Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор научно-технической литературы 9
1.1. Современные машинные технологии приготовления бисквитных тортов 9
1.2. Методы диагностики сложных технологических систем 23
1.3. Теоретические основы формирования пенистых структур 61
1.4. Современные физико-механические методы оценки технологических свойств бисквитных полуфабрикатов 64
1.5. Задачи исследования 66
Глава 2. Системное исследование известной машинной технологии бисквитных тортов с периодическим процессом тестообразования 67
2.1. Машинная технология бисквитных тортов как система процессов 67
2.2. Оценка уровня организации известной машинной технологии бисквитных тортов 75
2.3. Оценка качества функционирования процесса образования бисквитного полуфабриката 84
2.4. Краткие выводы 92
Глава 3. Исследование процесса образования пористой структуры бисквитного теста 94
3.1. Теоретическое исследование пористой структуры бисквитного теста 94
3.2. Экспериментальное исследование кинетики насыщения бисквитного теста воздушной фазой 111
3.3. Оптимизация технологических свойств бисквитного полуфабриката 116
3.4. Краткие выводы 127
Глава 4. Адаптация машинной технологии при организации производства бисквитных тортов 128
4.1. Новые технические решения и прогрессивные разработки в производстве бисквитного полуфабриката 128
4.2. Машино-аппаратурная схема линии, обеспечивающей высокую организацию производства бисквитных тортов 131
4.3. Краткие выводы 135
Глава 5. Системное исследование новой, адаптированной машинной технологии бисквитных тортов 136
5.1. Оценка уровня организации адаптированной машинной технологии бисквитных тортов 136
5.2. Краткие выводы 138
Выводы 139
Список использованной литературы 141
Приложение 148
- Методы диагностики сложных технологических систем
- Оценка уровня организации известной машинной технологии бисквитных тортов
- Экспериментальное исследование кинетики насыщения бисквитного теста воздушной фазой
- Машино-аппаратурная схема линии, обеспечивающей высокую организацию производства бисквитных тортов
Введение к работе
Актуальность работы. За последние годы как в странах Западной Европы и Северной Америки, так и в России получает все большее распространение способ производства мучных кондитерских изделий, в том числе тортов, в небольших комбинатах, пекарнях, булочно-кондитерских магазинах и супермаркетах. Этот сегмент рынка в России демонстрировал устойчивый рост за период с 2000 по 2004 год [58].
Объемы производства тортов и пирожных
180 -г—
160 —
140 —
Ї 120 —
100 - —
| 80-^
* 60 —
40 —
2002 Год
Важным процессом, применяемым в пищевой промышленности, является пенообразование. При взбивании смеси меланжа с сахаром образуется газожидкостная система с высокой долей воздушной фазы. Эта способность к пе-нообразованию используется для производства основы бисквитных тортов -выпеченных бисквитных полуфабрикатов. Продукты с высоким содержанием воздушной фазы обладают рядом ценных для организма человека свойств. Благодаря пористой структуре изделие легче смачивается слюной во рту, легче усваивается и имеет более приятный вкус.
При разработке новых аппаратов для производства продуктов с высоким содержанием воздушной фазы необходимо учитывать различные методы интенсификации технологических процессов. Для создания условий, обеспечивающих получение высококачественных продуктов с высоким содержанием воздушной фазы и снижение издержек производства, решающее значение имеет максимальная механизация, автоматизация и интенсификация производственных процессов. Однако все эти мероприятия могут быть применены на практике только после всестороннего изучения свойств сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, разработки объективных методов определения качества продукции и исследования новых физических способов обработки, позволяющих ускорить или усовершенствовать процесс.
Машины, применяемые в настоящее время в кондитерской промышленности на стадиях гомогенизации и диспергирования, имеют ряд серьезных недостатков и не удовлетворяют современным требованиям по производительности и качеству продукции. К этим недостаткам относится и повышенная чувствительность процессов протекающих в ведущем оборудовании к колебаниям входных параметров сырья. Это обусловлено нестабильностью процесса и как следствие невысоким качеством получаемого бисквитного полуфабриката и его пористой структуры. Из-за неоднородности пористой структуры бисквитного полуфабриката, при дозировании происходит отклонение его массы. В случае снижения массы заготовки ниже нормы, требуется компенсировать недостачу массы заготовки путем добавления дорогостоящего крема, что приводит к увеличению себестоимости продукции. Результаты диагностики свидетельствуют о неустойчивости технологического потока. Исследованная система находится в области плохо организованных суммативных систем. Поэтому задача совершенствования существующих конструкций, например за счет организации интенсивного диспергирования и гомогенизации воздушной фазы, обеспечивающего повышение однородности пористой структуры, является актуальной.
Цель работы. Целью работы является снижение чувствительности ведущего процесса в производстве бисквитных тортов - изготовления бисквитного полуфабриката, т.к. колебания выходных параметров бисквитных полуфабрикатов приводят, в частности, к перерасходу дорогостоящего сырья.
Научная новизна.
разработана классификация пространственных структур пористого бисквитного теста;
количественно оценены уровни организации известной и модернизированной машинной технологии изготовления бисквитных тортов;
количественно оценено качество функционирования процесса образования бисквитного теста по точности "и устойчивости;
предложен комплексный показатель качества пористой структуры бисквитного полуфабриката;
установлены закономерности влияния на пористую структуру бисквитного полуфабриката технологических факторов;
установлены закономерности влияния на пористую структуру бисквитного полуфабриката конструктивных факторов.
Практическая значимость.
разработана методика определения параметров пористой структуры бисквитного полуфабриката с помощью ЭВМ;
определены оптимальные параметры процесса изготовления бисквитного полуфабриката;
усовершенствован способ производства бисквитного полуфабриката;
реализована новая конструкция взбивальной машины;
получен патент на изобретение: «Устройство для взбивания кондитерской массы».
- Результаты проделанной работы были успешно реализованы в ходе испытаний и практического применения новой конструкции машины для взбивания бисквитного теста на предприятии ООО «Кондитерский комбинат Чертаново», г.Москва.
Апробация работы.
Основные положения диссертации доложены и обсуждены на III Юбилейной международной выставке-конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» (2005 г.), IV международной конференции-выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (2006 г.), V юбилейной школе-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (2007 г.) в Московском государственном университете пищевых производств.
Публикации результатов исследования.
Афанасьев, И.К. Технология бисквитных тортов как система процессов [Текст] / И.К. Афанасьев, О.А. Ураков // Сборник докладов молодых ученых МГУПП. III Юбилейная международная выставка-конференция «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» Часть II: МГУПП. - Москва, 2005 г. - С. 113-116.
Афанасьев, И.К. Теоретические основы процесса формирования пористой структуры теста бисквитного полуфабриката [Текст] / И.К. Афанасьев, О.А. Ураков // Сборник докладов IV международной конференции-выставки «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации». Часть III: МГУПП. - Москва, 2006. -С.44-47.
Афанасьев, И.К. Определение показателей качества пористых пищевых сред с помощью ЭВМ [Текст] / И.К. Афанасьев, О.А. Ураков,
Н.М. Панфилов // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2006. - №12. - С. 66-67.
Афанасьев, И.К. Интегральная оценка качества выпеченного бисквитного полуфабриката [Текст] / И.К. Афанасьев, В.А. Панфилов, О.А. Ураков // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2007. - №3. - С. 57—58.
Афанасьев, И.К. Зависимость качества бисквитного полуфабриката от технологических факторов [Текст] / И.К. Афанасьев, О.А. Ураков // Сборник докладов V юбилейной школы-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации»: МГУПП. - Москва, 2007. - С. 10-11.
Пат. 2306704 Российская Федерация, МПК А 21 С 1/04, 1/10. Устройство для взбивания кондитерской массы [Текст] / Афанасьев И.К. и др.; заявитель Афанасьев И.К., патентообладатель ГОУВПО МГУПП. -№2006121370/13; заявл. 19.06.2006; опубл. 27.09.2007, Бюл. №27. -4 с: ил.
Афанасьев, И.К. Оптимизация процесса образования пористой структуры бисквитного полуфабриката [Текст] / И.К. Афанасьев // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2008. - №10. - С. 44-46.
Структура и объем работы.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 175 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка и 6 таблиц. Список литературы включает 77 наименований. Приложения к диссертации представлены на 27 страницах.
Методы диагностики сложных технологических систем
Несмотря на разнообразие технологий, процессов и машинно-аппаратурного оформления, общим для современных пищевых производств, по мнению академика РАСХН В.А. Панфилова, является то, что в них организован и функционирует непрерывный поток преобразования исходного сырья в продукт. Такой поток должен иметь свои закономерности. В этом разделе вскрываются закономерности организации, строения, функционирования и развития технологии мучных кондитерских изделий при рассмотрении ее как системы процессов [44, 45, 51].
Организация технологической системы. Пищевые технологии представляют собой системы знаний о способах воздействия различными орудиями труда на сырье, материалы и полуфабрикаты при переработке сельскохозяйственной продукции. Для каждой отрасли пищевой промышленности, для каждого вида пищевой продукции применяют свою совокупность методов обработки сырья, материалов или полуфабрикатов, которые выполняют именно при производстве этой продукции [38, 44, 45].
Рассматривая современное пищевое предприятие как систему большого масштаба можно представить его как совокупность нескольких подсистем, между которыми существуют определенные отношения соподчиненности с тремя основными ступенями качества систем: высшую, среднюю и низшую.
Высшая ступень иерархической структуры кондитерского предприятия — это система оперативного управления работой цехов всех уровней, планирования запасов сырья и реализация готовой продукции. Средней ступенью являются технологические системы в поточных линиях как совокупность технологических операций. Технологические операции формируют своеобразную макроструктуру технологической системы. Низшая ступень образуют физико-химические системы отдельных процессов кондитерской технологии в определенном машинно-аппаратурном оформлении. Любой процесс может быть детализован до уровня элементарных физико-химических и микробиологических явлений, составляющих микроструктуру технологической системы [44, 45, 55].
В настоящее время большинство исследований направлено на совершенствование низшей ступени иерархической структуры пищевых производств -микроструктуры технологических систем. Микроисследование заключается в определении данных о процессах, протекающих в отдельной машине (или аппарате), реализующей конкретную технологическую операцию. Методы микроисследований базируются на закономерностях физических, химических и микробиологических явлений, лежащих в основах пищевых технологий. Теоретические (расчетные) данные микроисследования подвергаются в дальнейшем экспериментальной проверке и уточнению.
Микроисследования играют важную роль в совершенствовании кондитерских технологий. Благодаря таким исследованиям расширяют ассортимент и повышают качество продукции, разрабатывают прогрессивные технологии и конструкции оборудования, в том числе на основе физико-химии высоких энергий.
Однако оптимизация процесса только в одной машине (или аппарате) без учета связей с другим оборудованием часто приводит к тому, что весь технологический процесс в поточной линии в целом далек от оптимального режима, а ожидаемого повышения качества продукции не происходит. Поэтому в современных условиях развитие кондитерской технологии вызывает необходимость изучения средней ступени иерархической структуры кондитерского производства - технологической системы как макроструктуры, сформированной из технологических операций. Объектом макроисследования становится система технологических процессов, протекающих в поточной линии в целом [44, 45].
Макроисследование технологической системы заключается в измерении, систематизации и обработке массовых количественных данных о ее свойствах. Анализ этих данных, полученных путем эксперимента, осуществляется на основе закономерностей математической статистики и теории вероятностей [44, 56, 52].
Технологии производств, перерабатывающих сельскохозяйственное сырье, достаточно разнообразны, также как и вырабатываемые продукты. Наиболее обширна группа физических технологий, в частности кондитерское производство. Эта группа технологий основана на механических процессах (разделение, измельчение, смешение, формообразование и др.), а также на различных теплофизических и тепломассообменных процессах ( выпаривание, сушка, выпечка, обжарка, варка, стерилизация и т.п.). Взаимосвязь и последовательность механических, теплофизических и тепломассообменных процессов достаточно разнообразны.
Технологии кондитерского производства нельзя рассматривать как сумму процессов в отдельных машинах и аппаратах. Каждая отдельная конструкция, работающая в составе технологической линии, влияет как непосредственно, так и косвенно на работу других машин и аппаратов. Процессы в машинах и аппаратах каждой поточной линии по существу объединены в один непрерывный технологический поток преобразования исходного сырья в продукцию [44, 45].
Оценка уровня организации известной машинной технологии бисквитных тортов
На основании анализа машинно-аппаратурной схемы и операторной модели проведенного в разделе 2.2, нами была построена структурная схема технологической системы производства бисквитных тортов (рис. 2.3). Эта схема наглядно показывает взаимосвязь подсистем. На ней так же видно что поступает в подсистемы, какое сырье или полуфабрикат, и что выходит из подсистем. ходного сырья. При этом получают промежуточные полуфабрикаты, технологические свойства которых обеспечивают эффективное извлечение из сырья полезных веществ и удаление посторонних примесей.
На технологических линиях для выпуска готовой продукции методом сборки перерабатывают вторичное сырье, полученное в результате функционирования линий для первичной переработки сырья. Во вторичном сырье внешние и внутренние примеси натурального сырья практически не содержатся.
Задачи функционирования комплекса С - подготовка сырья путем его измельчения, нагревания, охлаждения, плавления или растворения, а так же предварительного смешивания рецептурных компонентов.
На следующем этапе производства сборной продукции перед оборудованием комплекса С стоят задачи диспергирования и равномерного распределения (гомогенизации) компонентов, образующих промежуточные полуфабрикаты. Для решения этих задач, в частности, смеси обрабатываются во взбивальных машинах.
Благодаря диспергированию и гомогенизации рецептурных смесей, во-первых, улучшаются вкусовые достоинства пищевой продукции: полезные вещества приобретают дисперсную структуру более благоприятную для усвоения организмом человека, высвобождаются приятные ароматические вещества и, наоборот, удаляются их неблагоприятные компоненты. Для тонкоизмельчен-ных смесей характерна большая площадь поверхности раздела фаз, от которой зависят последующие процессы формирования и фиксации структуры продукции.
При производстве продукции, содержащей в пространственной структуре пузырьки воздуха, задача оборудования комплекса С - насыщение промежуточного полуфабриката воздухом. Это достигается либо в результате механического процесса взбивания рецептурной смеси путем обработки месильной лопастью, либо нагнетанием воздуха в объем смеси. Применяются также способы образования газовой фазы химическими разрыхлителями, вводимыми в объемсмеси: двууглекислой соды, углекислого аммония и др.
Особенностью задач, которые решаются в процессе функционирования комплекса В, - это то, что из полезных веществ, извлеченных из натурального первичного сырья, образуется новый искусственный состав и структура готовой продукции.
После диспергирования и гомогенизации рецептурных компонентов, входящих в состав промежуточных полуфабрикатов, а также формирования пространственной структуры этих полуфабрикатов получение окончательного полуфабриката - задача функционирования комплекса В. Сложность функционирования этого комплекса оборудования связана с необходимостью соединения разнородных по составу и строению промежуточных полуфабрикатов в единый окончательный полуфабрикат.
При этом различные технологические свойства промежуточных полуфабрикатов преобразуются в ограниченный комплекс технологических свойств окончательного полуфабриката, гарантирующий выпуск готовой продукции с нормативными показателями потребительских свойств.
Получение окончательного полуфабриката связано с необходимостью формирования штучных пространственных тел заготовок продукции, в которых промежуточные полуфабрикаты должны соединяться между собой с определенной пространственной ориентацией и сохранением поверхности раздела. То есть необходимо сформировать пространственные конструкции, отвечающие требованиям определенных массовых, геометрических и прочностных характеристик, а также соответствовать нормам эстетического восприятия формы и поверхности будущих готовых изделий.
Таким образом, в число задач функционирования оборудования комплекса В наряду с дозированием промежуточных полуфабрикатов входит соединение этих полуфабрикатов в сводную (рабочую) смесь, создание условий для обеспечения однородности структурно-механических свойств сводной смеси (путем отлежки, выдержки и т.п.), деление сводной смеси на дискретные порции или заготовки (путем резания, дозирования и др.), формование дискретныхпорций и заготовок (путем намазки и др.).
Основные задачи функционирования комплекса А, входящего в состав линии для выпуска продукции методом сборки исходного сырья, связаны с доводкой показателей свойств, состава и строения окончательного полуфабриката до нормативных показателей свойств готовой продукции, а также с обработкой и защитой продукции, обеспечивающих ее сохранность при транспортировании, хранении и потреблении. Однако задачи, связанные с сохранением и упаковыванием сборной продукции, очень разнообразны.
Сохранение пищевой продукции преимущественно обусловлено взаимосвязанными методами: защита наружной поверхности продукта от воздействия внешней среды и консервирование внутренней структуры продукции - зависит от состава, строения и продолжительности установленного срока хранения продукта, а также от характера воздействий, нарушающих его сохранность.
Вредные воздействия окружающей среды на наружную поверхность продукта могут вызвать, например: высыхание или увлажнение его; разложение веществ под воздействием кислорода или света; попадание посторонних примесей в виде пыли, ароматических веществ, микрорганизмов и др.; механические повреждения деталей и другие дефекты.
Выбор способа упаковки готовой продукции зависит от ее структурно-механических свойств. Штучные продукты можно фасовать в мягкие или жесткие таро-упаковочные материалы, изготовленные из бумаги, картона или пластических масс.
Проанализировав структурную схему, технологические инструкции и другую нормативную документацию, нами были выбраны контролируемые параметры подсистем и сведены в таблицу 2.2.
На основании выбранных параметров возможно произвести оценку уровня организации, целостности и стабильности технологической системы, а так же точность и устойчивость функционирования технологического процесса.
Массовая доля влаги для крема, бисквитного теста и выпеченного полуфабриката определялась по ГОСТ 5900 [6]. Для заготовок бисквитного торта и
Экспериментальное исследование кинетики насыщения бисквитного теста воздушной фазой
При производстве заготовок бисквитного торта равномерность распределения промочки или крема прослойки, а, следовательно, и качество получаемых бисквитных тортов во многом зависит от структуры бисквитного полуфабриката. Сильное влияние на качество вырабатываемой продукции оказывает подсистема взбивания сахаро-меланжевой смеси, так как неравномерное распределение воздушной фазы в бисквитном полуфабрикате влияет на такие технологические свойства как плотность, упругость. Изменения плотности влияют на расход остальных компонентов, т.к. конечная масса торта нормирована. В результате чего, например, происходит компенсация массы бисквитного полуфабриката более дорогим сырьем. Снижение упругости приводит к деформации бисквитного полуфабриката при обработке. Затрудняется операция резания бисквитного полуфабриката вручную, при этом повышается количество отходов, а в случае машинного резания операция может стать невозможной из за смина-ния и разрушения бисквитного полуфабриката.
Было проведено исследование во время которого изучалось влияние на показатели качества бисквитного полуфабриката таких технологических фак торов, как массовая доля желтка, влажность муки, массовая доля сахара. Для проведения исследования была создана лабораторная установка (рис. 3.7)
Установка состоит из мерной емкости с закрепленной на ее дне трубкой с отверстиями для подачи воздуха и взбивального органа. Установка использовалась для изучения влияния технологических факторов на показатели качества бисквитного полуфабриката. При этом подача воздуха не осуществлялась. При изучении влияния конструктивных факторов на показатели качества бисквитного полуфабриката через трубку подавался воздух.
При проведении экспериментов по исследованию влияния технологических факторов на показатели качества бисквитного полуфабриката использовалось следующее сырье:Рецептура для проведения экспериментов:Яйцо куриное - 200 г., причем количество желтка было 52 либо 80 г.Мука с влажностью 9 либо 15% — 120г.Сахар 100 либо 120 г.
Перед проведением эксперимента все компоненты тщательно взвешивались в соотношении 2:1:1.2, либо 2:1.2:1.2 (яйцо 200 г.; сахар 100 или 120 г.; мука 120 г.), причем количество желтка в массе яйца менялось в пределах ±7%. Отмеренное количество желтка, белка и сахара загружалось в мерную емкость для взбивания (рис. 3.7) объемом один литр (см. Приложение 7). Емкость предварительно пространственно фиксировалась для облегчения съема показаний. С помощью фотоаппарата фиксировался объем загруженной смеси. Далее начинали взбивание одновременно фиксируя увеличение объема смеси с помощью фотоаппарата с таймером. Взбивание велось при помощи рабочего органа типа венчик вращающегося вокруг своей оси. Длительность взбивания была фиксированной для всех опытов и составляла 14 минут. По окончании этого времени во взбитую смесь высыпалось предварительно отмеренное количество муки и перемешивалось в течении не более 5 секунд. Смешанная масса выгружалась в пекарную форму смазанную жиром и ставилась в печь. Время между замесом с мукой и началом выпечки не должно превышать 5 минут во избежание затягивания теста. По окончании выпечки бисквит вынимался из формы и выстаивался при комнатной температуре в течении не менее 8 часов. После выстойки при помощи линейки (ГОСТ 17435) проводились замеры диаметра и толщины полуфабриката и результаты заносились в журнал измерений. Затем бисквит разрезался на верхнюю и нижнюю части и проводилось сканирование с помощью бытового сканера разреза каждой из частей. После сканирования из более толстой части вырезался параллелепипед, причем плоскости срезов находились на расстоянии не менее 5 мм от корки. У вырезанного параллелепипеда измерялись длина, ширина и высота, а затем он взвешивался на весах учебных ВУч с разновесами (ГОСТ 7328) и полученные данные заносились в журнал измерений.
При проведении экспериментов по исследованию влияния конструктивных факторов на показатели качества бисквитного полуфабриката использовалось следующее сырье:4. Куриное яйцо. Разделяется на белок и желток.5. Мука пшеничная высшего сорта.6. Сахар-песок.
Рецептура для проведения экспериментов:Яйпц.купиное - 700 г,, ппичем количество.желткяізьідо падно 80 г. Объем подаваемого воздуха менялся в диапазоне 0,4-1 л/мин.
Перед проведением эксперимента все компоненты тщательно взвешивались. Отмеренное количество желтка, белка и сахара загружалось в мерную емкость для взбивания объемом один литр. На дне емкости была закреплена трубка с отверстиями выведенная наружу (рис. 3.7) и подключенная к бытовому микрокомпрессору (ГОСТ 14087 и ТУ 16-064.011). Емкость пространственно фиксировалась для облегчения съема показаний. С помощью фотоаппарата фиксировался объем загруженной смеси (см. Приложение 7). Далее включался микрокомпрессор и начинали взбивание одновременно фиксируя увеличение объема смеси с помощью фотоаппарата с таймером. Взбивание велось при помощи рабочего органа типа венчик вращающегося вокруг своей оси. Длительность взбивания была фиксированной для всех опытов и составляла 14 минут. При этом воздух подавался в течении первых 7 минут. По окончании взбивания в смесь высыпалось предварительно отмеренное количество муки и перемешивалось в течении не более 5 секунд. Смешанная масса выгружалась в пекарнуюформу смазанную жиром и ставилась в печь. Время между замесом с мукой и началом выпечки не должно превышать 5 минут во избежание затягивания теста. По окончании выпечки бисквит вынимался из формы и выстаивался при комнатной температуре в течении не менее 8 часов. После выстойки при помощи линейки (ГОСТ 17435) проводились замеры диаметра и толщины полуфабриката и результаты заносились в журнал измерений. Затем бисквит разрезался на верхнюю и нижнюю части и проводилось сканирование с помощью бытового сканера разреза каждой из частей. После сканирования из более толстой части вырезался параллелепипед, причем плоскости срезов находились на расстоянии не менее 5 мм от корки. У вырезанного параллелепипеда измерялись длина, ширина и высота, а затем он взвешивался на лабораторных весах с разновесами (ГОСТ 7328) и полученные данные заносились в журнал измерений.
Машино-аппаратурная схема линии, обеспечивающей высокую организацию производства бисквитных тортов
Пример машинно-аппаратурного оформления линии производства бисквитных тортов показан на рис. 4.2.
Бисквитное тесто готовится в две стадии. Сначала готовится сахаро-меланжевая смесь. Для этого меланж и вода с поверхностно-активными веществами соответственно из сборников 1 и 2 насосами 3 подаются в двухвальный лопастной гомогенизатор 5, куда из шнекового вибродозатора 4 поступает сахар-песок. Полученная однородная смесь плунжерным насосом-дозатором 6 направляется в бачок взбивальной машины 7. Так же во взбивальную машину 7 с помощью компрессора подается сжатый воздух. В результате взбивания саха-ро-меланжевая смесь насыщается воздухом и непрерывно сливается в горизонтальный смеситель 13, расположенный под углом к горизонту. В смесителе находятся два ленточно-шнековых вала, которые транспортируют взбитую саха-ро-меланжевую массу и смешивают ее с мукой. Мука дозируется шнековым вибродозатором 8.
Полученное в смесителе 13 бисквитное тесто самотеком поступает в приемную воронку шестеренного нагнетателя 12, который дозирует тесто на ме таллическую ленту (под) 14 газовой печи 15. Из-за значительной ширины полосы бисквитного теста дозатор выполнен из трех шестеренных нагнетателей, каждый из которых формует полосу шириной около 230 мм. Соединяясь вместе, эти полосы образуют одну сплошную полосу бисквитного теста.
Каждый шестеренный нагнетатель снабжен индивидуальной системой регулирования производительности. Полная ширина отливаемой полосы теста 680—700 мм, толщина 13 мм. Благодаря значительной вязкости теста оно не растекается по ленте конвейера печи. Выпечка бисквитного полуфабриката длится 14 мин при температуре около 210С. Лента печного конвейера имеет смазочное устройство и устройство для зачистки.
После выхода из печи у пласта бисквитного полуфабриката двумя дисковыми ножами 16 отрезаются пригоревшие кромки и ширина ленты доводится до 640 мм. Во время пуска печи пригорает и начальная кромка бисквита, поэтому часть бисквитного пласта отрезается поперек вручную и удаляется на поддон. При установившемся режиме выпеченный бисквитный полуфабрикат снимается скребком 17 и переходит на охлаждающий конвейер 19. Общее время охлаждения бисквитного полуфабриката длится до 25 мин, за это время он приобретает температуру воздуха в цехе и большую прочность.
Охлажденный бисквитный полуфабрикат системой рольгангов и подъемного конвейера 11 подается в резальную машину для продольно-поперечного резания. Непрерывно вращающиеся шестигранные ножи 10 осуществляют резание пласта бисквитного полуфабриката на четыре продольные полосы. Два ножа 9 аналогичной конструкции выполняют поперечное резание полос. Они укреплены в каретке, которая периодически перемещается вдоль конвейера резальной машины со скоростью бисквитных полос. При этом ножи 9, вращаясь, одновременно перемещаются по каретке поперек бисквитных полос, осуществляя их поперечное резание на бисквитные заготовки. Осуществив поперечное резание в одном направлении, ножи вместе с кареткой возвращаются вдоль конвейера в начальное положение, в котором находилась каретка. За это время бисквитные заготовки сначала выстраиваются в один ряд, а затем в три заготовки в поперечном ряду. В таком порядке они поступают на три параллельных конвейера в агрегат для прослойки и комплектации заготовок тортов.
Агрегат состоит из системы шаговых конвейеров с передающими устройствами и дозаторами 26. Бисквитная заготовка 27, движущаяся в первом ряду, поступает под первый дозатор, и на нее на ходу наносится слой крема. В следующей позиции на эту заготовку на слой крема укладывается бисквитная заготовка из второго ряда. Из второго дозатора эта заготовка также покрывается слоем крема. Из 3-го ряда переносится бисквитная заготовка, накладывается на две первых и покрывается кремом сначала под третьим дозатором, а затем, будучи повернутой на 90, еще одним слоем под четвертым дозатором. Из третьего и четвертого дозаторов крем подается с излишком так, что он наполовину толщины закрывает все четыре боковые стороны верхней заготовки. Крем в дозаторы загружается из взбивальной машины 24.
Снятая с конвейера рольгангом 28 заготовка торта поступает на цепной конвейер 29 с гонками, на котором слои крема с боковых сторон верхней заготовки равномерно распределяются и разглаживаются по боковым сторонам всех заготовок. На этом же конвейере на этот крем наносится бисквитная крошка. После обсыпки боковых сторон заготовку торта укладывают в картонное донышко коробки и устанавливают на цепной конвейер 30 отделочной машины. Конвейер движется периодически, и заготовка торта вместе с дном коробки периодически попадает на подъемные столики. Отделочная машина имеет два столика и три дозатора. Первый столик приподнимает заготовку торта и, вращая ее, подает под два дозатора. Один дозатор неподвижен, и выдавливаемый из него крем располагается в виде фигурной окружности, вписанной в стороны верхней поверхности заготовки торта. Другой дозатор приводится в движение от сложного пространственного рычажно-кулачкового механизма. Сочетание вращательного движения заготовки торта со сложным движением дозатора обеспечивает нанесение сложного узора из крема внутри окружности,создаваемой первым дозатором. Второй подъемный столик подает заготовку торта под третий дозатор, который отсаживает на середину торта дополнительное объемное украшение (например, розочку).
Отделанный торт накрывается картонной крышкой и укладывается в контейнер 34. В контейнерах торты отправляют в экспедицию.
В качестве одного из путей дальнейшего совершенствования процесса приготовления бисквитного полуфабриката нами предлагается разработка конструкции рабочего органа эффективно измельчающего пузырьки воздуха находящиеся в объеме взбиваемой смеси. При этом воздух в смесь будет подаваться отдельным устройством, а не захватываться с поверхности смеси рабочим органом.
В качестве другого перспективного технического решения нами предлагается разработать устройство позволяющее дозировать бисквитное тесто с высокой точностью. Основными проблемами на этом пути являются разрушение структуры бисквитного теста при интенсивных механических воздействиях и изменении давления.
С целью повышения стабильности подсистемы образования пористой структуры бисквитного полуфабриката была создана новая конструкция взби-вальной машины периодического действия взамен существующей. Так же были намечены пути дальнейшего совершенствования машинной технологии производства бисквитного полуфабриката ведущие к максимальной механизации и автоматизации производственных процессов.
Для проверки полученных результатов необходимо провести системное исследование новой, адаптированной технологической линии производства бисквитных тортов.
Похожие диссертации на Развитие процесса изготовления бисквитного полуфабриката с целью повышения качества продукции
