Способ производства макаронных изделий

Способ производства макаронных изделий

Реферат

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к способу для приготовления макаронных изделий, и может быть использовано при формовании теста с использованием матриц.

Известен традиционный способ производства макаронных изделий, предусматривающий замес теста влажностью 28-32,5% из муки, воды и добавок, уплотнение и формование при температуре не более 50°С в виде сырых макаронных изделий и их сушку, описанный в кн. Медведева Г.М., Технология макаронного производства. - М.: Колос, 2000, с.57 и в кн. Чернова М.Е. Макаронное производство. - М.: Мир, 1994, с.41, реализованный, например, в шнековом макаронном прессе ЛПЛ-2М, описанном в кн. Чернова М.Е., Медведева М.Е., Негруба В.П. Справочник по макаронному производству. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, с.129, и содержащий тестомеситель с дозаторами муки и воды, связанный через прессующий корпус со шнеком и прессующей головкой куполообразной формы, на выходном конце которой установлена круглая матрица. Контроль давления прессования осуществляется манометром, установленным на прессующей головке. Производительность шнекового пресса, уплотняющего тесто и формирующего из него сырые изделия, зависит не только от процесса перемещения теста внутри шнека, матрицы, но и от величины давления в предматричной камере. Снижение давления прессования и увеличение скорости выпрессовывания теста через матрицу возможно с увеличением его пластичности, текучести за счет повышения влажности, поскольку эти соотношения регулируются в настоящее время эмпирически. Кроме того, низкая производительность и значительные энергозатраты при выпуске сырых макаронных изделий и их последующая сушка, повышение влажности при замесе теста до 34% и выше приводят к образованию крупных комков, плохо проходящих сквозь входное отверстие шнекового пресса, и к резкому падению давления прессования, а уменьшение влажности теста менее 28% с увеличением давления прессования в предматричной камере шнекового пресса ведет к понижению производительности пресса, так как снижается скорость выпрессовывания изделий из матрицы.

Известен способ производства термообработанных макаронных изделий, описанный патентом Российской Федерации №2170030, опубл. 10.07.2001 г., которым предусмотрены приготовление теста из муки, воды и добавок, уплотнение и формования из теста сырых макаронных изделий, обработка сырых изделий паром и их сушка. Формование осуществляют путем продавливания теста через длинные отверстия - от 10 до 30 см, нагретой до температуры 80-150°С матрицы. При контакте выпрессовываемых сырых изделий с горячими поверхностями формующих отверстий происходит пропаривание изделий паром, образующимся из внутренней влаги изделий. Недостатком указанного способа является необходимость применения специально изготовленных матриц увеличенной толщины, что повышает материалоемкость и массу последних на порядок, а также исключено формование фигурных изделий с изогнутой осевой линией, например рожки, ракушки, гребешки, поскольку наличие длинных каналов матрицы, в которых происходит термообработка, подразумевает выпуск прямых изделий, таких как перья, макароны. Кроме того, при производстве толстостенных изделий и вермишели диаметром более 1,5 миллиметров снижается качество выпускаемой продукции из-за неравномерного воздействия температуры по сечению формуемых изделий, увеличиваются удельный расход энергии и себестоимость готовой продукции.

Наиболее близким по достигаемому результату к заявляемому способу является высокотемпературный способ замеса теста, описанный в кн. Медведева Г. М. Технология макаронного производства. - М.: Колос, 2000, с.117-120, отличающийся от традиционного замеса теста тем, что тесто при замесе нагревается до температуры 60°С, а температура его при прессовании составляет 65"С. Указанный способ может быть реализован, например, в шнековом макаронном прессе ЛПЛ-2М, описанном в кн. Чернова М.Е., Медведева М.Е., Негруба В.П. Справочник по макаронному производству. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984, с.129, и содержит тестомеситель с дозаторами муки и воды, оснащенный внешним обогревателем (как, например, описано в кн. Медведева Г.М. Технология макаронного производства. - М.: Колос, 2000, с.118), прессующий корпус и прессующую головку, на выходном конце которой установлена круглая матрица. Недостатком указанного способа является невозможность компенсации соотношения скорости выпрессовывания сырых изделий и величины давления прессования менее чем за период от дозирования ингредиентов до выпресовывания сырых изделий. При снижении влажности теста менее 28% происходят снижение производительности пресса и повышение давления в предматричной камере, что вызывает резкое снижение качества выпрессовываемых изделий, поскольку увеличение длительности процесса прессования теста влечет тепловую деструкцию теста.

Перед изобретателями стояла задача интенсификации производства макаронных изделий, повышение управляемости процесса прессования и снижение влажности прессуемого теста при сохранении высокого качества выходного продукта, повышение производительности технологического оборудования.

Поставленная задача решается заявляемым способом производства макаронных изделий, предусматривающим приготовление теста из пшеничной муки, воды и добавок, уплотнение теста, воздействие переменным электрическим током в течение 3-15 секунд путем его пропускания через электроды и массу теста, при прохождении которого выделяемая удельная теплота составляет не менее 34,5 кДж/кг, что обеспечивает нагревание массы теста в предматричной камере до 65-70°С и формование сырых макаронных изделий с их последующей сушкой.

Новым в заявляемом способе является то, что перед формованием макаронных изделий через массу теста в предматричной камере с помощью электродов пропускают в течение 3-15 секунд переменный электрический ток, при прохождении которого выделяемая удельная теплота составляет не менее 34,5 кДж/кг, что обеспечивает нагревание массы теста в предматричной камере до 65-70°С.

Технический результат заявляемого способа заключается в том, что массу теста в предматричной камере подвергают в течение 3-15 секунд воздействию переменным электрическим током, при прохождении которого выделяемая удельная теплота составляет не менее 34,5 кДж/кг, что способствует нагреванию массы теста в предматричной камере до температуры 65-70°С, путем пропускания электрического тока через электроды и массу теста, находящиеся в предматричной камере пресса, повышая пластичность и уменьшая вязкость макаронного теста, что приводит к снижению давления прессования и увеличению в результате производительности пресса. Равномерный объемный разогрев теста в короткий временной интервал предотвращает разложение пигментов и позволяет получить высококачественные изделия. Достигается высокая гибкость управления одним из основных параметров - давлением прессования, за счет изменения величины удельной мощности переменного электрического тока и изменения температуры массы теста в предматричной камере. Изменение давления прессования начинается спустя 10 секунд после изменения мощности воздействия переменным электрическим током, а после 3 минут давление прессования стабилизируется на новом уровне. При изменении влажности теста для корректировки давления согласно традиционному способу замеса и прессования теста давление прессования начинает изменяться только спустя 10-20 минут. Кроме того, по величине электрического сопротивления массы теста можно непрерывно судить об изменении его влажности - при увеличении электрического сопротивления влажность теста уменьшается. Повышение температуры теста и, как следствие, повышение его пластичности и снижение вязкости в заявляемом способе позволяют снизить влажность теста на 3-4% с 29-31% до 26-28% в зависимости от вида макаронных изделий и живого сечения матрицы и компенсировать падение давления прессования. При этом количество удаляемой из изделий влаги при последующей сушке уменьшается, а значит, уменьшаются энергозатраты на сушку в среднем на 20% (около 180 кДж на 1 кг готовой продукции). Кроме того, прогретые по всей толщине макаронные изделия, попадая на предварительную сушку, более интенсивно сохнут, так как нет необходимости прогревать изделия в начальном интервале сушки, во время которого влага практически не испаряется, а мигрирует во внутренние менее нагретые слои. В заявляемом способе менее нагретым оказывается поверхностный слой изделий, что усиливает миграцию влаги из толщи изделия к поверхности. Дополнительные деструктивные изменения при увеличении температуры теста не возникают, так как время термообработки макаронного теста по времени не превышает при температуре теста при 70°С - 15 секунд.

Согласно представленным экспериментальным данным воздействие электрическим током в течение 3-15 секунд повышает температуру теста в предматричной камере до 65-70°С и позволяет повысить производительность с высоким качеством сырых макаронных изделий и готового продукта. Указанный способ может быть реализован на типовом оборудовании, например пресс-автомате МП-100, изготовленном по техническим условиям ТУ 5151-001-1221616599, при дополнительной установке в корпусе прессующей головки на внутренней стороне матрицы в центре на опорной пластине-изоляторе одного электрода, имеющего обтекаемую форму тела вращения, и другого электрода, выполненного в виде кольца, прилегающего к периферии с внутренней стороны матрицы. При этом в корпусе прессующей головки предусмотрено сквозное отверстие с герметично установленными на изоляционной втулке токовводами, связывающими центральный электрод с источником электрического тока.

На чертеже представлен разрез предматричной камеры пресса, реализующего способ производства макаронных изделий.

Устройство для осуществления предлагаемого способа (фиг.1) содержит корпус 1 прессующей головки предматричной камеры с матрицей 2, на внутренней стороне которой в центре на опорной пластине-изоляторе 3 установлен электрод 4, имеющий обтекаемую форму тела вращения с центром, соосным с осью корпуса 1 предматричной камеры, и образующий с другим кольцевым электродом 5 область 6, прилегающую к внутренней стороне матрицы 2. В корпусе 1 предусмотрено сквозное отверстие для герметичной установки на изоляционной втулке 7 токоввода 8, соединяющего источник электрического тока (не показано) с электродом 4.

Реализация предлагаемого способа осуществлена в следующих примерах 1-6. Примеры 1-3 соответствуют изготовлению макаронных изделий типа перьев наружным диаметром 5,5 мм и внутренним диаметром 3,7 мм. При этом «живое» сечение матрицы 2 составляет 702 мм². Примеры 4-6 соответствуют изготовлению макаронных изделий типа рифленая улитка наружным диаметром 7,5 мм и внутренним диаметром 5,9 мм. При этом «живое» сечение матрицы 2 составляет 642 мм².

Пример 1. К электроду 4 подводят через токоввод 8 напряжение величиной 145 В от источника переменного тока частотой 50 Гц. Замешивают тесто из муки, воды и добавок влажностью 29,1%. Затем тесто шнековым прессом экструдируют в корпус 1 предматричной камеры с матрицей 2. Тесто проходит через кольцевой зазор 6 между электродами 4 и 5. Под действием электрического напряжения, приложенного к электродам 4 и 5, через слой теста, движущегося по каналу 6, протекает электрический ток силой 12,5 А. Электрическое сопротивление на участке цепи между электродами 4 и 5 составляет 11,6 Ом. Период времени нахождения теста между электродами 4 и 5 составляет 3 секунды. Под действием электрического тока, омического сопротивления и периода времени воздействия электрическим током выделяется теплота. Удельная теплота в пересчете на один килограмм экструдируемых макаронных изделий через матрицу 2 составляет 37,8 кДж/кг. Эта теплота повышает температуру теста на выходе из матрицы 2 до 65°С. Во время экструзии теста давление в предматричной камере составляет 6,0 МПа. Производительность пресса в пересчете на влажность 13% составляет 120 кг/час.

Пример 2. К электроду 4 подводят через токоввод 8 напряжение величиной 145 В от источника переменного тока частотой 50 Гц. Замешивают тесто из муки, воды и добавок влажностью 27,8%. Затем тесто шнековым прессом экструдируют в корпус 1 предматричной камеры с металлической матрицей 2. Тесто проходит через кольцевой зазор 6 между электродами 4 и 5. Под действием электрического напряжения, приложенного к электродам 4 и 5, через слой теста, движущегося по каналу 6, протекает электрический ток силой 11,25 А. Электрическое сопротивление на участке цепи между электродами 4 и 5 составляет 12,9 Ом. Период времени нахождения теста между электродами 4 и 5 составляет 6 секунд. Под действием электрического тока, омического сопротивления и периода времени воздействия электрическим током выделяется теплота. Удельная теплота в пересчете ив один килограмм экструдируемых макаронных изделий через матрицу 2 составляет 34,5 кДж/кг. Эта теплота повышает температуру теста на выходе из матрицы 2 до 66°С. Во время экструзии теста давление в матричной камере составляет 7,5 МПа. Производительность пресса в пересчете на влажность 13% составляет 115 кг/час.

Пример 3. К электроду 4 подводят через токоввод 8 напряжение величиной 188 В от источника переменного тока частотой 50 Гц. Замешивают тесто из муки, воды и добавок влажностью 26,0%. Затем тесто шнековым прессом экструдируют в корпус 1 предматричной камеры с металлической матрицей 2. Тесто проходит через кольцевой зазор 6 между электродами 4 и 5. Под действием электрического напряжения, приложенного к электродам 4 и 5, через слой теста, движущегося по каналу 6, протекает электрический ток силой 12,0 А. Электрическое сопротивление на участке цепи между электродами 4 и 5 составляет 15,7 Ом. Период времени нахождения теста между электродами 4 и 5 составляет 15 секунд. Под действием электрического тока, омического сопротивления и периода времени воздействия электрическим током выделяется теплота. Удельная теплота в пересчете на один килограмм экструдируемых макаронных изделий через матрицу 2 составляет 58,5 кДж/кг. Эта теплота повышает температуру теста на выходе из матрицы 2 до 70°С. Во время экструзии теста давление в матричной камере составляет 9,1 МПа. Производительность пресса в пересчете на влажность 13% составляет 105 кг/час.

Для сопоставления результатов, полученных в примерах 1-3, приведем данные, полученные при выпуске макаронных изделий типа перья наружным диаметром 5,5 мм и внутренним диаметром 3,7 мм по традиционной технологии без применения электронагрева. Для сопоставления результатов данные изготовления макаронных изделий по традиционной технологии были получены на том же оборудовании. Для снижения сопротивления движению теста электроды 4 и 5 из матричной камеры были удалены. Влажность теста составляла 31%. Давление прессования 10,5 МПа. Производительность пресса не превышала 100 кг/час.

Пример 4. К электроду 4 подводят через токоввод 8 напряжение величиной 145 В от источника переменного тока частотой 50 Гц. Замешивают тесто из муки, воды и добавок влажностью 28,2%. Затем тесто шнековым прессом экструдируют в корпус 1 предматричной камеры с металлической матрицей 2. Тесто проходит через кольцевой зазор 6 между электродами 4 и 5. Под действием электрического напряжения, приложенного к электродам 4 и 5, через слой теста, движущегося по каналу 6, протекает электрический ток силой 11,75 А. Электрическое сопротивление на участке цепи между электродами 4 и 5 составляет 12,3 Ом. Период времени нахождения теста между электродами 4 и 5 составляет 5 секунд. Под действием электрического тока, омического сопротивления и периода времени воздействия электрическим током выделяется теплота. Удельная теплота в пересчете на один килограмм экструдируемых макаронных изделий через матрицу 2 составляет 36,8 кДж/кг. Эта теплота повышает температуру теста на выходе из матрицы 2 до 67°С. Во время экструзии теста давление в матричной камере составляет 6,2 МПа. Производительность пресса в пересчете на влажность 13% составляет 115 кг/час.

Пример 5. К электроду 4 подводят через токоввод 8 напряжение величиной 160 В от источника переменного тока частотой 50 Гц. Замешивают тесто из муки, воды и добавок влажностью 27,8%. Затем тесто шнековым прессом экструдируют в корпус 1 предматричной камеры с металлической матрицей 2. Тесто проходит через кольцевой зазор 6 между электродами 4 и 5. Под действием электрического напряжения, приложенного к электродам 4 и 5, через слой теста, движущегося по каналу 6, протекает электрический ток силой 12,75 А. Электрическое сопротивление на участке цепи между электродами 4 и 5 составляет 12,4 Ом. Период времени нахождения теста между электродами 4 и 5 составляет 4 секунды. Под действием электрического тока, омического сопротивления и периода времени воздействия электрическим током выделяется теплота. Удельная теплота в пересчете на один килограмм экструдируемых макаронных изделий через матрицу 2 составляет 41,7 кДж/кг. Эта теплота повышает температуру теста на выходе из матрицы 2 до 68°С. Во время экструзии теста давление в матричной камере составляет 6,5 МПа. Производительность пресса в пересчете на влажность 13% составляет 120 кг/час.

Пример 6. К электроду 4 подводят через токоввод 8 напряжение величиной 145 В от источника переменного тюка частотой 50 Гц. Замешивают тесто из муки, воды и добавок влажностью 26,7%. Затем тесто шнековым прессом экструдируют в корпус 1 предматричной камеры с металлической матрицей 2. Тесто проходит через кольцевой зазор 6 между электродами 4 и 5. Под действием электрического напряжения, приложенного к электродам 4 и 5, через слой теста, движущегося по каналу 6, протекает электрический ток силой 10,5 А. Электрическое сопротивление на участке цепи между электродами 4 и 5 составляет 13,8 Ом. Период времени нахождения теста между электродами 4 и 5 составляет 15 секунд. Под действием электрического тока, омического сопротивления и периода времени воздействия электрическим током выделяется теплота. Удельная теплота в пересчете на один килограмм экструдируемых макаронных изделий через матрицу 2 составляет 38,1 кДж/кг. Эта теплота повышает температуру теста на выходе из матрицы 2 до 70°С. Во время экструзии теста давление в матричной камере составляет 8,9 МПа. Производительность пресса в пересчете на влажность 13% составляет 100 кг/час.

Для сопоставления результатов, полученных в примерах 4-6, приведем данные, полученные при выпуске макаронных изделий рифленая улитка наружным диаметром 7,5 мм и внутренним диаметром 5,9 мм по традиционной технологии без применения электронагрева. Для сопоставления результатов данные изготовления макаронных изделий по традиционной технологии были получены на том же оборудовании. Для снижения сопротивления движению теста электроды 4 и 5 из матричной камеры были удалены. Влажность теста составляла 31%. Давление прессования 11,0 МПа. Производительность пресса не превышала 95 кг/час.

При сопоставлении данных, полученных в примерах 1-6, с результатами, полученными при изготовлении макаронных изделий по традиционной технологии без электрообогрева массы теста на том же оборудовании, можно сделать вывод, что с возрастанием величины электрического тока, пропускаемого через электроды и массу теста, понижается давление прессования и увеличивается производительность пресса. Изменяя значения электрического тока, пропускаемого через массу теста, легко осуществлять управляемость процесса прессования и регулировать давление в предматричной камере. Давление начинает изменяться уже через 10 сек с момента изменения величины электрического тока, и стабилизация процесса на новом уровне наступает спустя 3 минуты. Очевидно, что продолжительность нагрева обратно пропорциональна производительности пресса, которая при проведении испытаний менялась от 95 до 120 кг/ч. Поэтому время термообработки соответствует интервалу от 3 до 15 секунд. Предлагаемый способ может быть реализован на технологических линиях, оснащенных шнековыми экструдерами, как с традиционным замесом теста, так и при высокотемпературном замесе теста с соответствующими значениями электрического тока для электрообработки массы теста. В примерах 1-6 приведены данные по реализации предлагаемого способа производства макаронных изделий на автоматической поточной линии для производства короткорезаных макаронных изделий на макаронном пресс-автомате МП-100 с установкой в корпусе прессующей головки матрицы, на внутренней стороне которой в центре на опорной пластине-изоляторе закреплен электрод, имеющий обтекаемую форму вращения с центром, связанным с осью предматричной камеры, и с другим электродом, выполненным в виде кольца, образующие область, прилегающую к внутренней стороне матрицы. При этом в корпусе прессующей головки предусмотрено сквозное отверстие для герметичной установки в изоляционной втулке токоввода, связывающего центральный электрод с источником электрического тока. Сечение на просвет между электродами 4 и 5 составляет: на входе теста 3200 мм², на выходе теста 4900 мм². Во всех примерах 1-6 и по традиционной технологии макаронные изделия после выпрессовывания из матрицы нарезали по длине 1-1,5 см и при помощи пневмотранспортера направляли в сушилку непрерывного действия. В сушилке они в течение 12 часов сушились до влажности 13%. Во всех примерах по механическим и варочным свойствам готовые изделия имеют высокое качество.

Таким образом, при обработке массы теста электрическим током его температура в предматричной камере повышается на 15-20°С и температура при выпрессовывании составляет 65-70°С. При этом производительность пресса увеличивается в среднем на 20% по сравнению с изготовлением макаронных изделий по традиционной технологии без электрообогрева. Нагрев теста до более высоких температур нецелесообразен, так как приводит к снижению давления прессования ниже 6,0 МПа, а это может привести к ухудшению качества готовой продукции. При варке может увеличиться выход сухих веществ в варочную воду. Повышение давления за счет снижения влажности теста ниже 27% также нецелесобразно, поскольку при этом падает производительность пресса.

Время воздействия повышенной температуры на тесто составляет от 3 до 15 с. Это не снижает качества сырых макаронных изделий и готовой продукции. Применение электрообработки массы теста позволяет снизить влажность теста при замесе на 3-4% и сократить время и затраты энергии на сушку. Кроме того, указанный способ позволяет увеличить производительность имеющегося оборудования, снизить влажность теста при замесе, стабилизировать давление в предматричной камере и повысить управляемость технологического процесса.

Источники информации

1. Медведев Г.М. Технология макаронного производства. - М.: Колос, 2000. - 272 с.

2. Чернов М.Е. Макаронное производство. - М.: Мир, 1994. - 208 с. ил.

3. Патент Российской Федерации №2170030, опубл. 10.07.2001 г., Способ производства термообработанных макаронных изделий.

4. Назаров Н.И. Технология макаронных изделий. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Пищевая промышленность, 1978. - 288 с.

5. Чернов М.Е., Медведев М.Е., Негруб В.П. Справочник по макаронному производству. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 304 с.

Способ производства макаронных изделий, предусматривающий приготовление теста из пшеничной муки, воды и добавок, уплотнение теста и формование из теста сырых макаронных изделий с их последующей сушкой, отличающийся тем, что перед формованием массу теста в предматричной камере пресса подвергают воздействию переменного электрического тока путем его пропускания через электроды и массу теста в течение 3-15 с, что обеспечивает нагрев массы теста до 65-70°С, при этом при протекании тока выделяемая удельная теплота составляет не менее 34,5 кДж/кг.