Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Теоретические основы процесса непрерывного смесеприготовления и его аппаратурного обеспечения (обзор литературы) . 10
1.1 Общие основы процесса смешивания 10
1.2. Аппаратурное оформление процесса смешивания дисперсных материалов 17
1.3. Методики определения пылевоздушных потоков . 39 Результаты и выводы по главе 46
ГЛАВА 2. Математическое моделирование процесса смешивания дисперсных материалов на основе кибернетического подхода 47
2.1 Моделирование смесительного агрегата центробежного типа на основе кибернетического подхода 47 Результаты и выводы по главе 59
ГЛАВА 3. Аппаратурное и методологическое оформление процессов смешивания дисперсных материалов ... 60
3.1. Описание лабораторного стенда 60
3.2. Дозировочное оборудование стенда 62
3.3 Обоснование новых конструкций смесителей непрерывного действия 63
3.3.1 Центробежный смеситель с осевым вентилятором 64
3.3.2 Центробежный смеситель с гибким шнеком 66
3.3.3 Центробежный смеситель с направляющим диффузором . 67
3.3.4 Универсальный центробежный смеситель 69
3.4 Методика определения концентрации ключевого компонента в смеси . 72
3.5 Методика определения сыпучести материалов 73
3.6 Методика определения картины распределения пылевоздушных потоков в аппарате 78
Результаты и выводы по главе 80
ГЛАВА 4. Сыпучесть материалов 81
4.1. Исследование сыпучести материалов 81
Результаты и выводы по главе 90
ГЛАВА 5. Исследование конструктивных и режимных параметров центробежного смесителя непрерывного действия 91
5.1 Исследование картины распределения пылевоздушных потоков в рабочей камере смесителя 91
5.2 Исследование универсального центробежного смесителя
Результаты и выводы по главе 105
ГЛАВА 6. Промышленная реализация 107
6.1 Аппаратурное оформление процесса производства сухих завтраков 107
6.2 Аппаратурное оформление процесса производства сухих витаминизированных киселей 111 Результаты и выводы по главе 115
Основные результаты и выводы работы 116
Список литературы 117
Приложения 129
- Аппаратурное оформление процесса смешивания дисперсных материалов
- Обоснование новых конструкций смесителей непрерывного действия
- Исследование картины распределения пылевоздушных потоков в рабочей камере смесителя
- Аппаратурное оформление процесса производства сухих завтраков
Введение к работе
Актуальность проблемы. Необходимость обогащения продуктов питания биологически ценными компонентами вызывает неблагоприятная экологическая обстановка во многих регионах страны, включая Кузбасс.
Актуальна проблема получения многокомпонентных смесей заданного качества с определенными микробиологическими показателями в молочной промышленности. Остро стоит проблема комплексного использования побочного сырья пищевой и перерабатывающей промышленности с целью получения высококачественных комбикормов для животных. В хлебопекарной промышленности остро стоит задача получения продуктов, обогащенных биологически ценными элементами (производство смесей с подсластителями, витаминно-минеральными добавками, производство пшеничных и кукурузных хлопьев, соевой муки, сухого соевого молока).
Аналогичные проблемы стоят и перед другими отраслями промышленности, такими как: строительная (производство сухих смесей), фармацевтическая (производство витаминов, таблеток, цементов для лечения остеопорозных позвонков), химическая (производство различных красителей), агропромышленность (производство пищевых добавок).
Организация процесса смешивания в центробежных смесителях является одним из основных факторов, влияющих на качество получаемой продукции. На больших частотах вращения ротора центробежного смесителя высокодисперсные компоненты (витамины, минеральные вещества, биологические добавки и другие энергетически ценные компоненты), входящие в состав смеси в минимальном количестве (1% и менее) поднимаются в пылевоздушное пространство над ротором, в результате чего происходит сегрегация получаемой смеси, негативно сказывающаяся на ее качестве. Определение направления и значений составляющих скорости воздушного потока в различных точках рабочей камеры центробежного смесителя помогает организовать требуемое движение материальных потоков для повышения эффективности процесса смешивания при получении однородных по составу композиций заданного качества.
Несмотря на то, что в области смешивания проведён большой объём исследований, из-за существенного увеличения спроса на смесители центробежного типа, остаются недостаточно изученными вопросы, касающиеся повышения эффективности и интенсивности непрерывных процессов смешивания; изучения направления и скоростей материальных потоков для создания их направленного движения с целью повышения качества конечного продукта. Поэтому исследование направления и скорости движения составляющих материального потока в рабочей камере центробежного смесителя с целью создания его направленного движения является актуальной научной проблемой, представляющей практический интерес для многих отраслей промышленности.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами НИР ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности», грантом Министерства образования и науки РФ «Повышение эффективности получения однородных по составу сыпучих композиций в центробежном смесителе за счет изучения скорости высокодисперсных воздушных потоков и организации их направленного движения» (Научным руководителем которой, является академик АТН РФ, профессор Иванец В. Н.)
Цель работы. Разработка новых конструкций эффективных смесителей непрерывного действия центробежного типа с организацией направленного движения материальных потоков для получения сухих многокомпонентных смесей, определение рациональных параметров работы смесителя непрерывного действия (СНД) на основе математического моделирования и экспериментальных исследований.
Задачи исследований. В соответствии с поставленной целью в настоящей работе решались следующие основные задачи:
- теоретическое и экспериментальное обоснование новых конструкций СНД
центробежного типа для производства различных сыпучих смесей, обогащения их
витаминами, минеральными веществами и микроэлементами;
- математическое описание процесса смешивания в центробежных смесительных
агрегатах на основе кибернетического подхода;
- исследование и определение численных значений сыпучести различных пищевых
материалов и их смесей, определение критериального уравнения процесса смешивания,
позволяющего определить мощность аппарата и охарактеризовать отношение сыпучести
материала к силам инерции в его тонкослойном потоке;
- исследование картины распределения материальных потоков на различных
конструкциях ротора нового СНД центробежного типа;
- исследование смесителя центробежного типа с целью определения его
рациональных конструктивных и технологических параметров работы, обеспечивающих
стабильность качества готовой продукции;
- проведение промышленных испытаний новых конструкций центробежного СНД в составе технологических схем производства витаминизированных киселей, сухих завтраков.
Научная новизна. Создана математическая модель непрерывнодействующего смесительного агрегата центробежного типа на основе кибернетического подхода, позволяющая проанализировать возможность получения смесей заданного качества с учетом влияния внешних факторов. Предложен критерий сыпучести, позволяющий описать поведение различных сыпучих материалов, под действием сил инерции. Проведены исследования влияния материальных потоков внутри аппарата на качество получаемых смесей. Найдены рациональные конструкционные и технологические параметры СНД, при которых получаются смеси заданного качества.
Практическая значимость и реализация. Результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса смешивания сыпучих материалов позволили разработать три новые конструкции СНД центробежного типа. Разработано аппаратурное оформление технологической линии процесса непрерывного смешивания, включающее в свой состав центробежный СНД новой конструкции в технологических схемах производства сухих завтраков, витаминизированных киселей на ООО НПО «Здоровое питание» г. Кемерово. Результаты диссертационной работы используется в учебном процессе на кафедре процессов и аппаратов пищевых производств ФГБОУ ВПО «Кемеровский технологический институт пищевой промышленности» при подготовке бакалавров и магистров по направлению 15.04.00 «Технологические машины и оборудование»
На защиту выносятся: математическое описание процесса непрерывного смешивания внутри СНД центробежного типа; результаты экспериментальных
исследований получения смесей сыпучих материалов в новых конструкциях СНД центробежного типа; результаты исследований сыпучести пищевых материалов; картина распределения материальных потоков внутри аппарата.
Объектом исследования являлись новые конструкции эффективных СНД центробежного типа для получения качественных смесей с соотношением компонентов 1:100 и выше.
Предметом исследования являлось определение рациональных конструктивных, технологических и режимных параметров работы СНД центробежного типа; выявление закономерностей, влияющих на качество смешивания пищевых материалов.
Апробация работы. Основные положения, изложенные в диссертационной работе,
были представлены и обсуждены на: ежегодных международных научных конференциях
Кемеровского технологического института пищевой промышленности (2010-2013); VII
конференции молодых ученых и специалистов научно-исследовательских институтов
отделения хранения и переработки сельскохозяйственной продукции
Россельхозакадемии, 2013; Инновационном конвенте «Кузбасс: образование, наука, инновации», Кемерово, 2013; Современные проблемы гуманитарных и естественных наук. Материалы ХV международной научно-практической конференции, Москва, 2013; Международной научно-практической конференции «Современные проблемы гуманитарных и естественных наук», Институт стратегических исследований, 2013; «Science, Technology and Higher Education», Materials of the II international research and practice conference Vol. II, Westwood, Canada, 2013; «European Science and Technology», Materials of the IV international research and practice conference Vol. I, Munich, Germany, 2013; «Science, Technology and Higher Education», Materials of the III international research and practice conference, Westwood, Canada, 2013; «Science and Education», Materials of the IV international research and practice conference Vol. I, Munich, Germany, 2013.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 работах, из которых 6 публикаций в журналах, рекомендованных ВАК, 4 публикации в зарубежных изданиях, 1 патент РФ. Подано три заявки на получение патента РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, шести глав, основных выводов, списка литературы и приложений; включает 48 рисунков, 26 таблиц. Основной текст изложен на 128 страницах машинописного текста, приложения – на 23. Список литературы включает 100 наименований.
Аппаратурное оформление процесса смешивания дисперсных материалов
В настоящее время в производстве сухих смесей, в различных отраслях промышленности, преимущественно применяют смесители периодического действия различных типов: барабанные, центробежные, червячно-лопастные. При этом используемые технологические линии и оборудование морально устарели и не в состоянии производить продукцию заданного качества. Это связано, в первую очередь, с увеличением темпа жизни современного человека, с постоянно растущими потребностями в экологически чистых продуктах высокого качества.
Это говорит о необходимости разработки новых конструкций аппаратов, удовлетворяющих современным требованиям. Многолетний опыт работы многих исследователей позволил сформировать целые классы аппаратов, позволяющих производить смеси сыпучих материалов [25, 45, 50, 55, 68].
В различных отраслях промышленного производства наиболее распространенным типом оборудования являются механические смесители, процесс смешивания материалов в которых происходит за счет механического воздействия различных по конструкции и конфигурации рабочих органов.
В результате такого механического воздействия на сыпучие материалы происходит относительное движение слоев, псевдоожижение материалов, диспергирование частиц и конгломератов. Наиболее распространенной особенностью механических смесителей является вращение рабочих органов (дисков, лопастей, мешалок, шнеков, конусов и т.д.). Наиболее подходящими аппаратами для производства сухих композиций с
большим соотношением (1:500 и выше) смешиваемых компонентов являются центробежные смесители непрерывного действия (СНД). Их преимуществами над другими классами смесительного оборудования являются: высокая производительность, сравнительно малая энерго- и материалоёмкость [10, 45, 50, 52, 70-74, 78]. Классификация непрерывнодействующих ЦС представлена в виде таблицы 1.1.
Смешивание сыпучих компонентов внутри центробежных смесителей (ЦС) осуществляется, как правило, в пространстве тонких разряженных слоев, которые движутся по поверхности вращающегося ротора, при пересечении потоков, имеющих различное направление, их соударение с препятствиями и т.д.
Рабочие органы центробежных СНД (роторы и статоры) являются, как правило, простыми телами вращения (дисками, цилиндрами, полыми усеченными конусами), гораздо менее распространены тела, имеющие более сложный профиль поверхности (параболоиды, торовые и сферические оболочки). Также, могут применяться лопасти, диспергирующие ножи и т.д. Нами предложено, условно, разделять центробежные СНД на аппараты с вертикальным и горизонтальным расположением ротора.
Объектами наших исследований являлись СНД центробежного типа с вращающимся ротором. Одним из таких аппаратов, реализующих центробежный способ смесеприготовления является прямоточный смеситель конструкции А.М. Ластовцева (рисунок 1.1) [9].
Работа центробежного прямоточного смесителя осуществляется следующим образом. Сыпучие компоненты, которые необходимо смешать, сначала дозируются, а затем поступают через штуцера 6 непрерывным потоком внутрь корпуса смесителя, там они попадают на поверхность первого конуса 3. Потоки материала поднимаются вдоль внутренней поверхности конуса 3 и сбрасываются с него в виде пылевидного факела под действием центробежных сил инерции.
Частицы материала, ударяясь о стенку корпуса смесителя, оседают на неподвижную коническую течку 5 и высыпаются на поверхность вращающегося конуса 3, расположенного ниже. Затем процесс повторяется.
Между конусами 3 и корпусом смесителя, в кольцевом пространстве, создаются вращающиеся вихри из взвешенных в воздухе частиц материала. Смешивание частиц разных компонентов осуществляется на вращающихся конусах 3, в вихревых потоках и при осаждении по течкам. Рисунок 1.1 - Центробежный прямоточный смеситель конструкции А.М.
Ластовцева: 1-цилиндрический корпус, 2- вал, 3- конусы, 4- радиальная лопасть, 5-конические пересыпные течки, 6- штуцера, 7-люк , 8-электродвигатель
Однородность сыпучей композиции, получаемой в смесителе, зависит от различных факторов, таких как: точность дозирования, производительность, число секций, скорость вращения вала, физико-механические свойства смешиваемых компонентов.
Пропускная способность (производительность) центробежного прямоточного смесителя определяется такими параметрами, как: размер конусов, площадь кольцевого сечения между наружной кромкой конуса и внутренней стенкой корпуса и физико-механические свойства смеси. Время пребывания материала внутри смесителя исчисляется секундами, вследствие чего он имеет большую удельную производительность при небольших энергетических затратах.
Сглаживающая способность смесителя крайне низкая, так как объем одновременно находящегося в смесителе материала очень невелик. Вследствие подобной характеристики смесителя значительно повышаются требования к используемым дозаторам: их точность должна быть не выше ±2%.
Сглаживающую способность представленного центробежного прямоточного смесителя возможно повысить путем установки в его верхней части секций накопителя с определенным запасом материала. Материал в секции может перемешивать лопастная мешалка, которая устанавливается на приводном валу смесителя. Излишки смешиваемого материала из секций накопителя в нижние секции с конусами пересыпается через трубы, которые установлены внутри корпуса смесителя.
Также, известен смеситель «Интолетер» [3], который используется в тех случаях, когда необходимо совместить операции смешения и дробления. Принципиальная схема этого смесителя показана на рисунке 1.2.
В верхней части корпуса смесителя 1 размещен ротор, состоящий из нижнего диска 2, жестко соединенного с верхним диском 3 штырями 4. На крышке корпуса смесителя установлен вертикальный двухскоростной фланцевый электродвигатель 5, на выходном валу которого насажена ступица ротора. Обрабатываемые материалы непрерывно загружаются через штуцера 7. В них имеются пазы для заслонок, с помощью которых можно регулировать подачу компонентов в смеситель. Смеситель «Интолетер» работает следующим образом. Через загрузочные штуцера смешиваемые компоненты подаются на распределительный конус 6, откуда они попадают на нижний диск ротора 2, вращающийся с большой скоростью. Под действием центробежной силы частицы с возрастающей скоростью отбрасываются к периферии дисков. Наталкиваясь на первый ряд штырей 4, частицы изменяют траектории движения, соударяются друг с другом, наталкиваются на второй ряд штырей 4 и снова перераспределяются. Сброшенные с диска частицы ударяются о стенки корпуса 1 и по спиральной траектории опускаются в направлении к выгрузному отверстию. Согласно закону сохранения количества движения частица в узкой части корпуса имеет большую скорость, чем в широкой. Вследствие этого достигается турбулизация потока частиц на выходе из смесителя и, следовательно, создаются условия для дополнительного их перемешивания.
Обоснование новых конструкций смесителей непрерывного действия
Техническим недостатком многих центробежных смесителей является то, что под действием центробежной силы поднимаются пылевоздушные потоки, приводящие к сегрегации. Также, к недостаткам можно отнести малую сглаживающую способность, недостаточную интенсивность и эффективность протекания процесса смешивания. Так как продолжительность движения частиц материала внутри аппарата очень мала для качественного смешивания компонентов даже в тонком слое материала, тем более, если компоненты смеси подаются в аппарат дозаторами объемного типа, который обладают существенной погрешностью дозирования. Кроме того, конфигурация профиля поверхности ротора существенно усложняет технологию изготовления ротора, по сравнению с простой формой полого усеченного конуса.
Основные требования, которые предъявляются к конструкциям смесителей сыпучих материалов непрерывного действия, ранее были нами сформулированы. Одним из важнейших требований является организация направленного движения пылевоздушных потоков внутри рабочей камеры аппарата с целью устранения застойных зон, создания дополнительных пересекающихся пылевоздушных и материалопотоков потоков. Среди этих требований немаловажным является способность СНД хорошо сглаживать неравномерности подачи исходных компонентов, что во многом исключает непостоянство состава готовой смеси в различные моменты времени. Флуктуации входных потоков могут носить как закономерный, когда подача материала изменяется во времени по какому-то определенному закону, так и случайный характер. В последнем случае количество материала, подаваемого за одинаковые промежутки времени, зависит от неоднородности его структуры, изменения оборотов привода дозирующего устройства и т.п. Сглаживающая способность СНД зависит, в первую очередь, от количества материала, находящегося в нем, и от организации структуры движения материальных потоков [41, 52, 54]. Таким образом, при разработке новых конструкций СНД следует стремиться к тому, чтобы обеспечить высокую турбулентность движения материалов и интенсивность их продольного перемешивания. Исходя из этого, нами было разработано несколько оригинальных конструкций центробежных СНД. Смеситель включает в себя следующие элементы: вертикальный цилиндрический корпус 1, эллиптическую крышку 2, на которой установлен загрузочный патрубок 3, подшипниковый узел 5, с закрепленным в нем валом 6, в нижней части которого установлен ворошитель 7. На валу установлен ротор, основание которого выполнено в виде диска 8, на котором, вершиной вверх, концентрично установлен полый конус 9. На основании ротора концентрично установлен полый тонкостенный усеченный конус 10 с перепускными окнами 11, соединенный с диском снизу меньшим основанием. Над конусом на валу концентрично установлен осевой вентилятор 12, выполненный в виде лопаток, расположенных под углом к горизонтальной плоскости. В эллиптическом днище 4 установлен разгрузочный патрубок 13.
Смеситель работает следующим образом. Подача сыпучих материалов осуществляется через загрузочный патрубок на осевой рассеиватель, который делит потоки материала на несколько частей и измельчает крупные конгломераты из частиц материала. После чего, поток материала попадает на диск вращающегося ротора. Под действием центробежной силы, материалопотоки равномерно движутся по основанию. Большая часть материала переходит на внутреннюю поверхность полого усеченного конуса. Потоки сыпучих компонентов достигают его верхней кромки. Общий кольцевидный поток материала сходит с поверхности конуса в разные моменты времени, разделяясь на несколько частей, которые, впоследствии, пересекаются друг с другом в кольцевом пространстве между ротором и корпусом смесителя. Частично потоки материала выходят из конуса через перепускные окна. При помощи ворошителя потоки материала поднимаются с днища корпуса и попадают обратно на основание ротора. Готовая смесь ссыпается на днище корпуса и выводится из аппарата через разгрузочный патрубок 7.
Благодаря распределению потока сыпучего материала под действием лопаток осевого вентилятора, а также из-за создания опережающих потоков через отверстия основания ротора, увеличивается интенсивность и эффективность процессов смешивания и диспергирования и, как следствие, повышается качество смеси.
Исследование картины распределения пылевоздушных потоков в рабочей камере смесителя
В четвертой главе приведены результаты исследований новых конструкций центробежных смесителей непрерывного действия с целью определения их рациональных конструктивных и режимных параметров.
Для определения величин составляющих скорости материальных потоков в наших экспериментальных исследованиях использовали универсальный центробежный смеситель [70], на ротор которого можно устанавливать различные конструкции конусов (рисунок 3.11).
Полученные результаты представлены на эпюрах средних величин составляющих скорости материальных потоков внутри рабочего объема центробежного смесителя (рисунки 5.1; 5.2; 5.3; 5.4)
Из полученных экспериментальных величин составляющих скоростей материальных потоков возможно сделать следующие выводы.
При частоте вращения ротора 10 с-1 максимальное значение осевой составляющей скорости Wос достигается на роторе в виде гладкого конуса с углообразными турбулизаторами. Она больше на 20 %, чем на гладком конусе, на 2 % выше значений на гладком конусе с окнами и лопастями и на 10 % больше, чем на гладком конусе с волнообразной верхней кромкой. Максимального значения Wос возможно достичь при частоте вращения ротора 24 с-1, при использовании модификации ротора в виде гладкого конуса с углообразными турбулизаторами. Величины составляющей скорости на данной модификации больше на 12 %, 8 % и 7 % по отношению к величинам осоевой составляющей скорости Wос, замеренной на модификациях (а), (б) и (в), соответственно.
При исследовании радиальной составляющей скорости материальных потоков можно сделать следующие выводы. При частоте вращения ротора равной 10 с-1 величины скорости материальных и воздушных потоков на гладком конусе с углообразными турбулизаторами больше на 3 %, 1 % и 17 %, чем Wр, измеренные на модификациях (а), (б) и (в). При частоте вращения ротора 24 с-1 Wр достигается максимальное значение величин составляющих скорости на модификации ротора в виде гладкого конуса с углообразными турбулизаторами. Величины при этом больше на 20 %, 13 % и 16 % по отношению к величинам составляющих скоростей пылевоздушных потоков в радиальном направлении на модификациях ротора (а), (б) и (в), соответственно.
При окружной составляющей скорости , находящей в диапазоне 0,1..0,15 м/с, наблюдается, что высокодисперсные компоненты частично вовлекаются в воздушное пространство рабочей камеры центробежного смесителя. Дальнейшее увеличение Wокр до 0,28 м/с приводит к образованию вихревых движений пылевоздушных потоков, а это в результате приводит к возникновению явления сегрегации получаемой смеси. В результате снижается эффективность процесса смешивания. Особенно ярко эта картина наблюдается на модификации ротора в виде гладкого конуса с пропускными окнами и лопастями. Благодаря перфорированным лопастям, происходит создание дополнительного вентиляционного эффекта, который приводит к дополнительной турбулизации пылевоздушных потоков. Для того, чтобы устранить сегрегацию и увеличить эффективность процесса смешивания предлагается установить внутри смесителя направляющие или отражательные элементы, позволяющие задать нужное направление пылевоздушным потокам.
Также, исследовали движение воздушного потока на двух и трех конусных модификациях ротора.
Провели эксперимент на двух конусной модификации ротора с окнами и без них, измерив составляющие потока воздуха в точках, показанных на рисунке 3.10. Полученные результаты представлены на рисунках 5.5 и 5.6.
При проведении экспериментов на модификациях ротора на исследуемых частотах вращения меняется характер движения осевой составляющей скорости потока. На модификациях конуса без окон: При частоте вращения 24 с-1 осевая составляющая скорости возрастает на 17 % по сравнению с результатами при 10 с-1. Радиальная составляющая скорости возрастает приблизительно на 8 %, а окружная – на 7 %, с увеличением частоты вращения ротора.
На модификациях конуса с окнами:
При частоте вращения 24 с-1 осевая составляющая скорости возрастает на 29 % по сравнению с результатами при 10 с-1. Радиальная составляющая скорости возрастает приблизительно на 7 %, а окружная – на 5 %, с увеличением частоты вращения ротора.
При различных модификациях ротора наблюдается увеличение радиальной составляющей скорости в средней части ротора непосредственно возле конуса. Характер окружной составляющей скорости воздушного потока почти не меняется. С увеличением частоты вращения ротора существенно возрастает величина скорости в осевом направлении в зазоре между корпусом и конусом ротора.
Аппаратурное оформление процесса производства сухих завтраков
Начиная с 90-х годов прошлого века, готовые сухие завтраки постепенно начали вытеснять традиционные российские завтраки (бутерброды или каши на молоке), и в настоящее время приобрели небывалую популярность. Особенно это касается школьников, которые не любят есть в школьной столовой и экономят деньги, выданные на питание. Готовые завтраки выигрывают в глазах детей перед обычной кашей. В связи с высокой популярностью среди различных слоев населения и неблагоприятной экологической обстановкой в различных регионах страны (Кузбасса, в частности), актуальной научной задачей является производство сухих завтраков, обогащенных различными добавками и витаминами.
Под сухими завтраками обычно понимают изделия из различных зерновых культур и злаков (кукурузы, пшеницы, риса и т.д.), которые производятся в форме хлопьев, палочек, воздушных зерен, с возможностью употребления без какой-либо дополнительного кулинарного приготовления. Также, сухие завтраки могут иметь форму колечек, звездочек, формы сложного профиля, подушечек с начинкой.
Одним из основных преимуществ сухих завтраков является быстрое способ приготовления. Достаточно высыпать хлопья или снеки в тарелку, залить их молоком – и завтрак готов. Иногда вместо молока берут йогурт или кефир. Cпособ приготовления готовых завтраков чаще всего позволяет сохранить множество полезных веществ, которые содержатся в злаках. Так кукурузные хлопья богаты витаминами А и Е. А рисовые хлопья содержат все полезные аминокислоты, которые необходимы организму. В овсяных хлопьях много фосфора и магния.
Конечно, сладкие хлопья с молоком и добавками в виде меда, сахара или шоколада достаточно калорийны, но позволяют не испытывать чувства голода до обеда. В настоящее время большинство пищевых предприятий оборудованы смесителями периодического действия, которые являются устаревшими, металло- и энергозатратными. С их помощью невозможно получать продукты, соответствующие высоким стандартам качества. Нами было предложено производить качественную продукцию (на примере сухих завтраков) на разработанной конструкции смесителя непрерывного действия центробежного типа.
Целью данных исследований являлась оценка эффективности работы новой конструкции центробежного смесителя непрерывного действия [70] для приготовления основы корпуса подушечек с молочной начинкой.
На данной конструкции смесителя, входящий в состав технологической линии, провели ряд экспериментов по получению опытных образцов сухих завтраков, состав которых приведен в таблице 6.1.
Технологическую линию для приготовления экструдированных пищевых продуктов (панировочных сухарей, суповых добавок, сухих завтраков и т. п.) входят следующие элементы: основной загрузочный бункер 1, бункер 2 для вкусовых добавок, центробежный смеситель непрерывного действия3, дозатор 4 шнекового типа, экструдер 6, гранулятор 7, насос-дозатор 5, а также, в зависимости от вида получаемого продукта, дополнительное оборудование– охладитель 8, дополнительный бункер 9, бункер - накопитель 11, (сушильная печь 10, жарочная ванна, ароматизатор и иное оборудование).Процесс производства подушечек с молочной начинкой происходит в два этапа. На первом этапе осуществляется смешивание ингредиентов для получения корпуса подушечек с применением нового СНД. На втором – приготовление начинки. Качество смеси для корпуса определялось при помощи коэффициента неоднородности VС, по ключевому компоненту (соль поваренная), концентрацию которого определяли потенциометрическим методом. Результаты представлены в таблице 6.2.Проведенные экспериментальные исследования свидетельствуют о том, что используемый центробежный смеситель непрерывного действия позволяет производить основу для корпуса подушечек с молочной начинкой производительностью 200 кг/ч высокого качества на пищевых предприятиях. Акт испытаний нового центробежного СНД представлен в приложении 1. В настоящее время во многих регионах страны (включая Кузбасс), в связи с неблагоприятной экологической обстановкой, остро стоит проблема получения качественных смесей и полуфабрикатов, обогащенных витаминами, минералами и другими полезными биологически активными добавками и микроэлементами. Целью данных исследований являлась оценка эффективности работы новой конструкции центробежного смесителя непрерывного действия [70] для 112 приготовления витаминизированных киселей. Принцип работы исследуемого СНД основан на создании и организации направленного движения материальных и пылевоздушных потоков внутри аппарата. Подготовка сырья оказывает наиболее существенное влияние на качество пищевых концентратов. Работа технологической схемы процесса получения витаминизированных киселей организована следующим образом (рис. 6.2).
