Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Процессы смешивания и пластикации при двухстадийном приготовлении пшеничного теста в хлебопекарном производстве Пшенишнюк, Георгий Федорович

Процессы смешивания и пластикации при двухстадийном приготовлении пшеничного теста в хлебопекарном производстве
<
Процессы смешивания и пластикации при двухстадийном приготовлении пшеничного теста в хлебопекарном производстве Процессы смешивания и пластикации при двухстадийном приготовлении пшеничного теста в хлебопекарном производстве Процессы смешивания и пластикации при двухстадийном приготовлении пшеничного теста в хлебопекарном производстве Процессы смешивания и пластикации при двухстадийном приготовлении пшеничного теста в хлебопекарном производстве Процессы смешивания и пластикации при двухстадийном приготовлении пшеничного теста в хлебопекарном производстве Процессы смешивания и пластикации при двухстадийном приготовлении пшеничного теста в хлебопекарном производстве Процессы смешивания и пластикации при двухстадийном приготовлении пшеничного теста в хлебопекарном производстве
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Пшенишнюк, Георгий Федорович. Процессы смешивания и пластикации при двухстадийном приготовлении пшеничного теста в хлебопекарном производстве : Дис. ... канд. технические науки : 05.18.12.-

Содержание к диссертации

Введение

1. Основные процессы и аппаратурно-технологическое оформление тестоприготовления в хлебопекарном производстве 10

1.1. Системный анализ процессов тестоприготовления 10

1.2. Типовые процессы смешивания и пластикации теста 16

1.2.1. Коллоидные процессы 16

1.2.2. Деформационные процессы 20

1.2.3. Механохимические процессы 23

1.3. Оценка качества смешивания и пластикации теста 27

1.4. Аппаратурно-технологическое оформление и интенсификация тестоприготовления 33

Выводы по главе, цель и задачи исследования 42

2. Программа, методы и объекты исследования 45

2.1. Программа и планы экспериментов 45

2.2. Методы и объекты исследования 47

2.2.1. Методика определения реологических свойств теста при деформации одноосного растяжения 47

2.2.2. Методика определения адгезии теста 50

2.2.3. Методика определения энергетических затрат на пластикацию теста 52

2.2.4. Методы исследования коллоидных и меха-нохимических процессов в тесте 54

2.2.5. Методы исследования технологических свойств сырья, полуфабрикатов и качества хлеба 55

2.3. Математическая обработка экспериментальных данных 57

3. Исследование кинетики и оценка качества процесса смешивания тестообразных масс 59

3.1. Разработка метода количественного определения индикатора однородности теста 59

3.2. Установление закона распределения индикатора в тесте при смешивании 62

3.3. Определение кинетических закономерностей процесса смешивания компонентов теста 69

3.4. Составление математической модели процесса смешивания и проверка ее адекватности условиям производства 73

3.5. Технологические исследования роторного смесителя тестоприготовительного агрегата марки ХТП 78

Выводы по главе 82

4. Исследование процессов структурообразованйя на стадии пластикации пшеничного теста 84

4.1. Влияние параметров пластикации на реологи ческие свойства теста 84

4.1.1. Определение вязкостных свойств теста методом ротационной вискозиметрии 84

4.1.2. Определение прочностных свойств теста методом одноосного растяжения 87

4.2. Влияние параметров пластикации на адгезионные свойства теста 97

4.2.1. Зависимость адгезионной прочности теста от физико-механических факторов 97

4.2.2. Зависимость адгезионной прочности теста от длительности и интенсивности плас тикации 101

4.3. Влияние параметров пластикации на коллоидно-химические свойства теста и качество хлеба .112

4.3.1. Определение физико-химических показателей и состояния воды в тесте при замесе 112

4.3.2. Определение биохимических свойств теста при замесе 117

4.3.3. Зависимость показателей качества хлеба от параметров пластикации теста 122

4.4. Определение энергетических затрат на пласти кацию пшеничного теста 127

4.4.1. Влияние на величину энергозатрат качества муки 127

4.4.2. Влияние на величину энергозатрат компонентов рецептуры и способа тестопри-готовления 132

4.4.3. Оценка оптимальной величины энергозатрат на пластикацию пшеничного теста .136

Выводы по главе 146

5. Оптимизация параметров процесса двухстадийного тестоприготовления 148

5.1. Априорное ранжирование входных факторов процесса тестоприготовления 148

5.2. Математическое описание процесса тестоприготовления и крутое восхождение по поверхности отклика 150

5.3. Математическое описание почти стационарной области функции отклика модели . 156

5.4. Определение оптимальных параметров процесса двухстадийного тестоприготовления 158

Выводы по главе 163

6. Практическое применение результатов работы 164

6.1. Описание конструкции высокоэффективного роторного смесителя непрерывного действия 164

6.2. Производственные испытания и экономическая эффективность центробежно-вихревого роторного смесителя в условиях производства 167

Выводы по главе 170

Общие выводы и рекомендации 171

Литература 174

Приложения 198

Введение к работе

В Основных направлениях экономического и социального развития СССР на І98І-І985 годы и на период до 1990 года, принятых ХХУІ съездом КПСС, большое внимание уделено пропорциональному развитию агропромышленного комплекса, в частности, отраслей, связанных с переработкой сельскохозяйственной продукции. Особая роль в повышении благосостояния советского общества принадлежит пищевой промышленности, выпуск продукции которой в XI пятилетке намечено увеличить на 23-26%.

Майским (1982 г.) Пленумом ЦК КПСС утверждена Продовольственная программа с конкретными задачами по повышению эффективности производства, улучшению качества продукции с одновременным увеличением степени механизации и автоматизации технологических процессов во всех отраслях пищевой промышленности. Успешное решение этих задач возможно только благодаря широкому использованию результатов научных исследований и передового опыта.

В хлебопечении проводится большая работа по улучшению и расширению ассортимента изделий, внедрению прогрессивной технологии, комплексно-механизированных и автоматизированных поточных линий. Осуществляется увеличение производственных мощностей за счет реконструкции действующих и строительства новых предприятий.

В настоящее время с применением прогрессивных аппаратурно-технологических схем тестоприготовления вырабатывается более 15 млн. тонн хлеба, что составляет 74% от общего объема продукции отрасли Минпищепрома СССР.

Для широкого ассортимента хлебобулочных изделий повсеместное применение получили схемы тестоприготовления на густых и

жидких опарах и экспрессная технология с одностадийным замесом теста, которые при всем разнообразии выпускаемых изделий и аппаратурно-технологического оформления имеют много общих закономерностей. В то же время вопросы системного анализа, теоретического обоснования и интенсификации на научной основе важнейших процессов тестоприготовления и, в частности, процессов смешивания и пластикации тестообразных масс, а также синтеза принципиально новых технологических схем с двухстадийным замесом теста еще не получили необходимого развития.

Практически отсутствуют исследования кинетики смешивания компонентов производственных рецептур, реологических, адгезионных и биохимических свойств теста при замесе, которые необходимы для разработки объективных критериев оценки качества процессов смешивания и палстикации тестообразных масс и объяснения механизма их структурообразования.

Производственный цикл получения готового хлеба составляет 7,0-7,5 ч, из них на стадию приготовления теста приходится 70-80$ времени. Большая продолжительность тестоприготовления является серьезным препятствием в организации рациональной технологии и переводе предприятий на двухсменный режим работы, а длительное брожение полуфабрикатов приводит к существенным непроизводительным затратам муки. Так, если затраты сухих веществ муки на брожение составляют в среднем 3% от общего ее расхода, то ежегодные потери муки только на стадии тестоприготовления равны 450 тыс. тонн. Сокращение периода брожения теста до разделки может быть достигнуто усиленным либо интенсивным замесом, который, однако, приводит к значительному росту энергоемкости процесса пластикации.

При строительстве специализированных и реконструкции действующих предприятий возникла необходимость в оборудовании

большой единичной мощности и, в частности, смесительных машинах непрерывного действия. Однако существующее оборудование в полной мере не обеспечивает необходимую интенсификацию масео-обменных процессов вследствие недостаточного развития поверхности контакта фаз на стадии смешивания.

Таким образом, совершенствование и интенсификация процессов тестоприготовления, разработка принципиально новых машин для высокоэффективного непрерывного смешивания компонентов теста при минимальных затратах энергии на процесс являются важными народнохозяйственными задачами. Однако освоению новых технологических процессов и созданию соответствующих машин и аппаратов должны предшествовать глубокие исследования закономерностей протекания важнейших процессов приготовлении теста, разработки соответствующих методов контроля и управления, а также формулирование основных требований к их аппаратурному оформлению.

Диссертационная работа состоит из шести глав, общих выводов и приложений. В первой главе изложены особенности изучения стадии тестоприготовления как сложной кибернетической системы хлебопекарного производства и определены основы стратегии системного анализа применительно к данному объекту исследования. Приведен обзор литературы, посвященный типовым процессам тестоприготовления, реологическим и адгезионным свойствам пшеничного теста. Описаны способы контроля и управления процессами смешивания и пластикации, а также современные алпаратурно-технологические схемы приготовления теста. На основе обзора литературы сформулированы цель и задача исследования.

Во второй главе приведены программа, методы и объекты исследования, ряд оригинальных методик для решения поставленных задач.

Третья и четвертая главы посвящены изучению процессов смешивания и пластикации теста, а также выявлению критериев оценки их технологической эффективности. Полученные результаты являются теоретическими и практическими предпосылками для синтеза аппаратурно-технологических систем с двухстадийным приготовлением теста.

В пятой главе методами планирования многофакторного эксперимента получена математическая модель процесса двухстадий-ного тестоприготовления и установлены оптимальные значения его параметров.

На основе результатов производственных опытов в шестой главе предложена конструкция высокоэффективной машины для смешивания компонентов производственной рецептуры при двухстадий-ном замесе теста. Приведены результаты испытаний опытного образца машины и рассчитан годовой экономический эффект от внедрения ее в производство.

На защиту выносятся: математическая модель и новые кинетические закономерности процесса смешивания компонентов хлебопекарного теста, результаты экспериментального определения физико-механических и коллоидно-химических свойств теста на стадии формирования его структуры при пластикации, критерии оценки качества процессов смешивания и пластикации теста, математическое описание и оптимальные параметры процесса двух-стадийного тестоприготовления, конструкция высокоэффективного роторного смесителя (а. с. СССР № I0I86I0).

Типовые процессы смешивания и пластикации теста

Коллоидные изменения в тесте связаны с процессами смачивания, набухания и растворения. Они обусловлены закономерностями гидратации органических и неорганических компонентов теста и подчиняются законам физической и коллоидной химии [57, 67J. Теория гидрофильности коллоидных дисперсных систем впервые была обоснована А.В.Думанским _34j. Академик П.А. Ребин-дер \1Щ разработал подробную классификацию форм связи воды с материалом, согласно которой различают химическую, физико-химическую и физико-механическую связь.

В целом механизм поглощения влаги компонентами муки весьма сложен, а оптимальное количество воды, необходимое для замеса теста, зависит от химического состава и гидрофильных свойств муки [20]. Согласно данным Бушука _I59] , крахмал, клейковина и пентозаны поглощают соответственно 45,5, 31,2 и 23,4$ воды. Автор указал на наличие конкуренции за воду между основными химическими соединениями муки при замесе теста. На распределение воды также влияет степень взаимодействия компонентов в системе [_2I6J.

Общепринято, что часть содержащейся в пшеничном тесте воды является связанной [8,20,58,67,88). О значении этого термина и количестве обозначаемой им воды мнения расходятся [53]. Чаще всего под связанной водой подразумевают ту часть воды, ко торая остается в жидкой фазе при температурах ниже температуры замораживания материала.

Вопросу оценки количества связанной воды в тесте уделялось большое внимание. Так, еще в 1940 году Вайл и Бейли [23б], исследуя диэлектрические свойства пшеничного теста, установили около 0,29 кг связанной воды на 1,0 кг сухих веществ. Это соответствовало 35% всего количества воды в тесте. Аналогичные результаты получены в работах [34,167,188,198).

Используя метод ЯМР, Толедо, Штайнберг и Нильсон [227] показали, что свободная вода появляется начиная с влажности водно-мучной смеси, равной 24%. При повышении влажности до 59,5% количество связанной воды в системе оставалось постоянным. Более поздние исследования Бушука и Меротры [l60j подтвердили выводы предыдущих авторов и установили практически одинаковое количество связанной воды в тесте из сильной муки высокостекловидных пшениц и слабой низкостекловидных.

Наряду с гелем клейковинных белков, крахмала и пентоза-нов в пшеничном тесте присутствует также жидкая фаза [20l]. Ее количество зависит от качества муки и колеблется в пределах 8-37%. Мак-Ричи [200] исследовал влияние центробежной силы на распределение жидкой фазы и плотного остатка в тесте. Им установлено постоянное содержание влаги в плотном слое, равное 34,5%.

Таким образом, пшеничное тесто представляет собой сложную биоколлоидную систему, в которой содержится 25,0-35,0% связанной воды. Из них, согласно расчетным данным Бушука (J59J, крахмалом и клейковиной связывается 76,7% воды. При этом степень гидратации основных компонентов муки далеко не одинакова. Как отмечает А.Г.Кульман [67j , крахмал и клейковина связывают основную массу воды адсорбционно и осмотически. Однако, если на 1,0 кг крахмала приходится 0,3 кг воды, то на такое же количество сухой клейковины около 2,0 кг [58] Это объясняется тем, что клейковина большую часть воды (75%) связывает осмотически, сильно набухая при этом.

На величину гидратации компонентов муки существенное влияние оказывают степень и количество механически поврежденных крахмальных зерен [81,170,183,225], а также водорастворимые вещества муки и ограничено набухающие пентозаны [20,195]. Фаррандом [І72] предложена математическая модель процесса гидратации пшеничной муки с учетом количества белка и степени повреждения крахмала. Подробный анализ модели проведен Н.П. Козьминой и сотр. [59] .

Предпосылкой для протекания процессов гидратации биополимеров муки является перемешивание сухих и жидких компонентов теста. Это достигается операцией замеса, которую принято условно разделять на три стадии _235]. На первой стадии осуществляется равномерное перемешивание материала, смачивание частичек муки водой, частичное их набухание и слипание в агломераты за счет когезионных сил.

На второй стадии интенсивно протекают процессы растворения и набухания. В жидкую фазу теста при этом переходят растворимые углеводы и белковые вещества, а также минеральные соли. Неограничено набухают, пептизируются и переходят в коллоидный раствор альбумины, глобулины и водорастворимые пентозаны, ограничено - белки и нерастворимые пентозаны.

На следующем этапе замеса набухшие белковые вещества извлекаются из частичек муки в виде пленок или жгутиков и за счет когезионных сил сцепления образуют губчато-сетчатую трехмерную структуру теста, в которую включены крахмальные зерна и другие нерастворимые компоненты. Начиная с момента соприкосновения муки с водой в массе образующегося при замесе теста начинают протекать ферментативные и микробиологические процессы.

Ферментативные процессы обусловлены,в основном,функционированием углеводно-амилазной и белково-протеиназной систем муки [8,58]. Вследствие гидролитических реакций ферментативного расщепления высокомолекулярных соединений пшеничного зерна, в первую очередь крахмала и водорастворимых белков, в жидкой фазе теста накапливаются вещества, необходимые для жизнедеятельности дрожжей и кислотообразующих бактерий. Основная технологическая роль дрожжей заключается в разрыхлении теста и придании ему пористой структуры выделяющимся в процессе спиртового брожения углекислым газом, а также формирование вкуса и аромата хлеба за счет образования различных продуктов брожения [8,58,111,Il. В работах [37,233,234] изучено влияние качества сырья и параметров технологического процесса на интенсивность спиртового брожения и газоудерживающую способность теста. Авторами получен ряд математических зависимостей, моделирующих процесс газообразования в пшеничном тесте.

Методика определения реологических свойств теста при деформации одноосного растяжения

Кинетику изменения прочностных свойств теста в процессе выдержки исследовали на экстенсографе Брабендера по модифицированному методу Демпстера и сотр. [J68J. Недостатком метода является представление результатов в усл. ед. прибора. Для получения данных в реальных физических единицах тарировали регистрирующую систему экстенсографа. График зависимости массы тарировочного груза \п в кг от величины сопротивления теста f в усл. ед. приведен на рис. П.І.І. После обработки эмпирических данных получена следующая математическая зависимость где У - нагрузка при деформации теста, Н; Р - сопротивление по экстенсограмме, усл. ед.; Х - ускорение свободного падения тел, м/с . Зависимость нагрузки і от величины периода выдержки теста і описывали гиперболическим уравнением вида где J- - асимптотическая нагрузка, Н; К - кинетическая постоянная, Н с; "t - продолжительность отлежки теста, с. Для построения деформационных кривых, отражающих зависимость нормального напряжения С от величины относительной линейной деформации проб теста , использовали метод Мюллера [l78J.

Самой трудоемкой операцией в нем является определение массы теста, которая при растяжении непрерывно увеличивается. Между массой полуветви теста W и величиной сопротивления Рс установлена линейная зависимость с постоянным углом наклона прямой. По мнению автора, для определения m по величине Рс достаточного одного взвешивания деформированной пробы теста. Метод проверялся нами для проб муки №4,5 и б, существенно отличающихся качеством. Тесто консистенцией 500 усл. ед. фаринограммы подвергали испытанию на экстенсографе после 0,75 ч выдержки при температуре 303К. Зависимостьт от Рс показана на рис. 2.1.а. Она действительно имеет линейный характер, однако параллельность линий для проб муки различного качества не наблюдалась. Следовательно, для определения ґґі необходимо как минимум 2-3 испытания. В дальнейшем исследовали зависимость m от величины линейной деформации теста , которую рассчитывали по формуле С - растяжимость теста по экстенсограмме, усл. ед. Согласно эмпирическим данным, приведенным на рис. 2.1.6, зависимости m = f ( І) для различных по качеству проб муки имеют не только линейный характер, но и одинаковый угол наклона прямых. После математической обработки результатов эксперимента получено следующее обобщенное уравнение Подставляя значения % и m из уравнений (2.1) и (2.4) в формулу Мюллера и проведя ряд математических преобразований получили зависимость для расчета нормального напряжения б в Па вида Адгезионные свойства теста исследовали на лабораторной установке, общий вид которой приведен на рис. 2.2.

В качестве контактирующего материала использовали диск из нержавеющей стали с чистотой обработки по 7-му классу. Его крепили к штанге прибора посредством трех тензобалок, расположенных под углом 120. Скорость отрыва диска варьировали напряжением электропривода постоянного тока. Для расчета величины напряжения электропривода U по заданной скорости отрыва диска If эмпирическую зависимость, приведенную на рис. П.1.2, обрабатывали методом наименьших квадратов. Получено следующее уравнение регрессии U =2046,01 -68,4 -Н3,54- , (2.7) где ft,- частота вращения вала редуктора, с . Максимальное относительное отклонение расчетных данных от результатов опыта составило 0,76$. Подставив в уравнение (2.7) значение П , выраженное через линейную скорость 1Р , получили расчетную зависимость вида где If - линейная скорость отрыва диска, м/с; Jj - диаметр шкивов редуктора, м. Тарировку тензометрической установки проводили в соответствии с рекомендациями [l27]. Данные графика, приведенные на рис. П. 1.3, обрабатывали на ЭВМ. Адекватная зависимость массы тарировочного груза Ш в кг от силы тока 3 в мкА имеет вид m = (3,4873 + 2,370)-10. (2.9) Адгезионную прочность теста (д в Па рассчитывали по формуле где S - площадь диска (S = 67,9-10 м ). Подставляя в уравнение (2.10) значения m,а, и S и проведя ряд преобразований, получили зависимость для расчета 1 по силе тока тензометрической системы вида

Установление закона распределения индикатора в тесте при смешивании

Теория статистического оценивания параметров и проверки гипотез позволяет делать научно обоснованные выводы о всей генеральной совокупности по выборке из нее [78). Для определения объема выборки Г\ задавались желаемой степенью точности оценки А и доверительной вероятностью (Р . Используя данные табл. 3.1 и значение критерия Стьюдента ts при уровне значимости (L = 0,05 и числе степеней свободы , -= 12 получили С целью повышения надежности результатов эксперимента объем выборки принимали равным 100 опытам. Опыты проводили с заведомо хорошо перемешанным тестом. Для стабилизации коллоидно-химических процессов его выдерживали в термостате при 303К в течение 0,5 ч, раскатывали в пласт толщиной 0,023-0,030 м и делили поверхность острым ножом на приблизительно равные квадраты. В полученных объемах теста определяли активную концентрацию ионов j/a , а по уравнению (3.2) - концентрацию JfaGt в жидкой фазе теста. Эмпирические данные, сгруппированные по их величине, приведены в табл. 3.3. Разбивали эмпирический интервал концентрации на 8 частичных интервалов: Приняв средины частичных интервалов в качестве новых вариант СІ» получили равноотстоящие варианты Cj = 2,03, 0,% -= 2,09, Cg = 2,15 и т.д. Затем находили частоты новых вариант ГЦ. Результаты расчетов приведены в табл. П.4.І. Для построения по опытным данным нормальной кривой распределения необходимо знать среднюю арифметическую и дисперсию выборки. Их определяли методом произведений jL0j . Правильность вычислений после заполнения табл. П.4.1 проверяли по выполнению тождества

Оценка закона распределения достаточно точно достигается путем нахождения частот по частотам эмпирического и вычисленного рядов друг с другом. Нахождение теоретических частот вариационного ряда по тому или иному закону распределения вероятностей носит название выравнивания эмпирических распределений (б9_ Для нормального закона теоретические выравнивающие частоты определяли по формуле [2Ij где П - сумма наблюдаемых частот; h - разница между соседними вариантами; Р(НА- Функция нормированного отклонения. Результаты промежуточных расчетов, а также значения фактических и округленных частот даны в табл. П.4.2. По выравнивающим частотам n/j, и опытным частотам ГЦ, строили теорети ческую (нормальную) и эмпирическую кривые распределения концентрации J/aCt в тесте. На рис. 3.2 видно, что вычисленные и эмпирические частоты в общем неплохо согласуются между собой. Статистическую оценку расхождений между эмпирическими и теоретическими частотами вариационного ряда осуществляли по величине критерия согласия Пирсона хи-квадрат. Для этого по каждому классу вариационного ряда находили разницу между опытными и теоретическими частотами, возводили ее в квадрат и делили на соответствующую теоретическую частоту.

Сумма полученных отношений для всех классов вариационного ряда и будет являться величиной наблюдаемого критерия хи-квадрат _2Ij. Алгоритм вычисления критерия и результаты промежуточных расчетов даны в табл. 11.4.3. Последние две колонки таблицы использовали для контроля правильности выполнения вычислений. Должно выполняться следующее тождество Для проведенных расчетов Хр = 5,6о Ю5,73 -100 = j,73 # По числу степеней свободы =8- = 5 и уровню значимости =0,05 определяли критическое значение хи-квадрат, который для рассматриваемого случая равен XTS 41 »10 . Так как фактическая величина критерия хи-квадрат не превосходит критического значения при данном пороге его доверительной вероятности и числе степеней свободы, отвергнуть нулевую гипотезу оснований нет. Следовательно, расхождение эмпирических и теоретических частот незначимое, а распределение концентрации JVaOi тесте согласуется с гипотезой о нормальном распределении генеральной совокупности.

Влияние параметров пластикации на адгезионные свойства теста

Изучали влияние на адгезию теста давления Р и длительности Тк предварительного контакта, скорости отрыва пробы материала V0 и продолжительности пластикации "t . Тесто консистенцией 500 усл. ед. замешивали на фариногра- фе из 0,3 кг муки, 1,5% jfc.ce и воды. Продолжительность пластикации определяли временем образования теста (120 с), половиной периода стабильности (390 с), временем максимального развития структуры теста (660 с) и 3/2 периода стабильности (930 с). Зависимость адгезионной прочности Ра теста от длительности пластикации и продолжительности предварительного контакта при Р„ = 0,513 кПа и 1Г0= 1,0 10" м/с показана на рис. 4.5.а.

С увеличением "tK растет Ра теста особенно резко в начальный период контакта. Так, увеличение тк с 5 до 60 с приводит к росту Ра на 74,8$, ас 60 до 120 с - всего на 7,1 Следовательно, адгезия теста к металлической поверхности диска растет со временем быстро, затем все медленнее, стремясь к определенному пределу. Согласно диффузионной теории адгезии [if], такая зависимость Ра от tK объясняется медленной диффузией громоздких цепных макромолекул или их участков в поры, микротрещины и окисную пленку на поверхности диска. На рис. 4.5.6 показана зависимость Р& от Рк при iK = 10 с, согласно которой между параметрами Ра и Рк существует прямолинейная зависимость. При этом рост Ра объясняют [if] увеличением истинной площади контакта теста с субстратом вследствие упруго-пластических деформаций неровностей поверхности адгезива. При испытании теста, замешанного по фаринограмме до точки, соответствующей 3/2 периода стабильности, установлено изменение характера отрыва контактирующей поверхности в зависимости от величины PR. Так, при увеличении Рк до 0,8 кПа наблюдали адгезионный отрыв диска, в интервале 0,8-1,2 кПа - смешанный и после 1,2 кПа - когезионный. В последнем случае отрыв диска от теста сопровождался образованием характерной шейки вследствие превышения сил адгезии над когеэией.

В следующей серии опытов изучали влияние на Ра скорости отрыва диска, которую варьировали в интервале от 0,5»10 u до 30,0 «НТ3 м/с при Рк = 0,513 кПа и tK = 10 с. Зависимость Р& от 1 показана на рис. 4.6. Интенсивное возрастание Ра наблюдали при определенных значениях 1Г0 в зависимости от продолжительности пластикации. Для кривых I, 2, 3 и 4 максимальный о рост Ра получен при увеличении 1Г0 соответственно до 15 »10 , 10 «НТ3, 5«Ю 3 и 20-Ю"3 м/с. Влияние 1Г0 на Ра теста также указывает на связь адгезии с микрореологией его приконтактных объемов. При испытании пробы теста с t = 930 с установлен смешанный характер отрыва субстрата от адгезива при скорости от-рыва, не превышающей 3 10 м/с. При большей скорости отрыв был адгезионный. По-видимому, при медленном отрыве успевают произойти процессы релаксации в макромолекулах биополимеров теста, что приводит к частичному когезионному разрушению материала, который ведет себя подобно жидкости. При больших скоростях деформации процессы релаксации не успевают произойти и тесто ведет себя подобно твердому телу с достаточно высоким модулем упругости. Вероятно, эта особенность хлебопекарного теста, как твердообразного материала, имеет место и при других условиях пластикации, однако в достаточной степени она проявляется лишь для слабоструктурированного материала. Анализ зависимостей Pa(t„). РсЛР«)и Pa ОМ показывает, что длительность пластикации теста существенно влияет на его адгезионные свойства. Минимальную адгезионную прочность в условиях деформации его рабочими органами машин и автоматов тесторазделочных линий проявляет тесто, замешенное до максимального развития его структуры. Как недостаточная так и чрезмерная пластикация теста увеличивают его адгезионную прочность.

Похожие диссертации на Процессы смешивания и пластикации при двухстадийном приготовлении пшеничного теста в хлебопекарном производстве