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

Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья Андреева Алеся Адольфовна

Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья
<
Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья
>

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

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Андреева Алеся Адольфовна. Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья : диссертация ... кандидата технических наук : 05.18.01 / Андреева Алеся Адольфовна; [Место защиты: Моск. гос. ун-т пищевых пр-в (МГУПП)].- Москва, 2010.- 212 с.: ил. РГБ ОД, 61 10-5/2066

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор литературы 6

1.1. Характеристика крупяного крахмалосодержащего сырья, используемого при производстве пищевых концентратов 6

1.2. Роль крупяных продуктов в питании человека 11

1.3. Технологии производства круп быстрого приготовления для пищевых концентратов 11

1.3.1. Традиционная технология производства и современные тенденции развития 11

1.3.2. Влияние гидротермической обработки на физико-биохимические показатели получаемых крупяных продуктов 23

1.4. Инфракрасное облучение - как перспективный метод термической обработки зернового и крупяного сырья 28

1.4.1. Физические основы инфракрасной обработки 28

1.4.2. Достоинства и недостатки обработки инфракрасным излучением 31

1.4.3. Технические средства инфракрасной обработки крупяного сырья 35

1.5. Цели и задачи исследования 43

Глава 2. Объекты и методы исследования 44

2.1. Характеристика объектов исследования 44

2.2. Методика и схема проведения исследования 44

2.3. Методы исследования 46

2.4. Экспериментальные установки для исследования процесса тепловой обработки круп 52

2.4.1. Экспериментальная установка для исследования процесса обезвоживания единичных зерен при инфракрасном облучении 52

2.4.2. Экспериментальный стенд для интенсивной инфракрасной обработки слоя крупяного сырья 53

2.4.3. Экспериментальное устройство для определения средневзвешенной температуры массы крупы 55

2.4.4. Информационно — измерительная система параметров распределения температурного поля в тепловом блоке 56

2.5. Описание плющильного агрегата на базе У1-РСА-4 57

2.6. Математическая обработка экспериментальных данных 60

Глава 3. Разработка оптимальных параметров подготовки крупяного сырья к интенсивной инфракрасной обработке 61

3.1. Влияние предварительного увлажнения крупы на температуру поверхности и центра крупы 61

3.2. Влияние толщины слоя крупы на неравномерность распределения температур по его высоте 66

Глава 4. Выбор оптимальных параметров инфракрасного облучения крахмалосодержащего крупяного сырья 70

4.1. Влияние мощности лучистого потока и влажности при обработке круп инфракрасным излучением на изменение их структуры 70

4.2. Влияние температуры на процесс термической обработки крупы различной исходной влажности 75

4.3. Влияние мощности лучистого потока и влажности на изменение насыпной массы крупы 78

Глава 5. Определение параметров дополнительной воднотепловой обработки полученного полуфабриката 83

5.1. Влияние длительности темперирования на сохранение биологической ценности крахмалосодержащего сырья 83

5.2. Влияние длительности пропаривания на влажность готового продукта.. 84

Глава 6. Микробиологические показатели, функциональные и биохимические свойства, качество и потребительские достоинства полученных крупяных продуктов 87

6.1. Санитарно-гигиеническая безопасность получаемого крупяного продукта 87

6.2. Влияние интенсивной инфракрасной обработки крупяного сырья на его функциональные свойства 89

6.3. Изменение углеводного комплекса крахмалосодержащих круп при интенсивной инфракрасной и дополнительной водно-тепловой обработке 97

6.3.1. Декстринизация и клейстеризация крахмала 97

6.3.2. Доступность крахмала действию ферментов 99

6.4. Качественные показатели полученных продуктов 100

Глава 7. Определение технологических параметров инфракрасной обработки крупяного сырья при производстве хлопьев 104

Глава 8. Совершенствование технического обеспечения процесса интенсивной инфракрасной обработки крахмалосодержащего крупяного сырья 111

Глава 9. Экономическая часть 118

9.1. Резюме 118

9.2. Характеристика пищеконцентратной отрасли 119

9.3. Маркетинговые исследования продукции 121

9.4. Расчет капитальных затрат 124

9.5. Расчет текущих затрат 131

Глава 10. STRONG Опытно-промыш легшая проверка способа производства круп, быстрого приготовления и хлопьев, не требующих варки из крупяного крахмалосодержащего

сырья STRONG 139

Основные выводы 144

Список литературы 147

Приложения 163

Введение к работе

Питание играет значительную роль в обеспечении оптимального роста и развития организма человека, его трудоспособности, помогает адаптироваться к воздействию различных агентов внешней среды, влияет на здоровье и продолжительность жизни.

Поэтому одной из перспективных задач пищеконцентратной отрасли пищевой промышленности в России является стабильное обеспечение потребностей населения отечественными высококачественными и биологически полноценными продуктами питания.

При современном темпе жизни важную роль играют требования, предъявляемые потребителем, который хочет видеть продукцию не только вкусной и полезной, но и затрачивать как можно меньше времени на приготовление продукта. Это имеет значение и для населения крупных городов и для людей находящихся в экстремальных условиях (походы, армия и т.д.).

Анализ общих тенденций структуры питания выявил стабильное увеличение в рационе населения России круп и крупяных продуктов, требующих минимальной дополнительной кулинарной обработки, либо не требующих её вовсе.

В пищеконцентратной промышленности для увеличения объема выпуска, улучшения качественных показателей продуктов, повышения эффективности производства требуется проведение работ по совершенствованию и разработке новых технологий, модернизации технологического оборудования, обеспечивающего производство этой продукции, и, следовательно, изучение изменений свойств и структуры крупяного сырья в результате современной технологической обработки.

Роль крупяных продуктов в питании человека

Крупу очищают от посторонних и металломагнитных примесей на зерновом сепараторе (1). От легких примесей зерно очищают потоком воздуха при входе в сепаратор и выходе из него, от металломагнитных примесей — пропуская через магниты также при входе в сепаратор и выходе из него.

Примеси, отличающиеся от зерна размерами, отделяют, пропуская зерно через систему штампованных металлических сит с круглыми или продолговатыми отверстиями, установленных на качающемся при помощи кривошипно-шатуиного механизма кузове зернового сепаратора.

На приемном сите от зерна отделяются крупные примеси (камни, щепа и т. п.), на сортировочном сите — примеси, размер которых превышает размер зерна. Через сходовое сито просеиваются все мелкие примеси, а зерно поступает в выходной канал, где также попадает в воздушный поток, уносящий оставшиеся легкие примеси. При выходе из сепаратора зерно проходит через магнитное заграждение, где задерживаются оставшиеся металломагнитные примеси.

Очищенное сырье направляют в промежуточный бункер (2), откуда по мере надобности транспортируют на автовесы (3). Взвешенная крупа поступает в крупомоечную машину (4), где удаляется мучель, отдельные семена дикорастущих растений, лузга (оболочка), органический сор и с поверхности зерен грязь (минеральное загрязнение).

Во время мойки продукт равномерно смачивается водой. Это способствует хорошему его увлажнению, что важно для дальнейшей обработки. Скорость и степень увлажнения зерна при мойке зависят от многих факторов: от природы продукта, температуры воды, продолжительности процесса, конструкции машины. При мойке применяют водопроводную воду. Пшено моют водой, нагретой до 45 - 47С.

Мытую крупу направляют в бункер (5), установленный над варочным аппаратом (7). Из бункера крупу загружают в варочный аппарат, куда из сборника-мерника (6) добавляют расчетное количество воды.

Варку круп осуществляют в специальных варочных аппаратах острым паром под избыточным давлением 0,15 — 0,20 МПа в присутствии воды в течение 30-45 минут.

При получении круп, не требующих варки, применяют более глубокую гидротермическую обработку с тем, чтобы все пищевые вещества довести до полной кулинарной готовности и как можно сильней разрушить межклеточные перегородки. Однако следует избегать переувлажнения крупы, вследствие чего могут образовываться комья сваренной крупы, непригодные для дальнейшей технологической обработки. Сваренная крупа должна быть рассыпчатой.

Технологической инструкцией по гидротермической обработке круп предусматривается применение очищенных пищевых растительных фосфатидов (соевых, подсолнечных), которые препятствуют слипанию и образованию комьев крупы при варке, что позволяет вести гидротермическую обработку до полной клейстеризации крахмала и уменьшить лом крупы при дальнейшей обработке. Это особенно заметно при обработке рисовой крупы.

Фосфатиды закладывают в варочный аппарат, предварительно растворив их в гидрожире, нагретом до 40 - 55С. На одну часть фосфатидов берут три части жира. Смесь фильтруют через проволочное сито № 1. При загрузке в варочный аппарат 800 кг крупы добавляют 1,6 кг фосфатидов, растворенных в 4,8 кг гидрожира.

Крупу, подвергнутую термической обработке, выгружают в приемниккрупы (8), а из него специальным распределителем (9) раскладывают наприемной ленте сушилки (10). После прохождения первой ленты влажностьпродукта снижается до 22 - 26%. Перловую, пшеничную, овсяную икукурузную крупы, предназначенные для производствабыстроразваривающихся кнцентратов, и крупы перловую, пшеничную,гречневую и рисовую, предназначенные для производства круп, не требующихварки, после прохождения первой ленты направляют на вальцовый станок дляплющения. Если крупа предназначена для производства быстроразваривающихся концентратов, плющение осуществляют на вальцовом станке (И) с гладкими валками одинакового диаметра. Валки вращаются навстречу друг другу с одинаковыми окружными скоростями. Величину зазора между валками устанавливают так, чтобы ткань зерна была нарушена, но зерно не измельчалось бы в крупку. Обычно зазор равен 1—2 мм.

При изготовлении крупы, не требующей варки, направляют на плющение гречневую и рисовую крупы с влажностью 23 - 27%, перловую и пшеничную -с влажностью 18 - 22%. Чтобы повысить степень деформации крупинки, что влечет за собой лучшую восстанавливаемость и набухаемость, применяют рифленые валки также с одинаковой частотой вращения. Зазор в этом случае устанавливают для гречневой крупы равным 0,4 - 0,5 мм, для перловой и пшеничной — 0,3 - 0,4 мм, для рисовой — 0,3 мм.

После плющения крупы направляют на вторую ленту сушилки (10) и досушивают до 9 - 9,5% влажности. Крупы, которые не плющат, сушат сразу до влажности 9 - 9,5%.

Высушенную крупу из сушилки направляют в приемный бункер (12), оттуда на просеиватель (13), где отделяют от крупы образовавшиеся при сушке комки, которые дробят на дробилке (14) и присоединяют к крупе.

Завершающей операцией является повторная очистка крупы от металломагнитных примесей, после чего варено-сушеную крупу направляют в бункера дозаторно-смесительного отделения цеха пищевых концентратов первых и вторых блюд или затаривают в мешки из крафт-бумаги для транспортирования на другие предприятия. [ 17]

В последние годы техника и технология варено-сушеных круп получили значительное развитие. Было установлено, что кратковременная мойка не оправдывает своего назначения. С круп не только не смывается осевшая пыльца, но они к тому же получают достаточное микробиологическое обсеменение. Во ВНИИПП и СПТ при изучении этого вопроса пришли квыводу, что мойку крупы целесообразно заменить интенсивной сухой очисткой.

Методика и схема проведения исследования

Схема исследований приведена на рис. 2.2.1. Крупу перловую, гречневую и рисовую с влажностью 14 - 15% искусственно увлажняли водопроводной водой, приведенной в мелкодисперсное состояние, до влажности от 15 до 45 % с последующей отлежкой для равномерного распределения влаги [127].

Кроме того, исходные крупы подсушивали, вентилируя горячий воздух в тонком слое (1-2 см), до влажности от 14 до 5%. Влажность подсушенной крупы рассчитывали по убыли массы, исходя из уравнения баланса сушки [69]. Крупы различной влажности обрабатывали инфракрасным излучением разной мощности (от 15 до 45 кВт/м ). На экспериментальной установке, разработанной нами (рис. 2.3.1.1.), проводили исследования с единичными зернами, регулируя мощность излучения, падающего на крупу и наблюдая за обезвоживанием объекта.

Рисунок 2.2.1. Общая схема проведения исследования (основные этапы) Визуально фиксировали процесс разрушения зерновки при выпаривании влаги. Мощность потока определяли по калибровочному графику зависимости Е = f(L), где L - расстояние между излучателем и объектом облучения (рис. 2.2.2.). Калибровочный график построен нами по формуле расчета плотности лучистого потока для единичного излучателя КГТ 220 - 1000, имеющего параметры: d3 = 1,27 мм, Вэ = 22,3 Вт/(см -стер), длина излучателя = 30 см [106].В цилиндр на 50 мл количественно переносили предварительно измельченную навеску массой 2 г. Добавляли 10 мл дистиллированной воды, перемешивали и доводили до метки 20 мл дистиллированной водой. Оставляли в покое на 30 мин. По истечении этого срока определяли границу разделения фаз.

Степень клейстеризации находили по формуле:где Х- степень клейстеризации, %; Y- объем набухшего образца; Z - масса навески, г; 10 -перевод в %.

Клейстеризация составляет 100% при полном набухании навески. Сущность метода основана на адсорбции воды молекулами крахмала.2.3.2.5. Определение водопоглотительной сособности (коэффициентанабухания) крупы [40]

В мерный цилиндр на 50 мл наливали 40 мл водопроводной воды и помещали в термостат с температурой 80С. Цилиндр закрывали пробкой или часовым стеклом. Отвешивали 10 г крупы и через 15 минут (когда вода в цилиндре нагреется до 80С) насыпали через воронку крупу. Отмечали ее объем, цилиндр отставляли в термостате на 2 часа, записывая через каждые 5 минут объем, занимаемый крупой.2.3.2.6. Определение содержания декстринов — спектрофотометрическимметодом Попова М.П. и Шаненко Е.Ф. с модификациеймодификации [111].10 — 15 г зерна измельчали на лабораторной мельнице, 2 г продукта (проход через сито 1 мм) взвешивали с погрешностью до 0,01 г, количественно переносили в стакан механической мешалки, добавляли 200 см дистиллированной воды с температурой 28 - 30 С и экстрагировали в течение 5 минут при интенсивном перемешивании (3000 с"1). Смесь фильтровали. В фильтрате определяли содержание декстринов. Для этого в химический стаканj о пвместимостью 50 см переносили пипеткой 5 см фильтрата, добавляли 5 см 0,005 н. раствора йода и определяли оптическую плотность полученного раствора на фотоэлектроколориметре ФЭК-56М при длинах волн 660 нм и 530 нм (соответственно светофильтр № 9 и № 6 на ФЭК-56М и кювета с толщиной слоя раствора 5 мм). Содержание декстринов и амилозы в растворе вычисляли по эмпирическим формулам:СА= 0,044D660— 0,0123D530; CD=2D660— 47,7СА; где СА — концентрация амилозы в растворе, мг/мл; CD— концентрация декстринов в растворе, мг/мл;Бббои D53o— оптические плотности раствора при длине волны 660 и 530 нм. Затем пересчитывали на сухие вещества (в %) по формулам:

А = 2-106СА/(Ю0— W); D = 2-106CD/(100— W), где А — массовая доля амилозы в пересчете на сухие вещества, %; D — массовая доля декстринов в пересчете на сухие вещества, %; W— массовая доля влаги в продукте, %. 2.3.2.7. Определение содержания водорастворимых веществ [87]

Брали тщательно измельченную навеску (проход через шелковое сито № 19) с таким расчетом, чтобы соотношение сухих веществ и воды в болтушке составляло 1:25 или 1:20. Навеску без потерь переносили 180 мл дистиллированной воды в мерную колбу на 250 мл и ставили на 1 час на сотрясательный аппарат для перевода водорастворимых веществ в раствор. Затем содержимое колбы доливали до метки, взбалтывали, фильтровали через бумажный складчатый фильтр и центрифигировали 30 минут при частоте вращения 3000 об/мин. Отбирали пипеткой 50 мл фильтрата, помещали в предварительно высушенную до постоянной массы небольшую фарфоровую чашку и выпаривали на водяной бане. Остаток взвешивали, предварительно высушив при температуре 98 - 100 С до постоянной массы.Содержание водорастворимых веществ (X) в процентах вычисляли по формуле:

Влияние толщины слоя крупы на неравномерность распределения температур по его высоте

Однородность обработки слоя крупы является важнейшим критерием показателей качества получаемого продукта. В слое высотой 2-3 зерна (4 — 7 мм) даже при мощности лучистого потока 18-20 кВт/м может возникать градиент температуры до 50 С/см [25, 128].

Мы исследовали геометрию размещения крупяного сырья на подовой поверхности несущего транспортера и распределение температурного поля при односторонней интенсивной инфракрасной обработке. Толщина слоя крупы необходима для расчета производительности. Из-за специфической укладки зернового сырья на горизонтальной поверхности трудно точно определить толщину слоя в линейных единицах (мм, см и т.д.), поэтому мы заменили этот параметр величиной подового наполнения, часто применяемой для расчета производительности ленточных транспортеров в пищеконцентратной промышленности.

На рис. 3.2.1 представлены данные распределения температур на поверхности и в нижней части слоя перловой крупы в зависимости от величин подового наполнения и геометрии слоя.

Исследования показали, что оптимальное количество крупы на ленте транспортера составляет 2,0 - 2,4 кг/м". При увеличении количества крупы на единице поверхности площади до 2,8 кг/м2 градиент температуры возрастает до 22 - 30С, при снижении до 1,5 кг/м градиент убывает до 10 - 15С, но при этом резко снижается количество обрабатываемого крупяного сырья на единице площади.

Формирование слоя продукта в реальной установке по инфракрасной обработке крупяного сырья осуществляется на ленте транспортера и зависит от загрузочного устройства - бункера-раскладчика, который традиционно представляет собой емкость, поднимающуюся или опускающуюся относительно транспортерной ленты. При инфракрасной обработке толщина слоя крупы составляет 6-7 мм, так как количество энергии проникающей на большую глубину сравнительно невелико [25].

При таких условиях поглощение подаваемой энергии зависит от геометрии поверхности формируемого загрузочным устройством слоя обрабатываемого крупяного сырья. Геометрия слоя, формируемая питателем бункера-раскладчика, показана на рис. 3.2.2. На рис. 3.2.3. представлена диаграмма величин средневзвешенной температуры инфракрасно обработанного крупяного сырья, имеющего плоскую и гребенчатую форму.

Рисунок 3.2.2. Геометрия слоя, формируемая питателем бункера-раскладчика. Необходимо отметить, что температура поверхности при плоской и гребенчатой геометрии слоя одинакова. За счет увеличения площади облучения при его гребенчатой геометрии и увеличения температуры нижнего слоя общая температура массы крупы возрастает на 10 - 15%.

Средневзвешенная температура слоя крупы при односторонней инфракрасной обработке на 10 - 20С выше у продукта, имеющего гребенчатую поверхность, чем плоскую, а градиент температуры в слое (поверхность - нижняя часть) составляет 5 - 6С, а не 22 - 30С при плоской геометрии (рис. 4.2.1.), что свидетельствует о хорошей однородности обработки крупяного сырья.

Некоторое отличие средневзвешенной температуры у рисовой, гречневой и перловой круп связано с уменьшением четкости контуров формируемого слоя, что связано с физическими характеристиками обрабатываемых круп.

Проведенные исследования позволили нам определить оптимальные параметры подготовки крупяного сырья к интенсивной инфракрасной обработке: увлажнение поверхностного слоя крупяного сырья до 28 - 30% перед инфракрасной обработкой, перемешивание его в течение 4-5 минут, отлежка в течение 8-10 минут и размещение сырья на ленте транспортера с гребенчатой геометрией слоя и подовым наполнением - 2,0 - 2,4 кг/м .

Основными параметрами инфракрасной обработки являются величина энергетической облученности продукта (мощность лучистого потока, Е, кВт/м"), его температура, влажность [25, 59, 61].

Немаловажное значение имеют цели технологических операций, вид обрабатываемого сырья и требования к биологическим, биохимическим и другим видам изменений пищевого материала при инфракрасной обработке.

Специфическое воздействие инфракрасного излучения на биологические объекты связано с интенсификацией процессов биохимических превращений вследствие резонанса поглощаемой энергии и соответствующих частот колебаний определенных групп атомов в молекуле химическими связями -ОН, -СООН и др. Это приводит к ускорению процессов гидролиза, декстринизации, клейстеризации и др. [60].

Как правило, с ростом мощности лучистого потока, подаваемого на зерновое сырье; степень модификаций в биохимическом комплексе возрастает. Увеличивается содержание декстринов, количество высвобождаемой глюкозы, степень денатурации белка и т.д. Однако с повышением мощности облучения и температуры появляется риск неоднородности обработки продукта, подгорания его поверхности [35, 41, 91, 102]. Для высокотемпературных процессов применение инфракрасного излучения дает значительный эффект. Изменяя мощность подаваемой энергии, можно получать разнообразные продукты в соответствии с гаммой продуктов свойственных для пищеконцентратной промышленности.

Нами изучалось влияние мощности лучистого потока подаваемой энергии и влажности на характер изменения структуры крупяного

Влияние температуры на процесс термической обработки крупы различной исходной влажности

Использование теплового воздействия в сочетании с деформацией за счет внутреннего избыточного давления (вспучивание, взрыв) получило распространение в процессах экструдирования, баротермической (БТО) и высокотемпературной инфракрасной обработки [39, 42, 71, 77]. При интенсивной инфракрасной обработке и быстром нагреве зерна и крупы до температур выше 100С важно знать температуру, при которой происходит термодеструкция обрабатываемого материала.

Поэтому мы изучили изменение температуры перловой, гречневой и рисовой круп в зависимости от исходной влажности при минимальной мощности лучистого потока, вызывающей разрушение их структуры (рис.4.2.1). Температура нагрева крупы при минимальной плотности лучистого потока, вызывающего образование пара внутри материала и разрушение его структуры снижается при увеличении влажности и при влажности 35% составляет 112С, 105С, 108С для перловой, гречневой и рисовой круп.

Снижение температуры разрушения крупы при увеличении влажности связано с несколькими факторами.

Первый фактор хорошо известен и изучен - это образование микротрещин в зерне и крупе при увеличении влажности, которые в дальнейшем при нагревании расширяются [27]. Второй связан с небольшим количеством оболочек, оставшихся после переработки зерна в крупу. Так содержание пищевых волокон составляет у гречневой крупы ядрицы 11,3%, перловой - 7,8%, рисовой - 3,0% [63]. Эти два фактора не дают возможности крупе сдерживать градиент давления, возникающий при появлении пара внутри крупы при инфракрасном нагреве. Кроме того, с увеличением свободной влаги в зерне уменьшается зона испарения, и разрушение крупы происходит не по всему объему, а в периферийном слое, что значительно снижает степень разрушения (вспучивания) крупы. Более наглядно эти факторы проявляются у рисовой крупы, имеющей малую прочность оставшихся семенных оболочек и большое количество микротрещин, что не способствует сдерживанию пара внутри зерновки.

Температура круп с низким влагосодержанием, при которой происходит перегрев поверхности (пожелтение риса и обгорание перловой и гречневой круп), составляет 165С для перловой крупы с влажностью 8%, 160С для гречневой с влажностью 6,5% и 140С для рисовой с влажностью 10%.

Влажность круп при инфракрасной обработке с разрушением структуры резко снижается и составляет 7,3 - 7,8% (рис. 4.2.2.). Крупа увеличивается в объеме, становится пористой. В результате разрушения происходит выброс пара и температура крупы сначала уменьшается на 3 - 5С, а затем возрастает сбольшей скоростью, так как теплоемкость крупы, потерявшей значительное количество воды, уменьшается.

На основании проведенных исследований мы определили параметры инфракрасной обработки крупяного крахмалосодержащего сырья при минимальной мощности лучистого потока и границу областей инфракрасного облучения с и без разрушения структуры (табл. 4.2.1.).

Увеличение объема, пористости, снижение плотности укладки биологических полимеров является показателем глубоких биохимических изменений происходящих в зерновом сырье при высокоскоростном нагреве.

Основными параметрами, регулирующими высокотемпературный нагрев, являются мощность лучистого потока и влажность обрабатываемого материала, а критерием оценки внутренних процессов является изменение структурно-механических свойств крупы, выражающееся в увеличении объема отдельных зерновок и снижении насыпной массы крупы [54, 68].

Мы провели исследования влияния влажности крупы на изменение насыпной массы при различной мощности облучения в области интенсивной инфракрасной обработки (рис. 4.3.1., 4.3.2., 4.3.3.).

Исследования показали, что увеличение пористости продукта, уменьшение его объемной массы в диапазоне 19 — 34 кВт/м происходит пропорционально подаваемой энергии.

Насыпная масса крупы при ее обработке инфракрасным излучением в области термической деструкции уменьшается у всех круп, однако абсолютное значение этой величины зависит от вида крупы. Насыпная масса при мощности лучистого потока 34 кВт/м имеет минимальные значения. Обработка мощностью лучистого потока более 36 кВт/м вызывает перегрев поверхности, что выражается в тепловом пожелтении риса и обгорании гречневой и перловой круп.

Проведенные исследования позволили определить оптимальную влажность круп при инфракрасной обработке. Для обеспечения невысокой энергозатратности процесса обработки крупяного сырья инфракрасным излучением в режиме быстрого и достаточного накопления пара для создания давления внутри крупы, разрушающего ее структуру, исходная влажность круп должна составлять 14% для гречневой, 16% - для перловой, 18% - для рисовой крупы.Изменение насыпной массы обработанных круп в зависимости мощности

Похожие диссертации на Разработка энергосберегающей технологии производства продуктов быстрого приготовления из крупяного крахмалосодержащего сырья