Ленточная сушилка для макарон

Роль макарон в питании. Понятие и технологические особенности обеспечения процесса сушки на пищевом предприятии. Характер и специфика изменений физических и химических свойств макаронных изделий при их сушке. Устройство, принцип работы ленточной сушилки.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Размещено на

Введение

На современном этапе развития сложилось трудное экономическое положение для всего народного хозяйства Украины и в особенности для - пищевой промышленности, так как эта область очень зависит от других областей - машиностроительной, химической, нефтеперерабатывающей, и в особенности платежеспособности населения.

Исторически доказано, что родиной макаронных изделий является Италия. В средние века прессующие устройства приводились в действие посредством лошадиной силы или на водяных мельницах, а при появлении первых машин появились паровые агрегаты.

Роль макаронных изделий в рационе питания - причем практически во всем мире - трудно переоценить. Многие даже считают их основным продуктом питания XX столетия.

Актуальность темы в том, что макаронные изделия относятся к основным продуктам питания, и спрос на них достаточно стабилен. Макаронные изделия представляют собой консервированное тесто из пшеничной муки специального помола. Они имеют высокую питательную ценность, хорошую усвояемость, быстро развариваются, хорошо перевозятся и сохраняются.

Хотя макаронные изделия по составу чрезвычайно просты, их повсеместное распространение началось всего сто с не большим лет назад. Причину следует искать в том, что выращивание пшеницы долгое время было делом непростым, возможным лишь в отдельных регионах планеты. Это мешало макаронам достичь той популярности.

1. Технологическая часть

1.1 Теоретические основы процесса сушки

макаронный пищевой сушилка ленточный

Согласно классификации, предложенной акад. П.А. Ребиндером, формы связи влаги в коллоидно-капиллярно-пористых материалах, к которым относится и макаронное тесто, можно разделить на три группы: химическая, физико-химическая, физико-механическая. В макаронном тесте наблюдаются главным образом две первые формы связи влаги.

Химически связанная вода входит в состав молекул вещества и может быть удалена из него только химическим взаимодействием или прокаливанием. При сушке химически связанная вода не удаляется.

Физико-химическая связь влаги включает два вида: адсорбционную и осмотическую. Адсорбционно связанная влага представляет собой жидкость, удерживаемую на внешней и внутренней поверхностях мицелл - частиц размером от 0,1 до 0,001 мкм, которые в макаронном тесте представляют собой отдельные свернутые цепочки молекул белка и крахмала или их группы (конгломераты). Осмотически связанная влага находится во внутреннем пространстве мицелл. В макаронном тесте большее количество влаги связано осмотически.

При сушке макаронных изделий происходит удаление адсорбционно и осмотически связанной влаги, причем вначале удаляется как наименее прочно связанная осмотическая влага, а затем - адсорбционная. Кроме того, при используемых в настоящее время температурных режимах сушки - от 30 до 50°С - в первую очередь отдается влага, удерживаемая крахмалом, а затем - белками.

Во время высушивания продукта вода, содержащаяся в нем, превращается в пар и удаляется. Для превращения воды в пар необходима затрата определенного количества тепловой энергии. В зависимости от способа передачи тепла материалу различают несколько способов сушки: конвекцией нагретого воздуха; контактом материала с нагретыми поверхностями; радиацией, т.е. переносом энергии от излучателя, нагретого до высокой температуры, к материалу путем электромагнитных копи; воздействием на влажный материал токами высокой частоты или ультразвуком. Эти способы сушки называют тепловыми.

Сушка предварительно замороженного продукта с испарением льда в глубоком вакууме называется сублимацией. Высушивание макаронных изделий в подавляющем больше осуществляется конвективным способом

Конвективный способ сушки основан на тепло- и влагообмене между высушиваемым материалом (сырыми макаронными изделиями) и нагретым сушильным воздухом. Просушки заключается в подводе влаги материала к его поверхности, превращении влаги в пар и удалении пара с поверхности материала. По такой схеме происходит удаление осмотически связанной влаги. Адсорбционно связанная влага превращается в пар внутри материала и в виде пара перемещается к поверхности.

Нагретый сушильный воздух отдает материалу тепло, необходимое для превращения воды в пар, а также поглощает и уносит пар от поверхности материала. В связи с этим сушильная способность воздуха, т.е. количество влаги, которое может поглотить 1 кг воздуха до полного его насыщения, зависит от температуры и относительной влажности воздуха. Чем выше температура воздуха, тем интенсивнее происходит испарение влаги из материала; чем ниже его относительная влажность, т.е. чем он «суше», тем интенсивнее он будет поглощать испаряющуюся влагу. Интенсивность высушивания будет иметь, кроме того, от скорости движения воздуха над материалом: чем выше скорость движения воздуха, тем быстрее будет отводиться от материала испаряющаяся влага. Таким образом, основными параметрами сушильного воздуха, определяющим скорость высушивания изделий, являются его температура, относительная влажность и скорость движения. Нашим, что относительная влажность воздуха или просто влажность представляет собой процентное отношение массы водяного пара, находящегося в 1 м³ влажного воздуха, к максимально возможной массе водяного пара, которая может содержаться в том же объеме при тех же температуре и давлении.

Перемещение влаги из внутренних слоев материала к наружным происходит под влиянием градиента влажности, т.е. разницы во влажностях слоев, возникающей в результате испарения влаги с поверхности материала и осушении наружных, слоев. Градиент влажности направлен к центру высушиваемых изделий, т.е. в направлении, противоположном перемещению влаги, и величина его тем больше, чем интенсивнее происходит осушение наружных слоев. Явление перемещения влаги под влиянием градиента влажности называется влагопроводностью, или концентрационной диффузией.

Помимо явления влагопроводности при прогреве высушиваемого материала возникает также градиент температуры, под влиянием которого влага стремится перемещаться внутрь материала, т.е. по направлению теплового потока. Это явление носит название термовлагопроводности, или термической диффузии. Таким образом, в самом начале сушки концентрационная и термическая диффузии направлены в противоположные стороны, и направление движения влаги в материале зависит от того, какой из двух видов диффузии будет преобладающим. Однако в силу небольшой толщины макаронные изделия довольно быстро прогреваются, происходит выравнивание температур их слоев и градиент температуры становится практически равным нулю. В результате в дальнейшем процессе сушки макаронных изделий главная роль принадлежит концентрационной диффузии.

При попадании изделии в менее теплую среду (например, при охлаждении или стабилизации) перемещение влаги в толще их будет идти как за счет влагопроводности, так и вследствие термовлагопроводности.

Начальный небольшой участок кривой указывает на прогрев изделий, который длится всего несколько минут. Для него характерно незначительное снижение влажности вследствие противоположного направления концентрационной и термической диффузий.

Затем происходит изменение влажности по прямой линии. Во время этого периода, называемого периодом постоянной скорости сушки, происходит удаление менее прочно связанной осмотической влаги.

При некотором значении влажности изделий, которое называется критическим, наблюдается снижение скорости удаления влаги и наступает период падающей скорости сушки. В этот период происходит удаление главным образом влаги, связанной адсорбционно и прочно удерживаемой белковыми веществами.

При сушке изделий воздухом с постоянной сушильной способностью, т.е. воздухом, имеющим постоянные температуру и относительную влажность и двигающимся с постоянной скоростью, важность высушиваемых изделий будет асимптотически приближаться к определенному значению, называемому равновесной влажностью. Иными словами, сушильному воздуху с определенными параметрами (температурой и относительной влажностью) соответствует определенная равновесная влажность изделий, которая не снижается сколько бы они ни омывались этим воздухом. Для правильного выбора режима сушки очень важно знать величины равновесной влажности макаронных изделий. Они определяются по кривым равновесной влажности, которые построены на основании экспериментальных данных с использованием следующего метода. Пробы сырых макаронных изделий помещают в эксикатор, в нижнюю часть которого налит раствор серной кислоты определенной концентрации. Изделия периодически взвешивают, пока масса их не станет постоянной. Это свидетельствует о достижении состояния равновесия, которому соответствует определенная разновесная влажность продукта. Каждой определенной концентрации серной кислоты соответствует определенная влажность воздуха. Повторяя при различных концентрациях серной кислоты, т.е. помещая изделия в атмосферу с различной влажностью, получают зависимость равновесной влажности продукта от влажности воздуxa.

Серии опытов проводят при различных температурах, получая кривые равновесной влажности для определенных температур (изотермы).

При выборе режима сушки макаронных изделий необходимо использовать соответствующую кривую. Так, если они высушиваются воздухом, нагретым до 48°С, то можно определить, что для достижения изделиями влажности, на...