полуфабриката, равна 76 si.

опфсз швод! н ркакглт^

I. Быязлены теоретические зависимости меяту критическим давле-лелпем и значениями амплитуд ультразвукового сигнала прошедшего листовым газель и белковой полуфабрикат и проверены экспериментально. Установлено, что сревннвоси:е методы дополняют друг друга. Результаты, полученные методом Гроо'енд^ра, лучше коррелирует с плотностью в интервале Тельник значений плотности, а зг-устичсскии способ более точен при малых значениях плотности. НолпП технологический метод определения ':екстурм нучынх кондитерских изделий, по сравнению с методом Брсбевдера, отличается бссконтагтностьв, бгге-гротой, простото''! и не зависит от субъективного ''актора эксперте; ,тат эра. Его ио-зго пслользэсать с го:очных лшгис: производст-г-а гфчгоос кондитерских мдолий.

',1. Поделпро5"Ипз и пкепоричентпльно установленные завнсинос-ти мотгду акустичеспгш, геометрическими свойствами мучных кондитерских изделий и их качегЕенкымн характеристика!ш показали, что Ео'елыше листы являются слоистыми структурами. Выявлено, что с тювыиением плотности образца масса изделия К01г;ентрнруется на его поверхности, вызгазая увеличите юл^шш поверхностной корочки и, таким образом, рассеяние ультра звука. Результаты исследований показали, что использованием установленной экспоненциальной загис'лмости иекду соотнопеьиеи амплитуд отраженного от материала акустического сигнала и проведшего через материал, с одной сто-рош,и плотностью,с другой,можно заметно повысить точность оценки

качества изделий повышенной плотности.

¡^Экспериментальным пугет полученная линейнея зависимость мед-ду значениями амплитуды отраженного от материала акустического спита и поверхностной пористостью пофелыпгх листов может служить в качестве тарпровочной кривой при переходе от ультразвуковой характеристики на геометрическую. Результаты шпсроскопичес-кого исследования поверхности образцов позволили выявить параметры структуры, отрзлакярм изменешш текстуры вафельных листов. Для образцов малой плотности = 0,0?5...0,1"0 г/ciP ) с развито:"! поверхностной структурой это средний диаметр пор, уменьшающийся при увеличении плотности, а для образцов порышенной плот-

п

ности (<J> = 0,175.. .0,201 г/см°) увеличение средней мсяпоровой толщины.

4. Исходя из экспериментально установлешпк зависшостей между иеханичсско-геомотрическшн свойствами мушпхх кондитерских изделий подобрана и проверена математическая моднль структуры, позволяющая теоретически оценить параметры микроструктуры (диаметр частиц, число контактирующее частиц, среднюю силу индивидуального контакта мелд>' частицами ) . Гкспорименталыго доказано, что варьированием их значений возможно влиять на механические свойства продукта и тем самым осуществлять управление irx качеством.

5. Моделирование и экспериментальное определите связи между акустическими, геометрическими свойствами 1фекеров и их качеством показывает, что кондитерские изделия да итого типа являются слоистыми структурам, СОСТОЯЛ!"'!! из корки и объема. Издс-лиям хоропнго качества свойствеш повыпешшо значения среднего диаметра пор. Установленные значешш структурной константы

= Т7,2)и перколяциоыного диаметра ( aQ КОр1Ш = Т»0 мм? ао o6i"ia = показывают, что зачетная часть воздуха закры-

того 1; порах дгалетса совместно с .36021354 каркасом крекеров и мелфазовые связи, такт.; обрезом, играют ваглую роль в их текстуре. Из модели п экспэрпментолышх исследований то.к:;:е выявлено, чт(3 при увеличении обцей плотности, амплитуда проыедыего сигнала уменьшается, что свидетельствует о годности акустического метода. для оценки текстуры и качества крекера.

6. Для комплексного анализа качества мучных изделий по разработанному способу оценки тзкетуры кроме плотности впервые устанавливаются дополнительно такие показатели как интенсивность набухания исследуемого образца, показатель набухаемости, величина времени разрушения структуры и показатель дефектности поверхности. Доказано, что использованием нового метода полно заметно повысить точность измерения, кроме того достигается экономик материальных и трудовых ресурсов.

7. Теоретически и экспериментально установлены зависимости амплитуды прошедшего через материал акустического сигнала от плотности белкового полуфабриката. Они подФвзрздавт правильность принятой модели структуры белкового полуфабриката, как системы

с закрытыми пузурыкши воздуха в местком каркасе белковой пены. Установлено, что на механические свойства данного ввда продукта влияние оказывает объемная пористость и ее обуславливающие параметры структуры ( число пор в единице площади, средний диаметр поры) и его текстуру мокно оптшиз!гровать своевременной акустической оценкой поверхности механически сбиваемых пасс. Моменту готовности масс соответствуют следующие после второго 191101а сш!-жающие значения шгаштудц огрызенного от материала акустического сигнала. Чувствительность метода зависит от избрашюй экспериментальным путем частоты акустического сигнала.

8. Проведённые исследования позволили установить максимальные количества белковых добавок в рецептуре изделий, выявить способ

их введения и гесто, обосновать технологические параметры производства мучных кондитерских изделий.

Оптимальные структурпо-нехашгаесюю свойства полуфабрикатов и вафельных листов с сухой пахтой в качестве заменителя мелан-яа достигается при замесе теста, платностью 66 на эмульсиях. При их производстве сухая пахта перемешивается с водой, солью, содой, затем вводится растительное масло, Эмульгирование смеси проводится в течение 3 минут под давлением 3 МПа. При замесе теста на эмульсиях используется давление 0,150 Lffla, продолжительность диспергирования 30 с.

0пт1с.1алыше реологические параметры крекерного теста, влажностью 29,5 достигаются при замесе тоста на суспензиях, содержащих белковые добавки и часть муки. Суспензии готовили при интенсивном перемешивании мепалкой роторного типа и подвергались тепловой обработке при температуре клейстсризации пшеничного крахмала и значениях pli, отвечающим кислой области.

Таким образом, варьируя параметры технологического процесса СрН' среды, платность, температурный реяпш, продолгштельность замеса 5 модно улучшить качество изделий, интенсифицировать технологический процесс и повысить эффективность производства.

0снов1шо содер:~.ание дпссертаглошюй работы изложено в следу-югргх опубликованных работах:

1. Годейкено Г., Еэтншскено Л. Экспрессная оценка качества вафельных листов. - Пшцевая прсмьлленность, îiB, I99T, с.68 ~ 69.

2. Годейкене Г., Еапинскене JI. Исследование текстуры листовых вафель для мороженого. - Научные труды*Лит. филиала ВШППС'а, Р24, 1990, с.35 - 39.

3. Юодейкене Г., Емпинскене JI., Пятраускас А. Возможности экспрессной оценки качества в-^ельнга листов. - Материалы конфе-

ренции "Теоретические н практические аспекты ыри^енелш методов инженерной механики с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств', Москва, 1СС0, с.ТЗО.

4. Годейкене Г., Беркатавичене Е., Панкин Я. "Способ производства вафельных листов", Авт. свид. II- Т5С0С74, 1987.

5.Годейкене Г., Плачкс А., Прашкявичнс Г. "Способ производства крекера", Авт. свид. 1!' 1442164, .198?.

6. Годейкене Г., ПрашкяЕичюс Г. Возможности сохранения свежести крекера белковыми добавками. - Науч. тр. вузов Лит. ССР. Хиимя и химическая технология, Р 31, 19£9,. с.ГЗб - 142.

7. Годейкене Г., Прашкявичюс Г. Исследование возможностей применения пахта при производства крекера. - Материалы конференции Развитие технических наук б республике и пе)-гпективыиспользования их результатов", Вильнюс, 1°85,_с_. 46.

8. Годейкене Г., Пргтвкявичюс Г. Оптимизация количеств добавок продуктов молочной промышленности при производстве крекеров. - Материалы конференции -"Усовершенствование технологических процессов автоматизации и развитие гибких автоматизированных производств", Вильнюс, 1986, с. 37.

9. Годейкене Г., Прашкявичюс Г., Поците Л. Возможности сочетания сырья растительного происховдешш и животного при производстве мучных кондитерских сред. - Материалы конференции "Разработка процессов получения кшбинированных продуктов питания", Москва, 1968, с. 65 - 66.

10. Годейкене Г., Прашкявичюс Г., Пятраускас А. Возможности комплексной оценки текстуры мучных кондитерских изделий. - Мате-, риалы конференции "Теоретические и практические аспекты применения методов инженерной ф-изико-хге.шческой иёхшшки с целью совершенствования и интенсификации технологических процессов пищевых производств", Москва, Т990, с.87.

П. У\>д«;;.ч-,1(; Г., Н'луауск'.с А., Кшкксяове Л. Влияние т«с-!1о::ог.-,ч,зсгп:: тр5:хтро» кь риолоппшекда свойства теста и текстуру ь^Лолыс;; хютоу. Дэп. рукописи 1ЮТ "Пицевпя технология", Р П, Тг90, с. ГОТ .

12» ГодеЛкепо Г., !кт..сускпс Л., .Раукинтис В. Способ опреде- -лвшся момента гоеогносл» ьрсмообркзннх сбивных сливочных масс. Авт. спид. ГГ£ОЗГ9й, ТС«?.

13. Годейкене Г., Лятраускас А., Иаконас А. Способ контроля качества сабельных листов, Авт. еввд. № 1552099, 1983.

14. Годейкене Г., Пятраускас А., Иаяонас А., Поцюте Л. Определение качества вафельных листов ультразвуком. - Дости-дения науки и техники, ГО, Т989, с. 40...49. '

15. Годейкспс Г., Пг.трзускае А., Прлпкявич-ос Г., Черных В. Способ определения показателей текстуры л процессе контроля качества хлебобулочных и мучных концитсрсгих изделий. Заявка

1Р 473РСС0/Т3 ТТГеЗб С положительно^ реаегаиэ ) , 1ГС9.

16. Годейкене Г., Суд:;:ене С. Исследование влияния вторичных молочных продуктов на ароматические свойства крекера, - Цаториалы конференции "СоЕсрлснстопалне технологических процессов производства, их механизация, автоматизация и шедрсш:е результатов", Вильнюс, 1983, о. 43.

17. ГодеКкене Г., Судг.ене С., Поцюте Л. Исследование возможностей применения пахтц для производства вафельных листов. - ? а-териалп конференции "Разлитие технических наук б республике, пути и способа использог,ял:1я их результатов", Вильнюс, 1907, с.17.

18. Годейкено Г., Судчоне С., Прсикявюпос Г. Возможности ыо-высения биологическое ценности мучиш зсои.дмтйрспк изделий бол-ков1ши добавками. - Материалы конференции "Современные тецдонщш развития теоретической и практической медицины", Вильтос, ТСС?, с. 131.

- .:s -

19. Juodeifc* enè G., Praskevidius G., Petrauukas A. Krtkerivi kokybès nustatymas ultragarsu. - KP1 kouferenci Jos dûZ'bûi 9 una s t

1989, 56«

'V

20, Juodeikienè G., Biedl 0., Möhr S. Aspekte akustischer lleeeung des AufBchlagoptimum3 bei der Herstellung von ßchaumuas-

fi it H

sen* Ernährung / Österreichische Zeitschrift fur Wissenschaft, Technik, Hecht und Wirtschaft, Vol. 15, Hr. 6 (1981), 342.21. Juodeikienè G., Riedl 0., Hohr E. Koglichkeitsn zur Beil

einflussung der lextur von Waffelblattern auf Grund instrumenta it

teller Messung von Texturparaffietern. Ernährung / Österreichische ti

Zeitschrift fur Wissenschaft, Technik, Hecht und Wirtschaft, Vol., 15, Nr. 9 (1991), 514- 517.

22. Juodeikiené G., Sûdziené S., Pla'fiias A. She improvement of quality of crackers by protainaceous additives, ICO I960 Symposium. Lozane, Schweiz (1988).

23. Juodeikienè G., Pebrauskae A., Daukintie V. Kreciniy plaktos grletinélés masivj paiuolino tyrinao akustiniu büdu. -KP1 konferencijoa darbai, Kaunas, 1939, 54.

2t-, Juodeikiené G., Fetrauekas A., Lîazocas A., Pooiüti L. Utilisation of acoustic method for investigation of poroua food struktures. Reapublikiné konferenciJa "Xechnikos mokslij pafliekimal respublikoje ir Jvi rezultat\j diegimas ". ßekcija 'TJltragarsiniai matavimai bei diagaostika technikoje ir nedici-noje". Kaunas, Litauen, X989, 15 ~ 16.

25. Juodeikienà G., Petrauskas A., liohr S., Riedl O. Application of ultrasonics for the determination of wafer sheet texture. ICO 1990 Symposium. Hew trends in cereal food. Wien, Austria (1990), 66.

II

26* Juodeikiené GM Petrauakas i«, Riedl 0M Wöhr K. Pie Hog-

licliköiucn deu Verwendung voa Ulti-ctuolull b-j de«.' '.£ujs.tuiTueüsuii£ ii ii it

von V.al'i'elblatt.ern. Jiriialu-unfj /OsCupjcoxchiocha Zei tuohi-ift fur

Viiai;onöchaCc, 'J-'eclinik, üccht und Virt^oliaft, Vol. 14-, (1990),

507 - >10.

27 Juod.eiUi.en6 G., Fooiüto l..:i'lie influence of tho technological paranetera on the theological charactoriotica of the iiitemcdiate producta used in the- production of wafer ehest. ICG 1999 Symp03iuu. Wheat und - use properties, Helsinki, Finland (1989) i 43 - 49.

28. Juodeikienfe G,, Pociut6 L,, tlickua V. Sechnologinii} para-metrvj parlnkicias gerimnt vafli\j lap*} struktur;}. - KPI konfe-rencijos darbai, Kaunas, 1989, 555*

29. Juodeikienö 0., Ba£insUienA L., Uohr E., Riedl 0.,

11 11 11

Strukturuntersucbuneen an Waffelblattern . Krnshrung / Ostor-

11

reichiccho Zeitschrift fur V.ioBenscbaft, Technik, Hecht unil Wirtschaft, (1991), " la fcruck .

30. Juodeilcien6 G., BasinsklanA L., Hohr Ii., Riedl 0., Strukture Analysis of v.ufpr sheetB. ICG 1991 bympoeiim, Care-al Baned Fooda: Hew Developments. Praque, Czechoslovakia (1991), 18.

31. Juodeikiends G.„ Kunieilia V., Adoisaitia V.?le Bastin-

ti

munc tier Strukturc-lsmente v/arend das akustischen Testena dee ftaffelblatterzauenisce. BundecforsichunijEanstdlt fux1 'Getrei.-de-und Kartoff elverarbei fcung, Detmold (Germany), 1991»- in Druck .

32. Juodeilcien6 G., Kunißilia V., Adocaitiu V,, Schlei nlng G. Uodelieruntj und exporimantulle Bosuinnun^ des Zusau-mensetzunss zwischen alcustiochen-texturellen Kigonechafton

«1 11 11

dor Krekers und ihrer Qualität. Ernährung / Oaterx'eicMEcho

11

Zeitschrift fur Wissenschaft, Sechnik, Recht und Viircschaft, (I99L),- Druck.

33» Juodei.lo.ene G., Petrauskab i. Einsatz aInes Ultraschalt-

n

igsrates aur Messung der üufeohlagoptiBums bei der Herstellung it

voi^ Maasen. 3. Tagung für Lebensmittelrheologie in Detmold. DBB (I99<Ml4.

34. Juodeikienö G., Pefcrauskae A. Möglichkeiten zur Steuerung it

derlextup «affelblatter . Ii Kolloquim "Bhsologie und Textur dar Lebenemittel Dresden DDE (1938), 34 - 35.

Подписано к печати 29.01.92. СЛ 344 Формат С0x84 I/I6. Усл. печ. листы. 3,4. Заказ Zk . Бесплатно

Отпечатоно на ротопрлнте КТУ, г. Каунаса, ул. Донелайчио, 73.

Тира» 200