На сколько уменьшается масса макарон после высушивание. Сушка макаронных изделии. Установка для предварительной сушилки

Сушка отформованных нарезанных макаронных изделий - завершающий этап производства макарон, от которого зависит та кой важнейший показатель, как качество продукции. Осуществляется в специальных сушильных аппаратах, в которых применяется конвективный способ подвода тепла. Этот способ заключается в непосредственном соприкосновении высушиваемого продукта с сушильным агентом, в качестве которого обычно используют

Сушильная установка для макаронных изделий состоит из камеры, где происходит обезвоживание продукта; калорифера, где подогревается сушильный воздух; приточно-вытяжной системы для подачи подогретого и отвода отработанного воздуха. Калорифер может быть расположен как внутри сушильной камеры, так и вне ее. В зависимости от способа обогревания теплоносителя используются калориферы с водяным или паровым обогревом.

Макаронные сушильные установки различаются способами размещения высушиваемого материала внутри камеры (рамки, кассеты, бастуны, ячейки) или устройствами для его перемещения.

По конструкции сушильные установки подразделяются на конвейерные, барабанные и шкафные, по принципу действия - на непрерывнодействующие, цикличные и периодические; по назначению - на оборудование для сушки коротких или длинных

Установка для предварительного подсушивания коротких макаронных изделий входит в состав автоматизированной линии и предназначена для первичной подсушки макаронных изделий в целях прогрева продукта и предупреждения их слипания в процессе дальнейшей сушки.

Установка для предварительного подсушивания размещается под площадкой пресса, между его опорами. Основными узлами установки (рис. 4.18) являются блок сит с механизмом привода и система обогрева и вентиляции. Основное конструктивное отличие установки - количество ситовых уровней, которое может быть от одного до семи, но, как правило, нечетное.

Установка имеет сварной каркас /, выполненный из стального профиля. Внутри расположены одно над другим (в данном случае пять) металлические вибрирующие сита 8. Каждое сито представляет собой сетку из нержавеющей стали, натянутую на деревянную или металлическую раму прямоугольной формы и закрепленную в металлическом каркасе. На концах каждого из четырех верхних сит (по ходу продукта) имеются прямоугольные окна, через которые сырые изделия пересыпаются сверху вниз с сита на сито. Нижнее сито соединено с лотком 6, который выступает за пределы камеры с противоположной от загрузки стороны.

На стенке каркаса со стороны выгрузки изделий закреплен привод сит, состоящий из электродвигателя клиноременной

передачи с двухступенчатыми шкивами, эксцентрикового вала и двух пар шатунов.

Первая пара шатунов соединена с набором из первого, третьего и пятого сит, вторая - с набором из второго и четвертого сит.

При работе установки наборы сит совершают возвратно-поступательное движение в противоположных направлениях относительно друг друга, что обеспечивает перемещение сырых изделий по первому, третьему и пятому ситам вперед, по второму и четвертому - в обратном направлении. Таким образом, перемещаясь по ситам сверху вниз, сырой продукт последовательно в течение 2…3 мин проходит путь около 10 м, за это время из изделий удаляется до 3 % влаги.

На торцевых сторонах каркаса камеры каждой секции под ситами установлено по два калорифера 3 и по два осевых восьмилопастных вентилятора 4. В калориферы подается горячая вода. Вентиляторы непрерывно подают воздух, нагнетая его сквозь блок сит. Воздух забирается из помещения цеха через регулирующие шиберы 2 и 5 в обшивке камеры.

Установленный на торцевой стенке секции камеры центробежный вентилятор 7 предназначен для удаления избытка влажного отработанного воздуха из секции.

Обшивка камеры состоит из деревянного или металлического каркаса, облицованного с внутренней стороны нержавеющей сталью, с наружной - пластиком. Между ними проложен термоизоляционный материал - пенопласт. Для облегчения доступа к вентиляторам, электроприводам и калориферам стенки камеры изготовлены съемными.

Рис. 4.19. Конвейерная сушилка КСК-45

Конвейерная ленточная сушилка КСК-45 состоит из следующих основных частей (рис. 4.19): пяти ленточных конвейеров 4, двух приводных колонок 72, паровых калориферов 2, вентиляционной системы 9 и пульта управления сушилкой.

Каркас 1 сушилки сборный металлический, выполнен из профильного и листового проката, снаружи облицован металлическими щитами, имеет двери. Толщина слоя термоизоляционного материала 42 мм. Для наблюдения за процессом сушки продукта, отбора проб, очистки сеток и ремонта с боковых сторон сушилки установлены съемные щиты с окнами 7, а с торцевых- двери. Для наблюдения за температурным режимом установлены угловые термометры 8.

Внутри сушилки один под другим расположены пять пар барабанов диаметром 340 мм каждый, на которые натянута металлическая сетчатая лента 3 шириной 2000 мм из нержавеющей стали, при этом общая площадь сушильной поверхности лент 45 м2. Каждая пара барабанов относительно другой смещена по длине, что позволяет продукту пересыпаться с ленты на ленту.

Для очистки поверхности барабанов от налипающего продукта на всех пяти натяжных барабанах установлены скребки. В местах ссыпания продукта с верхней ленты на нижнюю установлены поворотные направляющие шибера 5.

Сушилка обогревается паровыми ребристыми калориферами, расположенными между ведущей и ведомой ветвями сетчатых лент всех пяти конвейеров. Калорифер 2 каждого конвейера состоит из двух последовательно соединенных батарей, каждая из которых представляет собой две продольные трубы с наружным диаметром 44,5 и внутренним 39,5 мм с отверстиями, в которые вставлено 16 поперечных труб с наружным диаметром 38 и внутренним 33 мм. На поперечных трубах навиты металлические полоски шириной 30 мм и толщиной 1 мм так, что образуются ребра в количестве 100 на 1 м длины трубы. Площадь поверхности нагрева каждого калорифера 140 м2, общая площадь поверхности калориферов сушилки 700 м2. Источником тепла для калориферов служит пар, который поступает от паросиловой установки под давлением 0,3…0,8 МПа по трубопроводу через регулирующий клапан и впускной коллектор 6, а от них через впускные вентили к каждому ярусу калориферов. Давление пара, поступающего в сушилку, контролируется манометрами, установленными на впускном и выпускном 11 коллекторах.

Сушилка оборудована вентиляционной системой, которая представляет собой две вытяжные камеры, изготовленные из листовой стали толщиной 1,5 мм и установленные над верхней лентой сушилки. В каждой камере находится по одному осевому вентилятору № 7, каждый из которых приводится в действие от электродвигателя мощностью 2,2 кВт. Вращение вентиляторов с частотой 1500 мин -1 осуществляется через клиноременную передачу. Внутри вытяжных камер перед осевыми вентиляторами установлены поворотные шиберы 10, с помощью которых можно изменять количество проходящего отработанного воздуха.

На рис. 4.20 изображена кинематическая схема сушилки КСК- 45. Движение ленточных конвейеров сушилки осуществляется от двух приводных колонок. От первой приводятся в движение первый 3, третий 2 и пятый 1 ленточные конвейеры. Вращение приводных барабанов осуществляется от электродвигателя 15 через клиноременную передачу 77, вариатор 7(5, цепную передачу 18, червячный редуктор 79 и систему цепных передач. От электродвигателя первой колонки через клиноременную передачу 14, червячный редуктор 13 и цепную передачу осуществляется вращение одного вала 4 с щетками, установленными в конце второго ленточного конвейера. Вращение аналогичного вала 6 осуществляется с помощью цепной передачи 9 и второй приводной колонки (на схеме не показана). Она имеет аналогичную конструкцию, от нее осуществляется привод второго 7 и четвертого 8 ведущих барабанов конвейерных лент, а также вращение двух валов с щетками, установленными в конце первой и третьей лент.

Над тремя верхними лентами находятся ворошители 5, которые представляют собой вал с закрепленными на нем прутками. Он расположен поперек ленты, и при вращении прутки перемешивают высушиваемые изделия, предотвращая образование комков продукта. Привод ворошителей осуществляется от электродвигателя 72 через червячный редуктор 77 и цепную передачу 10.

Сырые изделия при помощи раскладчика поступают на верхнюю ленту сушилки, где довольно быстро перемещаются над калориферами верхнего яруса. При этом испаряется более 1/3 влаги, подлежащей удалению. Далее продукт поступает на вторую ленту, которая несколько медленнее перемещается над калориферами

Рис. 4.20. Кинематическая схема сушилки КСК-45

второго яруса. Сушка продолжается здесь также довольно интенсивно, удаляется примерно еще У3 влаги. Затем изделия поступают на третью ленту, которая еще медленнее перемещается над калориферами третьего яруса, на этой ленте удаляется около 3 % влаги. Четвертая и пятая ленты имеют еще меньшие скорости, и за время нахождения на них продукт окончательно высыхает до стандартной влажности 13 %.

В процессе перемещения изделий на лентах образуется мелкая мучная крошка, которая проходит сквозь ячейки лент и собирается в нижней части сушилки на поддонах.

Подогреваемый воздух (сушильный агент) проходит через сушилку снизу вверх, подогревается в калориферах и охлаждается, проходя через конвейерные ленты с продуктом. Удаляемая из из-

Основные показатели конвейерных сушилок в автоматизированной линии ЛМГ

Показатель	Сушка в сушилке ЛМГ
Показатель	предварительная	окончательная
Влажность продукта, %:
на входе в сушилку	27,5	19,5
на выходе из сушилки	19,5
Параметры сушильного агента:
температура, °С	30…45	37…48
относительная влажность, %	55…83	75…85
Продолжительность сушки, ч	2,9… 7	16…26
Число бастунов в сушилке		4003
Расход теплоты в сушилке, кДж ч	60200	140930
Габаритные размеры, мм:
длина	15 500	28 900
ширина	3400	3826
высота	4690	4500
Масса, кг:
без технологической нагрузки	9940	17 675
с технологической нагрузкой	13 620	31 588

делий влага посредством вытяжных вентиляторов выводится в атмосферу.

Необходимый температурный режим воздуха в сушильной камере можно изменять и регулировать вручную и автоматически.

Автоматизированные конвейерные сушилки для длинных макаронных изделий входят в состав автоматизированных линий ЛМГ или ЛМВ и представляют собой две последовательно установленные теплоизолированные сушильные камеры, в которых на специальных конвейерах закреплены различные устройства для размещения и перемещения макарон на бастунах. Характеристика сушилок приведена в табл. 4.2.

Процесс сушки изделий осуществляется в два этапа: предварительная сушка при сравнительно жестких технологических режимах в первой сушильной камере и окончательная сушка при прерывистом режиме (чередование сушки и отволаживания) во второй сушильной камере.

Сушилка для предварительной сушки (рис. 4.21) представляет собой трехъярусную камеру с двумя зонами сушки - первая, нижняя, зона имеет один ярус, вторая, верхняя, зона - два яруса. Сушилка состоит из каркаса, привода, механизма перемещения бастунов, системы подогрева воздуха и системы вентиляции. На метал-

а - кинематическая схема; б - схема перемещения бастунов

лическом каркасе внутри и снаружи крепится оборудование сушилки. На рис. 4.21, а приведена кинематическая схема сушилки.

Привод сушилки обеспечивает движение механизма перемещения бастунов и цепных конвейеров 1 и 13, передающих бастуны с яруса на ярус. Привод состоит из электродвигателя 20 (см. рис. 4.21, а), клиноременной передачи 21, червячного редуктора 22, цеп ной передачи 19, цевочного редуктора 23 с двумя выходными валами. Вал 18 передает движение через систему конических редукторов 7… 9, 11, 12 и цепными конвейерами 13 на эксцентрики 2,4;6 горизонтального перемещения зубчатых гребенок; второй вал 17 через систему конических редукторов 7(5, 74 - на эксцентрики 2, 5, 79, 75 вертикального перемещения зубчатых гребенок. Привод включается бастуном, поступающим из саморазвеса в предварительную сушилку, а выключается кулачком, установленным на валу вертикального перемещения гребенок.

Механизм перемещения бастунов представляет собой зубчатые гребенки, расположенные в три яруса по всей длине сушилки. Гребенки закреплены на трех парах рамок, которые навешиваются на эксцентрики. В ярусах гребенки расположены зубьями вверх. Это позволяет осуществлять последовательное перемещение бастунов по ярусам от одного привода.

Работа механизма перемещения бастунов осуществляется следующим образом. Вначале рамки вертикального хода и закрепленные к ним гребенки находятся в крайнем нижнем положении (рис. 4.21, 5, поз. 1), при их движении гребенки ярусов совершают ход вверх на шаг, равный 33 мм. Гребенки первого и третьего ярусов входят в зацепление с цапфами бастунов (см. рис. 4.21, 5, поз. 11), которые находятся на направляющих. Затем приводятся в движение рамки горизонтального хода, и гребенки ярусов совершают движение слева направо (см. рис. 4.21, 5, поз. III) на шаг, равный 40 мм, при этом перемещаются бастуны первого и третьего ярусов. Далее вновь приводятся в движение рамки вертикального хода, но в обратном направлении, и гребенки опускаются на такой же шаг (см. рис. 4. 21, б, поз. IV) и затем при горизонтальном ходе рамок перемещаются в обратном направлении (см. рис. 4. 21, 5, поз. V) на шаг 40 мм. Далее цикл повторяется. Движение бастунов второго яруса аналогично движению первого и третьего ярусов с той разницей, что оно осуществляется в обратном направлении

Чтобы при вертикальном перемещении гребенок их зубья при захвате не терлись о цапфы бастунов и не сбивали бастуны с шага, в цикле движения гребенок предусмотрен их возврат на 4 мм.

На выходе из сушилки имеется вертикальный цепной конвейер 72, перемещающий бастуны с первого яруса на второй. Передачу бастунов со второго яруса на третий осуществляет цепной конвейер 7 в передней части сушилки. Цепные конвейеры работают синхронно с механизмом перемещения бастунов. При движении гребенок в горизонтальном направлении в конце каждого яруса цапфы бастунов сталкиваются на наклонную часть нейлоновых направляющих и, соскальзывая с них по наклонным пластинам, поступают в приемные окна, из которых принимаются захватами цепных конвейеров и передаются на расположенный выше ярус.

Система подогрева сушильного агента для сушки изделий состоит из калориферов, трубопроводов, насоса и арматуры. Каждая из зон сушки имеет свою систему подогрева. Необходимая температура сушильного агента внутри зон обеспечивается калориферами, работающими на горячей воде (90 …95 °С). Для первой зоны вода подается непосредственно от централизованной системы теплоснабжения предприятия через автоматический клапан. Система подогрева второй зоны работает аналогично первой, но с частичной рециркуляцией горячей воды с помощью центробежного насоса производительностью 23,5 м3/ч.

Калориферы в зонах расположены следующим образом: один на входе в сушильную камеру и четыре над первым, нижним, ярусом и между вторым и третьим ярусами верхней зоны.

Система вентиляции первой и второй зон работает с частичной рециркуляцией сушильного агента. Часть влажного воздуха с большим влагосодержанием выбрасывается из сушилки, а из производственного помещения засасывается воздух с меньшим влагосодержанием. Система вентиляции первой зоны включает в себя десять осевых вентиляторов, расположенных попарно. Два вентилятора производительностью по 2000 м3/ч установлены на входе в сушилку и забирают воздух из помещения, прогоняя его через калорифер на входе, направляют в нижнюю зону, где создается воздушная завеса, препятствующая поступлению воздуха помещения в сушильную камеру. Остальные четыре пары осевых вентиляторов, каждый производительностью 3000 м3/ч, обеспечивают рециркуляцию сушильного агента в сушилке с прохождением

Система вентиляции второй зоны имеет четыре пары центробежных вентиляторов марки Ц13-50: три пары вентиляторов № 3 производительностью по 3000 м3/ч осуществляют рециркуляцию сушильного агента с частичным забором его из помещения; два других вентилятора № 2 производительностью по 1200 м3/ч выбрасывают влажный воздух из второй и первой зон. Кроме того, выброс воздуха из первой зоны осуществляется через короб в передней части сушилки. Воздух обдувает изделия в сушилке параллельно прядям - сверху вниз. Для равномерного распределения потока воздуха вдоль прядей после каждого калорифера установлены распределительные решетки.

При выборе и разработке режимов сушки необходимо учитывать две основные особенности макаронных изделий как объекта сушки:

при снижении влажности изделий от 29...30 до 13... 14 % происходит сокращение их линейных и

объемных размеров на 6...8 %:

в процессе высушивания изменяются структурно-механические свойства изделий.

Рис. 4 Кривые равновесной влажности макаронных изделий.

Характер изменения структурно-механических свойств высушиваемых макаронных изделий

в значительной степени определяется параметрами сушильного воздуха, в первую очередь его температурой и влажностью.

В настоящее время в зависимости от температуры воздуха используют три основных режима конвективной сушки макаронных изделий:

традиционные низкотемпературные (НТ) режимы, когда температура сушильного воздуха не превышает 60 °С;

высокотемпературные (ВТ) режимы, когда температура воздуха на определенном этапе сушки достигает 70...90 "С;

сверхвысокотемлературные (СВТ) режимы, когда температура воздуха превышает 90 °С.

Рассмотрим особенности изменения структурно-механических свойств макаронных изделий при использовании указанных трех температурных режимов. При низкотемпературных режимах поступающие на сушку сырые изделия являются пластичным материалом и сохраняют пластические свойства примерно до 20%-ной влажности. При снижении влажности примерно от 20 до 16 % они постепенно утрачивают свойства пластичного материала и приобретают свойства, характерные для упругого твердого материала. При этой влажности макаронные изделия являются упругопластичным телом. Начиная примерно с 16%-ной влажности макаронные изделия становятся твердым упругим хрупким телом и сохраняют эти свойства до конца сушки.

При мягких режимах сушки, т. е. при медленном высушивании изделий воздухом с низкой сушильной способностью, перепад по влажности между наружными и внутренними слоями невелик, так как влага из более влажных внутренних слоев успевает переместиться к подсушенным наружным слоям. Темп испарения влаги с поверхности изделий соответствует темпу подвода влаги из внутренних слоев (см. рис. 1, а). Все слои изделий сокращаются приблизительно равномерно: усадка изделий увеличивается прямо пропорционально снижению их влажности.

При жестких режимах сушки, т. е. интенсивном высушивании изделий воздухом с высокой сушильной способностью, перепад по влажности между наружными и внутренними слоями достигает значительной величины вследствие того, что влага из внутренних слоев не успевает переместиться к наружным. При этом более сухие наружные слои стремятся сократить свою длину, чему препятствуют более влажные внутренние слои - внутри изделий на границе слоев возникают напряжения, которые называются внутренними напряжениями сдвига. Величина этих напряжений тем значительнее, чем интенсивнее удаляется влага с поверхности изделий, чем в большей степени отстает темп подвода влаги из внутренних слоев и чем больше градиент влажности. Усадка изделий при жесткой сушке происходит неравномерно (см. рис. 5): в начальный период сушки происходит интенсивная усадка, а затем она постепенно затухает.

Пока высушиваемые макаронные изделия сохраняют пластические свойства, возникающие внутренние напряжения сдвига рассасываются путем изменения формы изделий без разрушения их структуры (рис. 5).

Когда же изделия приобретают свойства упругого материала, возникающие внутренние напряжения сдвига, если они превышают определенное предельно допустимое, критическое значение, приводят к разрушению структуры изделий - появлению на поверхности изделий микротрещин, которые при интенсивном удалении влаги углубляются, соединяются между собой. Высушенные таким образом макаронные изделия очень непрочны, зачастую превращаются в лом или даже крошку.

Из изложенного вытекает важный вывод, что при низкотемпературном режиме сушки макаронные изделия можно высушивать при жестких режимах, не опасаясь появления в них трещин, примерно до 20%-ной влажности. При достижении продуктом этой влажности во избежание растрескивания необходимо проводить высушивание при мягких режимах, медленно удаляя влагу. Особенно осторожно следует удалять влагу на последних этапах сушки по достижении изделиями влажности 16 % и ниже.

которых используются низкотемпературные режимы сушки, где процесс сушки разделен на два этапа - предварительную и окончательную сушку.

Однако и на первом этапе удаления влаги из изделий степень жесткости режима имеет свои ограничения, поскольку чрезмерно быстрое осушение поверхностного слоя сырых изделий сухим воздухом температурой около 60 °С может привести к его отслаиванию, к образованию чешуйчатой поверхности изделий, вследствие того что влага не успеет подойти к поверхности из внутренних слоев плотной структуры тестовых заготовок. Кроме того, при таком режиме сушки резкое превращение влаги изделий в пар может привести к образованию пузырьков в толще еще пластичных изделий. Поэтому чем выше температура воздуха в начале сушки, тем выше должна быть его влажность.

На выходе из сушилки макаронные изделия имеют температуру, приблизительно равную температуре сушильного воздуха. Поэтому перед упаковкой их надо охладить до температуры упаковочного отделения, иначе неконтролируемый процесс дальнейшего испарения влаги из теплых упакованных изделий будет продолжаться в упаковке, а лри использовании герметичной упаковки, например полиэтиленовых пакетов, произойдет конденсация влаги на внутренней поверхности упаковки.

Предпочтительнее использовать медленное охлаждение в течение не менее 4 ч, в процессе которого изделия омываются воздухом температурой 25...30 "С и относительной влажностью 60...65 %. При этом происходит стабилизация изделий: окончательное выравнивание влажности по всей толще изделий, рассасывание внутренних напряжений сдвига, которые могли остаться после интенсивной сушки изделий, а также некоторое снижение массы остывающих изделий за счет испарения из них 0,5..1,0 % влаги.

Быстрое охлаждение высушенных изделий интенсивной обдувкой в охладителях различных конструкций или остывание их на ленточных транспортерах при подаче на упаковку менее желательны: несмотря на то что готовые изделия за короткое время (около 5 мин) успевают остыть до температуры цеха и последующей усушки их в упаковке не происходит, за такой короткий промежуток времени внутренние напряжения сдвига в нестаби-лизированных изделиях не только не успевают исчезнуть, но увеличиваются за счет испарения влаги с поверхности изделий и увеличения градиента влажности. И если изделия были подвергнуты жесткой сушке, то растрескивание и превращение их в лом и крошку могут произойти уже после упаковывания.

Таким образом, увеличение внутренних напряжений сдвига при быстром охлаждении изделий обусловлено тем, что резкое снижение температуры поверхностного слоя изделийведет к быстрому испарению из него влаги. И хотя возникающий при этом градиент температуры направлен в ту же сторону, что и градиент влажности, - внутрь изделия, влага не успевает подойти из внутренних слоев к поверхности в силу низкой влагопроводности плотной структуры высушенных изделий (см. рис. 48, б).

При высокотемпературных и сверхвысокотемпературных режимах сушки, когда температура воздуха превышает соответственно 70 и 90 *С, макаронные изделия остаются в пластическом состоянии вплоть до 16...13%-ной влажности (в зависимости от температуры). В этом случае критическая влажность изделий W* (см. рис. 49), т. е. момент перехода материала из пластического состояния в упругое, перехода от постоянной скорости сушки к падающей скорости, снижается практически до величины влажности готовых макаронных изделий. Поэтому возникает возможность использования таких режимов на всем протяжении сушки, значительно сокращая ее продолжительность. Однако в этом случае во избежание растрескивания высушенных изделий особенно тщательно следует проводить стабилизацию и охлаждение изделий - без дальнейшего испарения из них влаги. Для этого тем-пературно-влажностные условия стабилизации и охлаждения высушенных изделий должны соответствовать одинаковой равновесной влажности их, т. е. на уровне 13 %. Например, если стабилизация высушенных изделий осуществляется при 70 °С, то относительная влажность воздуха должна составлять порядка 85 % (равновесная влажность изделий при этих параметрах составляет 13 % - см. рис. 51), и после стабилизации изделия можно сразу охлаждать воздухом в цехе с температурой 20...25 °С и относительной влажностью около 65 %: эти параметры соответствуют той же величине равновесной влажности (13 %), поэтому испарения влаги с поверхности изделий при охлаждении не будет.

На основании вышеизложенного можно заключить, что основной причиной возникновения напряжений внутри высушиваемых макаронных изделий, которые приводят к изменению формы или к образованию трещин в изделиях (в зависимости от соотношения пластических и упругих свойств высушиваемых изделий), является отставание внутреннего переноса влаги от испарения влаги из поверхностных слоев изделий. Это обусловливает возникновение значительного градиента влажности, величина которого может служить мерой опасности растрескивания высушиваемых изделий.

Характер зависимости градиента влажности от двух основных факторов: относительной влажности и температуры сушильного воздуха, приведенный на рис. 54, показывает, что при постоянной температуре повышение влажности воздуха ведет к снижению градиента влажности, а при постоянной влажности воздуха незначительные изменения градиента-влажности возникают при низких и высоких температурах.

Сушка макарон в шкафных сушилах .

Сушка макарон в шкафных сушилках. Для сушки макарон в шкафных сушилках используют лотковые кассеты. Высушивание осуществляют обычно в шкафных бескалориферных сушилках типов ВВП, 2ЦАГИ-700, «Диффузор».

Сушилка ВВП состоит из деревянного шкафа 4 глубиной 1600 мм, шириной 1260 мм и высотой 2010 мм. Каркас шкафа изготавливают из деревянных брусков, которые обшивают фанерой. На крышке шкафа крепят кожух 3 и электродвигатель 1 с насаженным на его вал осевым вентилятором 2. Лопасти вентилятора расположены внутри кожуха, направляющего поток воздуха в шкаф, а электродвигатель - вне кожуха, перед вентилятором.

В шкаф сушилки устанавливают 156 двойных кассет 5: два Ряда по глубине, три - по ширине й 26 кассет по высоте. Вместимость шкафа по сухим изделиям равна 600 кг. При использовании одинарных кассет их устанавливают по глубине в четыре ряда.

Макароны сушат, продувая воздух через макаронные трубки, лежащие в кассетах. При этом используется воздух сушильного отделения, параметры которого поддерживаются на постоянном уровне (сушка с постоянной сушильной способностью воздуха), а именно: температура 30...35 °С, относительная влажность 65...70 %. Воздух в сушильном помещении нагревается либо от батареи радиаторов отопления, либо калорифером, через который в помещение нагнетается свежий воздух взамен части отсасываемого из помещения увлажненного отработавшего воздуха.

Для более равномерного высушивания периодически, через 1 ч, меняют направление движения воздуха в сушильных установках на противоположное, переключая электродвигатель на работу в обратном направлении, т. е. реверсированием электродвигателя.

Продолжительность сушки при указанных параметрах воздуха должна составлять от 20 (для макарон большого диаметра) до 24 ч (для макарон малого диаметра). Стремление сократить продолжительность сушки путем использования более сухого воздуха или увеличением скорости движения воздуха приводит к получению большого количества растрескавшихся макарон. С другой стороны, необходимо следить, чтобы влажность воздуха в сушильном отделении не увеличивалась более 70...75 % во избежание закисания и плесневения макарон, особенно во внутренних рядах кассет.

При сушке в лотковых кассетах макароны подвергают обдувке воздухом с внутренней и наружной поверхностей трубочек. Однако из-за неравномерного соприкосновения макарон происходит неравномерное удаление влаги с их поверхности, а следовательно, неравномерная усадка изделий. Это приводит к сильному искривлению изделий во время сушки, что значительно снижает их качество, увеличивает расход тары для упаковки. Кроме того, тесное соприкосновение трубочек в кассете и невозможность быстро удалить влагу в начальной стадии сушки зачастую приводят к слипанию трубок между собой, образованию слитков.

Существенными недостатками данного способа сушки являются также затраты большого количества ручного труда и тяжелые климатические условия для работы в сушильном отделении - повышенные влажность и температура. Однако этот способ сушки макарон не требует сложного дорогостоящего оборудования и больших производственных площадей.

С целью устранения ручного труда на ряде макаронных предприятий были созданы механизированные поточные линии по производству макарон с сушкой в лотковых кассетах.

Сушилки механизированных поточных линий конструируют из нескольких шкафных аппаратов, устанавливаемых в один или два ряда. С обеих сторон аппаратов (в однорядных сушилках) или между рядами аппаратов (в двухрядных сушилках) медленно перемещаются стопки кассет с высушиваемыми макаронами. Сушилки обычно заключают в кожух, что позволяет интенсифицировать процесс сушки путем использования более высоких температур воздуха - до 40...45 °С с одновременным увеличением влажности до 70...75 %.

Чаще всего используют конструкцию сушилки с десятью вентиляционными установками, которая не обеспечивает достаточной продолжительности сушки и требует использования сушильного воздуха с повышенной сушильной способностью. Поэтому для выработки прочных макарон необходима сушилка с большим числом вентиляционных установок.

Сушка короткорезаных изделий в шкафных сушилках. Для сушки короткорезаных изделий тоже могут быть использованы представленные выше безкалориферные шкафные сушилки. В этом случае изделия распределяют слоем 2...3 см на сетчатых рамках, которые друг над другом устанавливают в сушилку. Однако для этих целей в настоящее время большое распространение в цехах небольшой производительности получили шкафные сушилки разнообразных конструкций с индивидуальными воздухонагревателями: чаще - электрическими с батареей ТЭНов мощностью 3...8 кВт, реже - паровыми калориферами.

Принцип высушивания остается прежним: вентилятор осуществляет непрерывное движение воздуха внутри шкафа, прогоняя его над поверхностью изделий, рассыпанных на рамках. Однако в данном случае шкаф закрывается дверцами, и благодаря наличию воздухонагревателя (обычно перед вентилятором) и отверстий с шиберами для регулирования подсоса свежего воздуха и выброса части отработавшего воздуха в шкафу можно устанавливать необходимые режимы сушки с температурой воздуха до 60...65 °С и относительной влажностью до 80 % (за счет испарившейся из изделий влаги). В связи с этим имеется возможность, с одной стороны, варьировать параметры сушки в широких диапазонах и, с другой стороны, поддерживать их на заданном уровне с достаточной степенью точности.

Для сушки короткорезаных изделий в закрытых шкафных сушилках можно применять разнообразные варианты режимов, например:

сушка с постоянной сушильной способностью воздуха при температуре 45...50 "С и относительной влажности 70...80 % до влажности изделий 13,5... 14,4 %;

трехстадийный режим сушки: первая стадия - предварительная сушка при температуре 55...60 °С и относительной влажности воздуха 70...80 % до влажности изделий 20...21 %; вторая стадия - отволаживание в течение 30...45 мин при отключении обогрева и вентиляции и при закрытых дверцах сушилки: влага из изделий при этом не испаряется, происходит выравнивание влажности изделий по всей их массе; третья стадия - окончательная сушка при температуре 40...45 "С и относительной влажности воздуха 70...75 % до влажности изделий 13,5... 14,5 %.

В обоих случаях длительность сушки зависит от формы изделий, толщины слоя изделий на рамках, скорости движения воздуха и определяется экспериментальным путем.

После окончания сушки целесообразно стабилизировать изделия путем медленного остывания в шкафу в течение 2...3 ч при отключенных нагреве и вентиляции и при закрытых дверцах.

Некоторые фирмы, в частности «Паван» (Италия), предлагают поставку шкафных сушилок для короткорезаных изделий в комплекте с установкой для первичной подсушки - трабатто. Назначение этой установки - создание на поверхности сырых короткорезаных изделий подсушенной корочки, препятствующей слипанию изделий в процессе их дальнейшей сушки в слое на рамках.

Полуфабрикат изделий перемещается последовательно по всем сеткам. Регулируя частоту вращения приводных барабанов вариатором, можно в определенных пределах изменять толщину слоя изделий на лентах транспортеров и продолжительность пребывания изделий в сушилке.

Основные методы сушки макаронных изделий

Способы интенсификации сушки макаронных изделий

Биохимические изменения крахмала и белка макаронных изделий и их технологических характеристик при термообработке и сушке

Изменение структурно-механических свойств макаронных изделий, подвергнутых гигротермообработке

Массообменные характеристики и равновесная критическая влажности макаронных изделий

Установка для сушки макаронных изделий по новой технологии и обоснование целесообразности внедрения нового способа сушки

ВВЕДЕНИЕ

Макаронные изделия благодаря низкой влажности могут длительное время сохраняться. Высушивание их является энергоёмким и длительным процессом из всех технологических стадий производства макарон. В последнее время большое внимание уделяется предварительной подготовке объекта сушки к обезвоживанию. Целью такой подготовки является снижение энергии связи влаги с материалом и изменение его теплофизических характеристик, обеспечивающих возможность применения "жестких" режимов сушки без ущерба для качества высушиваемого продукта.

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ СУШКИ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

В макаронной промышленности в основном применяется конвективная сушка. Разработаны разновидности сушильных установок - от замкнутых камер до современных сушильных, туннельных, непрерывно действующих агрегатов, снабженных системами автоматического регулирования параметров режима сушки. Однако даже при высокой степени механизации и автоматизации этих установок процесс сушки изделий остается длительным. Известно немало исследований посвященных проблеме интенсификации этого процесса путем повышения сушильной способности воздуха; применения новых способов сушим; терморадиационный, радиационно-конвективный, сублимационный и др.

Режимы сушки, применяемые в макаронной промышленности, разнообразны. При выборе оптимального режима сушки необходимо учитывать технологические свойства макаронного теста.

Известно, что для конвективной сушки применяется в основном два типа режимов: непрерывный и пульсирующий.

Непрерывная сушка при постоянной сушильной способности воздуха проста в отношении регулирования параметров воздуха и процесса в целом. Параметры воздуха при этом режиме сушки остаются постоянными на протяжении всего процесса обезвоживания.

Основным недостатком непрерывного режима является то, что сушку проводят при высокой сушильной способности воздуха. Такой режим можно применять только для изделий стойких к деформации: суповых засыпок и порошкообразных, изделий. Сушка их происходит в более короткий срок, чем длиннотрубчатых, размеры их меньше, они лучше поддаются всесторонней обдувке воздухом за счет пересыпания.

Длиннотрубчатые изделия сушатся при трёхстадийном или пульсирующем режиме. Последний условно делится на следующие стадии. Первая стадия - предварительная сушка. Ее целью является стабилизация формы изделий предотвращение зависания, плесневения и вытягивания. "Подсушка"" длится от 30 мин до 2 ч. и протекает при сравнительно "жестких" режимах в течение которых удаляется от 1/3 до половины влаги от того количества, которое должно быть удалено за время сушки из макаронных изделий.

Такое интенсивное обезвоживание возможно только на первом этапе сушки, когда макаронное тесто пластично и отсутствует опасность появления трещин. Дальнейшее ведение процесса при "жестком" режиме невозможно, так как это приведет к растрескиванию изделий, возникший при этом большой градиент влажности и возросшие напряжения нельзя будет уменьшать, поскольку макаронное тесто приобрело свойства упругого тела.

Во избежание растрескивания проводится вторая стадия – отволаживание. Путем повышения относительной влажности воздуха добиваются "размягчения корочки" за счет увлажнения поверхностного слоя в результате происходит снижение градиента влажности и рассасываются возникшие напряжения. Этот процесс лучше вести при сравнительно высоких температурах и относительной влажности воздуха, при которых скорость диффузии влага увеличивается, а испарение влаги с поверхности уменьшается. В этих условиях продолжительность отволаживания сокращается.

Третья стадия - окончательная сушка - проводится при "мягком" режиме для того, чтобы касательные напряжения не превысили предельного значения, так как изделия находятся в состоянии упругих деформаций. При этом скорость испарения влаги с поверхности должна быть соизмерима со скоростью ее подвода из внутренних слоев к верхнему слою. На этом этапе сушку можно чередовать с отволаживанием.

Большое значение имеет медленное охлаждение продукции после ее сушки, чтобы к моменту упаковки градиент влажности был минимальным. При резком охлаждении возможно образование трещин за счет недостаточного выравнивания влагосодержания по слоям изделия.

И.М. Савиной исследован трехстадийный режим сушки короткорезанных изделий. Установлено, что на общую продолжительность сушки оказывает большое влияние количество влаги, удаляемое в период предварительной сушки. Сопоставлен трехстадийный режим сушки с непрерывной сушкой при постоянных параметрах воздуха (t = 60 °С; φ = 70 %; V = 0,9 м/сек). В обоих случаях получено хорошее качество продукта, однако продолжительность сушки при трехстадийном режиме оказалась на 20-25 % короче.

И. Т. Тараным предложен 5-ти стадийный режим сушки длиннотрубчатых макаронных изделий: предварительная сушка; кратковременное (глубокое) отволаживание; повторная сушка; длительное (поверхностное) отволаживание и досушка.

Применение многостадийного режима значительно сократила продолжительность процесса сушки до 10-12 ч.

В макаронной лаборатории ВНИИХП проведена работа по изучению сушки макарон во вращающихся цилиндрических кассетах по методу французской фирмы Bassane .

Доказана возможность получения прямых трубчатых макаронных изделий и установлено, что цилиндрическая кассета должна иметь отношение Д/L = 0,47, торцевые стенки - сплошные, гладкие, без перфораций. В кассету следует помещать изделия влажностью не более 29 %; объем кассеты заполнять сырыми изделиями на 62-65 %. Найдена зависимость скорости обдувки макарон воздушным потоком от живого сечения кассеты при различной частоте ее качания.

На основании экспериментальных данных выявлено наиболее оптимальное значение площади живого сечения обечайки для кассеты – 45 %.

Рекомендуется предварительную сушку осуществлять сушильным агентом (температура воздуха 50 °С и относительная влажность 65 %) со скоростью 5 м/с ев при амплитуде качания кассеты 140 °С и частоте ее качания 15-12 качаний в минуту. Продолжительность сушки 1,5 часа, конечная влажность полуфабриката – 22 %.

После предварительной сушки, перед началом окончательной сушки изделия необходимо подвергнуть отволаживанию в течение 60 мин при температуре воздуха 47 °С, влажности 88-94% и частоте вращения кассеты 2 об/мин.

Окончательную сушку необходимо проводить воздухом при следующих его параметрах: температура – 50 °С, относительная влажность – 80 %, скорость воздушного потока - 5 м/сек. Амплитуда качания кассеты – 180 °С, частота качания - 15 качаний в минуту, продолжительность качания и обдувки - 20 мин; отволаживание следует осуществлять в течение 40 мин при температуре воздуха 47 °С, относительной влажности 88-94 %, частоте вращения кассеты 2 об/мин. Затем цикл повторяется. Общая продолжительность сушки макарон 17-18 час.

В настоящее время в различных отраслях промышленности находит применение терморадиационный метод энергоподвода, при котором интенсификация процесса сушки достигается за счёт использования коротковолнового инфракрасного излучения.

Вопрос использования инфракрасного излучения для сушки макаронных изделий впервые изучен А. С. Гинзбургом, И. Х. Мельниковой, Н. А. Лукьяновой, И. М.Савиной и др.

Отмечено, что ввиду особенностей движения влаги под действием инфракрасных лучей наблюдается очень быстрое обезвоживание поверхностного слоя за счет появления значительного температурного перепада внутри материала. В результате резкого снижения влажности не поверхности происходит неравномерная усадка рядом лежащих слоев, что вызывает растрескивание материала. Вследствие этого непрерывное облучение нельзя применять при сушке макарон и макаронных изделий. Предложен комбинированный терморадиационно-конвективный метод сушки, при котором происходит сочетание периодического облучения сушимого материала с конвективной сушкой.

Дня макарон обыкновенных (диаметром 7 х 4,5 мм) из муки I сорта рекомендован следующий режим сушки:

Температура среды (t С), °С...........................................................................................37

Относительная влажность сушильного воздуха, % ..................................................70

Скорость движения воздуха вад слоем макарон, м/сек...........................................2,6

Температура генератора облучения (t г ен), °С.........................................................100

Соотношение продолжительности облучения и отлежки (;), сек …...5:100

Расстояние от макарон до излучателей (облучение двухстороннее), мм...............40

Продолжительность сушки (), час ……………………………….....................2,6

Опыты Ф. Стаффа (США) показали, что при применении инфракрасного излучения продолжительность сушки короткорезанных макаронных изделий, изготовленных из высокопротеиновой пшеничной и соевой муки, значительно уменьшается. При этом изделия приобретают коричневый оттенок.

В макаронной лаборатории ВНИИХП (бывшей ЦНИЛМап) проведена работа по изучению процесса радиационной сушки трубчатых макаронных изделий в подвесном состояний. Для этого параллельно макаронным прядям устанавливали излучатели панельного типа, выполненные в виде чугунных плит с заложенными в них спиралями. Температура генераторов излучения составляла 150 °С; расстояние от поверхности излучателя до изделия 170мм, продолжительность облучения более 3 мин.

Для макарон типа «Соломка» (диаметр 8 мм) из муки 1 сорта (из твердой пшеницы) лучшие результаты для комбинированной терморадиационно-конвективной сушки получены при следующих режимах:

предварительная терморадиационно-конвективная сушка, состоящая из трёх циклов; в каждом цикле облучение при t = 1б0 °С, осуществляемое в течение 3 мин, чередуется с конвективной сушкой в течение 2 часов при следующих параметрах: t = 32 – 35 °С; φ = 85 %; V= 0,5 м/с, при этом удаляется 7,5% влаги;

ступенчатая конвективная сушка при повышающейся сушильвой способности воздуха:

t = 32-35 °С; φ = 85 %; V = 0,5 м/с до W = 19-19,5 %

t = 32-35 °С; φ = 75-80 %; V = 0,5 м/с до W = 15 %

t = 32-35 °С; φ = 67-71 %; V = 0,5 м/с до W = 13%

Общая продолжительность сушки составляет 9,5 часов, что на 8,5 часов меньше, чем при конвективой сушке без облучения. Об эффективности облучения свидетельствует то, что в основном длительность процесса сокращается за счет начальной «под сушки» (от 29 до 22 %), в этой зоне продолжительность сушки сокращается на 5 часов, то есть больше, чем на 50% от общей продолжительности всего процесса. Характерно, что после предварительного облучения процесс сушки протекает более интенсивно; очевидно, что режим сушки может быть более жестким, чем обычно,

Г. Хаммел (Англия) отмечает, что применение инфракрасного излучения возможно и для сушки короткорезаных изделий. Однако использование ламп в качестве генераторов увеличивает габариты установки.

При комбинированном способе сушки продолжительность процесса может быть сокращена до 3 часов, однако, качество продукта ухудшается, а сокращение длительности процесса сушки до 1 часа вызывает резкое ухудшение качества продукции.

Карасони Ласло и Харчиттау Еммиль (Италия) провели исследования возможности использования инфракрасного излучения для сушки макаронных изделий. При этом применяли панели пря расстоянии продукта до генератора 80-100 мм; режим сушки прерывистый; облучение 5-30 сек, отлежка 40 сек. В этот период тесто охлаждали воздухом комнатной температуры. Таким путем проводили сушку до равновесной влажности. Однако не удалось добиться получения изделий без трещин. КПД сушильной установки был в пределах 4-6 %. Установлено, что все работы, проводимые с целью интенсификации процесса сушки, можно объединить в одно направление: длительность обезвоживания регулируется сушильной способностью воздуха или применением новых методов энергоподвода, при этом "вла- гоудерживеющая способность" объекта сушки (макаронных изделий) остается неизменной.

Снижение "влагоудерживеющей способности" сырых макарон возможно при изменении свойственных им специфических, физико-химических свойств. Сущность этих изменений заключается в том, что путем предварительной обработки у объекта снижается энергия связи влаги с составляющими компонентами теста. Таким образом изделия подготавливаются к процессу обезвоживания.

В последнее время в литературе освещается вопрос изыскания метода предварительной обработки объекта сушки, позволяющего снизить энергию связи влаги с материалом. Однако эффективным методом снижения энергии связи влаги с сухим веществом можно считать такой, который позволил бы наряду с сокращением продолжительности сушки получить готовый продукт, отвечающий всем требованиям стандарта. В связи с этим возникла необходимость отыскания способа предварительной обработки макаронных изделий, позволяющего получить продукцию хорошего качества.

СПОСОБЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ СУШКИ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

В Швейцарии гидротермическая обработка дополняется последующим замораживанием изделий при температуре минус 2б °С в течение 15 - 25 мин.

В США предлагается использовать термообработку сухим паром при температуре 101- 180 °С, предварительно «подсушенных» изделий при инфракрасном энергоподводе в течение 5-30 сек.

Во Франции для ускорения сушки сырые макаронные изделия после прессования варятся и затем выдерживаются в этиловом спирте, который постепенно вытесняет из них влагу; после итого изделия быстро высушиваются, а спирт регенерируется.

А.С. Гинзбург, В.И. Сыроедов, Н.И. Назаров рекомендуют с целью снижения энергии связи влаги с материалом и интенсификации внутреннего переноса влаги применять поверхностно-активные вещества (ПАВ), например, этиловый спирт, гексан или толуол, отличающиеся малым коэффициентом поверхностного натяжения.

В МТИПП проведены исследования с целью проверки следующих видов термообработки макаронных изделий: гидротермической с промывкой поверхности изделий холодной (t =15°С) или горячей водой (t = 100 ° С) и без промывки с последующим замораживанием и без замораживания, а также гигротермической обработки, осуществляемой по тем же вариантам.

Данные показывают, что все виды предварительной термической обработки макарон значительно сокращают общую продолжительность сушки. Так, сушка макарон стандартной влажности после гидротермической обработки с промывкой в холодной воде в течение 5 мин и с последующим замораживанием при температуре минус 25 °С в течение 25 мин, составила 177 мин. Параметры сушильного агента были следующие: температура 90 °С, относительная влажность 30 %. Потери сухих веществ при варке, увеличение объёма, цвет и структура в изломе отвечали требованиям ГОСТа. Однако, недостатком этих методов является слипание изделий. Для устранения склеивания применяли промывку изделий холодной и горячей водой, их замораживание и обработку в вибрационном поле. Тем не менее это все оказалось не эффективным. Вместе с тем гигротермическая обработка в кассетах, по сравнению с гидротермической, значительно сокращает продолжительность сушки макаронных изделий. Так, продолжительность сушки гигротермически обработанных и замороженных макаронных изделий составила 115 мин, а без замораживания 90 мин. При этом такие показатели качества готовых издали как потери сухих веществ в варочной воде, увеличение объема находились в пределах требований ГОСТа. Однако все-таки наблюдалось частичное слипание изделий.

Анализ приведенных выше данных позволил сделать вывод о преимуществе гигротермообработки перед гидротермообработкой.

Сушка макаронных изделий, подвергнутых гигротермообработке в подвесном состоянии на бастунах, при параметрах сушильного агрегата φ = 80 %; t = 60 °С; V = 1 м/сек, позволила полностью избежать слипания продукции, качество которой отвечало всем требованиям ГОСТа. Гигротермообработка проводилась при постоянной начальной влажности изделий. Параметры пара также не изменялись. Изучено влияние продолжительности (1-5 мин) гигротермообработки с интервалом в 1 мин на процесс сушки и качество изделий. Установлено, что гигротермическая обработка изделий оказывает существенное влияние на процесс сушки.

На рис. 1 представлены кривые сушки макаронных изделий с гигротермической обработкой (τ т.о.) продолжительностью 2 и 5 мин и без нее. Процесс сушки осуществляли при "жестких" постоянных параметрах сушильного агента. Применение "жесткого" режима сокращает время обезвоживания изделий не подвергнутых гигротермообработке с 18-24 час до 13,6 час. Надо отметить, что в промышленных условиях сушка ведется при более «мягких режимах» Однако при "жестком" режиме сушки внешние слои изделий высыхают значительно быстрее внутренних за счет появления больших градиентов влажности и наблюдается растрескивание макарон как в процессе сушки, так и при их хранении.

Рис.1. Кривые сушки макаронных изделий:

1 - без гигротермической обработки; 2, 3 - с гигротермической обработкой в течение соответственно 5 и 2 мин.

Гигротермическая обработка изделий перед сушкой значительно сокращает процесс обезвоживания, так как позволяет применять "жесткие" режимы сушки без опасения появления трещин. При этом протекает два взаимосвязанных процесса: тепловая денатурация белков и модификация крахмала. Последняя в условиях дефицита влаги не переходит границу клейстеризации первого ряда. Денатурация белков ведет к снижению энергии связи влаги с белками теста и к упрочнению структуры последнего. Так, прочность на разрыв изделий, не обработанных теплом составляет 320 г, а обработанных - 790 г.

Макаронные изделия, предварительно термообработанные, не подвергались растрескиванию в процессе хранения в течение 6 месяцев и более. Кривые сушки представленные на рис.1 показывают, что начальная влажность изделий без обработки и после неё резко различается. Так, макароны с гигротермообработкой имеют W = 54,6 %, а без неё - 47,5 %. Также существенно отличается и первая критическая влажность (W): в первом случае она равна 34 %, во втором – 30 %.

Однако влагосъем в первый период сушки у макарон после гигротермообработки больше, чем у изделий без неё. У термообработанных макарон он составляет 20,6 %, а у необработанных - 17,5 %. Следует также отметать, что продолжительность первого периода сушки в первом случае меньше (55 мин), чем во втором (125 мин).

Второй период сушки значительно увеличивается в случае сушки макарон без термообработки (690 мин против 480 мин). При данной продолжительности гигротермообработки равновесная влажность макарон незначительно изменяется (с гигротермообработкой W= 13 %, без неё -14 %); при этом относительная влажность воздуха – 80 %, температура – 60 °С, скорость - 1,0 м/сек.

На рис.2 представлены кривые скорости сушки, продолжительность которых в первом и во втором периодах значительно больше у макаронных изделий, подвергнутых гигротермообработке. Скорость сушки в первом периоде (N с ) больше у макарон, прошедших 2-х минутную гигротермообработку и составляет 0,31 %/мин по сравнению с 0,14 %/мин для изделий без обработки.

Увеличение продолжительности гигротермообработки с 2 до 5 мин приводит к увеличению длительности сушки почти в 2 раза, (см. рис. 1), что объясняется углублением зоны клейстеризации крахмала, в результате чего происходит образование более прочных связей влаги с єтим компонентом теста. Скорость сушки при 2-х минутной гигротермообработке как в первом, так и во втором периоде выше, чем при 5-ти минутной гигротермообработке (см. рис. 2). Сравнение кривых сушки и ее скорости при гигротермообработке в диапазоне 1-5 мин показывает, что 2-х минутная обработка является оптимальной по показателю общей продол-жительности сушки. Путём математической обработки экспериментальных данных, проведенной на ЭЦВМ БЭСМ-6, получены уравнения кривых сушки макаронных изделий в1 и во 2 периодах и скорости сушки:

Для первого периода: (от W до W)

W = B - A; - A = N (1)

где W - текущая влажность, соответствующая 1периоду сушки, %;

W - первая критическая влажность макаронных изделий, %;

W - начальная влажность макаронных изделий, %;

Продолжительность сушки в 1 периоде, мин;

В, А - коэффициенты уравнения (В - %, А - %/мин);

Скорость сушки, %/мин;

Рис. 2 Кривые скорости сушки макаронных изделий:

1, 2 – с гигротермической обработкой в течении соответственно 2 и 5 мин; 3 – без гигротермической обработки.

Для второго периода: (от W до W , причем W стремится к W)

W = W + С exp (-m)

дифференцируя уравнение (2), получим уравнение скорости сушки

M C exp (-m), (2)

где W - вторая критическая влажность, %;

W - равновесная влажность, %;

W - текущая влажность соответствующая 2 периоду сушки, %;

Продолжительность сушки во 2 периоде, мин;

С - коэффициент уравнения, %;

m - степень экспоненты, 1/мин;

Скорость сушки во 2 периоде сушки, %/мин.

В табл.1 приведены численные значения коэффициентов уравнения (1) и (2) кривих сушки и скорости сушки макаронних изделий в зависимости от параметров гигротермообработки и сушки.

Таблица 1

Параметры гигротермообработки	Коэффициенты уравнений
Параметры гигротермообработки	1 период сушки	2 период сушки

БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ КРАХМАЛА И БЕЛКА МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ И ИХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРИ ТЕРМООБРАБОТКЕ И СУШКЕ

Кинетика процесса сушки гигротермообработанных макаронных изделий . В промышленности для сушки трубчатых макаронных изделий используется "мягкий" трехступенчатый пульсирующий режим, часто меняющейся сушильной способностью воздуха.

Применение предварительной гигротермической обработки сырых изделий позволило применить более «жесткие» режимы с постоянной сушильной способностью воздуха. В результате исключается растрескивание изделий, как в процессе сушки, так и при длительном хранении. Этому способствует также введение в процесс сушки заключительной технологической операции - стабилизации изделий, которая по своей физико-химической сущности аналогична кондиционированию изделий.

Режим сушки нагретым воздухом (без предварительной обработки паром) характеризуется следующими параметрами: температурой воздуха (); относительной влажностью воздуха (); скоростью движения воздуха ().

С введением гигротермообработки появляется четвертый параметр - продолжительность гигротермообработки (). Эти параметры влияют не только на скорость сушки, но и на критическую равновесную влажность материала, а также на свойства и качество продукции. Поэтому необходимо найти такой режим сушки, который при минимальной длительности сушки и наименьшем расходе энергии обеспечит высокое качество готовых изделий.

Кинетика процесса сушки макаронных изделий, подвергнутых предварительной гигротермической обработке, изучалась в диапазоне изменения параметров: относительной влажности воздуха от 50 до 80 %; температуры воздуха от 50 до 80 °С; скорости воздуха от 0,5 до 2,0 м/сек.

Как показали исследования, сушка гигротермически обработанных макаронных изделий протекает тем интенсивнее, чем ниже относительная влажность и выше температура и скорость сушильного агента. Однако окончательно судить о величинах оптимальной влажности, температуры и скорости сушильного агента можно лишь с учетом показателей качества готовых изделий. Оценка качества изделий проводилась по следующим показателям: кислотность, цвет изделий, прочность на приборе Строганова, кулинарные свойства (количество сухих веществ, переходящих в варочную воду; коэффициент увеличения объема; увеличение массы макарон при варке; продолжительность варки). Были исследованы изменения: атакуемости крахмала амилолитическими ферментами и белковых веществ протеолитическими ферментами; а также содержание азота в варочной воде и водорастворимого азота под действием гигротермической обработки.

Биохимические изменения крахмала и белка макаронных изделий при гигротермо- обработке и сушке. Структура крахмала имеет большое значение при определении свойств вырабатываемых макарон. От нее зависят товарные и кулинарные свойства изделий. Одним из способов выяснения степени изменения крахмала является определение атакуемости его амилазами.

Известно, что при механическом или тепловом воздействии на крахмальные зерна увеличивается показатель атакуемости их амилазами. Крахмал, подвергнутый обработке (механической, тепловой и т.д.) осахаривается β-амилазой скорее, чем необработанный. При этом заметнее всего повышается атакуемость крахмала при действии β-амилазы пшеницы. Были проведены опыты по определению атакуемости крахмала амилазами при действии гигротермообработки и при различных параметрах сушки. Атакуемость крахмала определяли по увеличению содержания редуцирующих сахаров, образующихся под действием ферментной вытяжки β-амилазы (глицериновой вытяжки из пшеничной муки) в тесте при температуре 40°С в течение 1 часа; она выражалась в миллиграммах на 10 г сухого вещества теста в пересчете на мальтозу. Изменение биохимических характеристик макаронных изделий при гигротермообработке и сушке даны в табл.2.

Из данных табл.2 видно, что атакуемость крахмала β-амилазой в макаронных изделиях без гигротермообработки составляла 100 мг на 10 г сухого вещества теста в пересчете на мальтозу, а после обработки макарон паром в течение 2 мин увеличилась до 236,5 мг т.е.более чем в 2 раза. При чем с увеличением продолжительности гигротермообработки атакуемость крахмала β-амилазой возрастала и при 5-ти минутной обработке составляла 253,5 мг. Повышение атакуемости связано, следовательно, с частичной клейстеризацией крахмала при термообработке изделий паром, что хорошо согласуется с замедлением скорости сушки при увеличении продолжительности гигротермообработки. Параметры сушильного агента также оказывали влияние на атакуемость крахмала-амилазой. При повышении его температуры с 50 до 60 °С атакуемость увеличивалась от 156 до 236,5 мг. Дальнейшее возрастание температуры приводило к инактивации β-амилазы, что вызывало снижение атакуемости крахмала. Так, этот показатель при температуре 70 и 80 °С снижался соответственно до 190,5 и 166 мг. При относительной влажности воздуха 60 % атакуемость составила 219мг, а при 80 % - 236,5 мг. Атакуемость крахмала β-амилазой при скорости воздуха м/сек: 0,5 - 167 ; 1,0-236,5; 1,5 - 225; 2,0 - 204 мг.

Показатель атакуемости крахмала оказался чувствительным к изменению относительной влажности и скорости сушильного агента. При постоянной температуре воздуха С60°С) возрастание его относительной влажности и скорости до 1,0 и/сек атакуемость крахмала увеличивалась, что объяснялось углублением его клейстеризации за счет более интенсивного прогрева изделий.

Гигротермообработка изделий вызывает денатурацию белков клейковины, которые становятся менее растворимыми и теряют каталитическую активность. Атакуемость белковых веществ протеолитическими ферментами оценивалась по накоплению водорастворимого азота. Из результатов, приведенных в табл. 2, видно, что атакуемость белковых веществ макарон без гигротермообработки составляла 39,0 %, а при 2-х минутной обработке паром - 30,35%. При увеличении продолжительности гигротермообработки до 5 мин, атакуемость снижается до 27%.Таким образом, установлено, что в результате гигротермообработки происходит тепловая денатурация, способствующая снижению активности белковых веществ. Процесс сушки также вызывает значительную денатурацию белка даже при применении слабой тепловой обработке. В связи с этим представляет интерес проследить как меняется ак- тивность белковых веществ в зависимости от параметров режима сушки. По показателю атакуемости белковых веществ можно рекомендовать параметры сушки.

Таблица 2

Продолжительность гигротермообработки	Параметры сушильного агента			Атакуемость крахмала β-амила-зой пшеницы, мг маль тозы на 10 г СВ	Атакуемость белковых веществ по на- копле-нию водораствори-мого азота,
Продолжительность гигротермообработки	относи- тельная влажность	температура	Скорость

Повышение температуры воздуха в сушильной камере воздействует по-разному на атакуемость белковых веществ. Так при увеличении температуры с 50 до 70 °С атакуемость белковых веществ возрастала с 29,6 до 31,6 %, дальнейшее повышение температуры снижало атакуемость до 25,6 %. Изменение скорости сушильного агента также по-разному влияет на атакуемость белковых веществ. При скорости м/сек: 0,5 - 26,96; 1,0 - 30,3; 1,5 - 34,05, а при 2,0 -32,7%. Рассматривая влияние параметров сушильного агента на атакуемость белковых веществ, видим, что при сушке гигротермообработанных трубчатых макаронных изделий оптимальными являются температура воздуха 60-70 °С, скорость воздуха 1,0 - 2,0 м/сек. Одновременно была проведена проверка изменения белково-протеиназного комплекса в макаронах с применением гигротермической обработки. При этом определяли количество общего азота в варочной воде и водорастворимого азота. В результате гигротермической обработки снижалось количество азотистых веществ в варочной воде. Так, при увеличении температуры с 50 до 70 °С атакуемость белковых веществ возрастала с 29,6 до 31,6%, дальнейшее повышение температуры снижало атакуемость до 25,6 %. Изменение скорости сушильного агента также по-разному влияет на атакуемость белковых веществ. При скорости м/сек: 0,5 - 26,96; 1,0 - 30,3; 1,5 - 34,05, а при 2,0 -32,7%. Рассматривая влияние параметров сушильного агента на атакуемость белковых веществ, видим, что при сушке гигротермообработанных трубчатых макаронных изделий оптимальными являются температура воздуха 60-70 °С, скорость воздуха 1,0 - 2,0 м/сек. Одновременно была проведена проверка изменения белково-протеиназного комплекса в макаронах с применением гигротермической обработки. При этом определяли количество общего азота в варочной воде и водорастворимого азота. В результате гигротермической обработки снижалось количество азотистых веществ в варочной воде.

Изменение те хнологических характеристик готовых изделий. Процесс сушки существенно влияет на качество готовой продукции, и выбор оптимальных параметров зависит от показателей качества готовой продукции. О вкусовых достоинствах или дефектах макаронных изделий судят по их кислотности, которая по ГОСТу не должна превышать 3-4 град. Цвет макаронных изделий должен быть желтоватым, свойственный изделиям из муки, полученным из твердой пшеницы. На цвет готовых изделий влияет ряд факторов; цвет сырья, условия ведения технологического процесса и т.д.

Как показали исследования с применением гигротермической обработке цвет изделий резко меняется, они приобретают приятный янтарно-желтый цвет; при этом поверхность макарон становится глянцевитой и прочность их значительно возрастает. Прочность изделий (определяемая на приборе Строганова) без гигротермообработки при «жестком» режиме сушки ниже значения ГОСТа и равна 606 г. С применением гигротермообработки величина прочности макаронных изделий резко возрастает и при 2-х минутной достирает 2070 г. Другой важной характеристикой потребительской ценности макаронных изделий являются свойства их при варке: продолжительность варки до готовности, увеличение массы сваренных изделий, потери сухих веществ в варочной воде, увеличение объема макарон в процессе варки. Все эти показатели определялись по стандартным методикам. Количество сухих веществ, перешедших в варочную воду с применением гигротермообработки, сокращалось и составляло 4,21 % по сравнению с 5,19 % (без обработки паром), при этом коэффициент увеличения объема несколько увеличивался с 3,28 до 3,32 раз и находился в допустимом пределе. Увеличение массы макаронных изделий при варке снижалось у макарон, выработанных с применением гигротермообработки (в течение 2 мин), от 173 до 168 %. Относительная влажность воздуха также сказывалась на варочных показателях. Так, повышение относительной влажности воздуха с 50 до 80 % способствовало снижению количества сухих веществ» переходящих в варочную воду, уменьшению коэффициента увеличения объема (от 3,5 до 3,32 раз) и показателя увеличения массы макаронных изделий при варке. Температура и скорость сушильного агента незначительно влияли на варочные показатели.

Также отметим, что применение гигротермообработки способствует снижению продолжительности варки изделий до готовности с20 до10 мин. Появление трещин в изделиях фиксировалось черев 3-4 часа после сушки.

Рассматривая основные технологические показатели макаронных изделий, можно сделать вывод, что применение гигротермообработки существенно повышает качество готовой продукции. Кондиционирование макаронных изделий. Применение "жестких" режимов сушки вызовет опасность образования трещин на поверхности и в глубинных слоях изделий даже при условия значительного упрочения структуры макаронной трубки. Причины образования трещин заключаются в неравномерности сушки, усадочных процессах и возникновении касательных напряжений, превышающих предельно допустимые значения.

Чем прочнее структура, тем меньше вероятность образования трещин, однако полная гарантия предотвращения растрескивания возможна при переходе к "мягким" режимам сушки или применении кондиционирования (стабилизации) изделий на завершающей стадии сушки при достижении ими влажности 18 %. Целью кондиционирования (стабилизации) является снятие напряжений, возникших в процессе сушки макарон при "жестком" режиме.

Кондиционирование проводили следующим образом: макароны в рабочей камере установки обрабатывали паровоздушной смесью с требуемыми параметрами. При этом высушенные изделия увлажняли примерно до 14%, причем внешние слои достигали более высокой влажности, чем внутренние. Вследствие этого происходило растяжение влажных слоев и снятие касательных напряжений. После кондиционирования изделия выдерживали на воздуха. Во время стабилизации изделия охлаждали да температуры воздуха помещения, а влажность их достигала стандартной величины.

ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРНО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ, ПОДВЕРГНУТЫХ ГИГРОТЕРМООБРАБОТКЕ

После гигротермобработке изделия хоть и упрочняются. Но остаются достаточно пластичными. Растрескивание и коробление макаронных изделий обусловлено неравномерным распределением влага внутри материала, вследствие чего возникает объемно-напряженное состояние. Нормальные напряжения, вызванные растяжением, и касательные напряжения, возникающие за счет сдвиговых деформаций, могут превысить предельно допустимые значения и вызвать разрушение структуры.

Представляет интерес выяснить основные реологические характеристики макаронного теста, подвергнутого гигротермообработке при разной влажности, так как они определяют нормальные и касательные напряжения в материале,

Н.Е. Нетушил провел испытания макаронного теста на растяжение. Однако с применением предварительной гигротермообработки этот способ определения реологических характеристик применять невозможно, потому что, начиная с влажности 34%, изделия становятся достаточно прочными, а используемые зажимы образца не позволяют производить испытания на растяжение: макаронное тесто выскальзывает из зажима и обрыв происходит не на середине, как требует методика, а вблизи зажатого конца образца. Испытания высушенных изделий проводили на сжатие. Для исследования брали образец макаронных изделий размерами (мм): длина - 50, диаметры внешний и внутренний соответственно 7 и 4,5.

Изменение размеров образца несколько меняет результаты испытания, что объясняется влиянием масштабного фактора.

Главными критериями оценки структурно-механических свойств служат прочность и характеристические параметры релаксационного процесса (упруго-кинетические и реологические). В работах И.С. Мельниковой и Н.Е. Нетушил описано влияние влажности изделий на изменение в процессе сушки пластично-упругих деформаций. Однако отсутствуют данные о том какие коррективы в эту взаимосвязь может внести предварительная гигротермообработка объекта сушки. Для изучения этого вопроса в МТИПП изготовлен специальный прибор для измерения нагрузки при постоянной скорости деформации на сжатие макаронной трубки в продольном на правлении.

Прибор (рис. 3) состоит из электродвигателя, который с помощью ременной передачи приводит в движение винт (система передач от электродвигателя к винту позволяет менять скорость в отношении 1:2:4)

Рие.З. Схема прибора для исследования реологических характеристик макаронных изделий в процессе сушки:

1 - электродвигатель; 2 - ременная передача; 3 - винт; 4 - упругий элемент; 5 -осциллограф; 6 – тензоусилитель

Нагрузка, прикладываемая к макаронной трубке в осевой плоскости по всей длине образующей перпендикулярной оси, передается на упругий элемент - стальную балку прямоугольного сечения, лежащую на двух опорах. Под действием нагрузки деформируется не только балка, но и тензодатчики сопротивления, наклоненные на нее и собранные в мостовую схему. С измерительной диагонали ток черед усилитель передайся на осциллограф и записывается на диаграмму сжатия макаронной трубки,. По оси ординат этой диаграммы откладывав нагрузка, а по абсциссе - абсолютное сжатие трубки, пропорциональное времени нагружения. Испытание на сжатие проводили на следующих этапах технологического процесса: после прессования после гигротермообработки, через определенные интервалы в течение всего процесса сушки. Прилагаемая нагрузка меняется от нуля до величины сжатия или разрушения образца. Между приложенной нагрузкой и внутренними силами в образце в каждый момент времени сохраняется равновесие. Зависимость между напряжением σ и деформацией ε макаронного образца изображается в виде графика на осциллограмме.

По диаграмме изменения σ = f (ε) при различных значениях влажности теста можно проследить изменение основных структурно-механических показателей как в процессе гигротермообработки, так и в процессе сушки.

В табл. 3 представлены результаты основных структурно-механических показателей макаронной трубки. Как видно из данных табл. 3, предварительная гигротермообработка существенно изменяет реологические показатели. Так, - возрастает на порядок от 8 кПа до 23 кПа, максимальное напряжение сжатия m ах, касательное напряжение кс, модуль упругих деформаций Е (условный) увеличивается в 2 раза, а модуль упруго-пластических деформаций Е уменьшается от 727кПа до 577 кПа, что еще раз подтверждает выводы о упрочении структуры изделий, выработанных с применением предварительной гигротермообработки.

Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделийТаблица 3

Реологические характеристики претерпевают значительное изменение в процессе дальнейшей сушки, при этом различаются два периода (1 период соответствует постоянной скорости сушки, 2 - убывающей скорости). В первый период все реологические характеристики остаются неизменными, а при влажности W = 33,2 близкой к значению критической влажности, основные структурно-механические показатели начинают возрастать. С влажности 33,2 начинается приближение значения модуля упругопластических деформаций Е к величине условного модуля упругости Е, при этом происходит затухание пластических деформацией изделия в основном приобретают упругие свойства.

На рис. 4 приведены кривые изменения максимального напряжения макаронной трубки в процессе сушки. Кривые имеют два характерных участка. Точка перегиба лежит на границе перехода от первого ко второму периоду сушки, которая в то же время соответствует переходу от пластического состояния вещества к упругому. В опытах начальная влажность и максимальное напряжение сжатия изделий одинаковы W = 45 %, m ах = 105 кПа. В результате гигротермообработки происходит увлажнение изделий до W = 54,6 % и при этом максимальное напряжение сжатия увеличивается до m ах = 200 кПа. Уже с этого момента разница между значениями величин максимального напряжения сжатия изделий, подвергнутых гигротермообработке и без нее, равна 100 кПа, а к концу сушки при W = 16% эта разница возрастает до 750 кПа,

Точки перехода от прямого участка к криволинейному не совпадают ни по значению влажности, ни по величине максимального напряжения сжатия. Переход в упругое состояние у макарон, подвергнутых гигротермообработке, происходит с опережением (на 4 – 5 %) по сравнению с изделиями без обработки. Из приведенных графиков следует, что гигротермообработка изделий приводит к их существенному упрочнению. В процессе сушки многие материалы, в том числе и макароны уменьшают свои размеры, т.е. происходит усадка. При неправильном ведении процесса сушки макаронные изделия растрескиваются. Причиной последнего является неравномерная усадка слоев высушиваемого материала. Интенсифицированные режимы сушки макарон лимитируются их усадкой.

Гигротермообработка приводит к упрочнению структуры макаронных изделий, вызванному денатурацией белков. В свою очередь денатурация белков способствует уменьшению размеров материала. Но гигротермообработка увеличивает массу вещества за счет увлажнения изделий. Этим объясняется неизменность размеров макаронных изделий, подвергающихся обработке паром.

Рис. 4. Кривые изменения максимального напряжения сжатия макаронной трубки в процессе сушки:

1 - без гигротермообработки; 2 – с двухминутной гигротермообработкой

Однако в процессе сушки характер усадки макаронной трубки гигротермообработанных макарон отличен от усадки обычо приготовленных. По данным экспериментов установлены коэффициенты линейной усадки для двух периодов сушки и , относительная усадка δ, коэффициенты объёмной усадки β и объёмная усадка δ. Сравнивая значения коэффициентов линейной и объемной усадки макаронных изделий без гигротермообработки и с ней, видно, что обработка паром способствует снижению коэффициента линейной усадки. Коэффициент объемной усадки также уменьшается с применением гигротермообработки. Такое изменение линейной и объемной усадки в связи с применением гигротермообработки позволяет вести сушку макаронных изделий при «жестком» режиме, так как возможность появления трещин снижается.

Но опасность возникновения трещин все-таки остается, и особенно во второй стадии сушки. В качестве критерия для оценки опасности трещинообразования можно принять критерий Кирпичева:

K (3)

где - поток массы;

Определяющий размер;

Среднее влагосодержание, соответствующее критерию Фурье

Важно отметить, что при обычном методе сушки максимально допустимое значение массообменного критерия Кирпичева для макарон составляет около 0,6. Применение предварительной гигротермообработки способствует увеличению прочности и приводит к тому, что изделия способны выдержать более высокие касательные напряжения. Поэтому максимально допустимое значение массообменного критерия Кирпичева для макарон, прошедших предварительную гигротермическую обработку, возрастает до 1,3, что говорит о снижении возможности образования трещин.

Как видно из полученных данных, гигротермообработка оказывает существенное влияние на структурно-механические характеристики макарон.

Изменение структурно-механических показателей в упрочнение структуры изделий являются одним из основных факторов интенсификации сушки изделий, подвергнутых предварительной гигротермической обработке, изделия становятся "восприимчивыми" к ведению "жесткого" режима сушки.

МАССООБМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И РАВНОВЕСНАЯ И КРИТИЧЕСКАЯ ВЛАЖНОСТИ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Кинетика переноса массы вещества во влажных материалах определяется разностью потенциалов массопереноса. Молекулярно-кинетическая теория явлений тепломассопереноса предполагает, что в изотермических условиях плотность потока влаги прямо пропорциональна градиенту потенциала массопереноса:

q кг/мч, (4)

где - градиент потенциала массопереноса, ;

Коэффициент массопроводности, определяющий способность влажного материала к переносу влаги при величии градиента потенциала, кг/м.ч.;

Градус массообменный.

Так как термодинамический потенциал массопереноса в изотермических условиях является однозначной функцией влагосодержания, то градиент потенциала массопереноса можно выразить через градиент влагосодержания:

где - градиент влагосодержания кг·влаги/кг·СВ·м;

Удельная влагоёмкость влажного тела, кг·влаги/кг·СВ·;

С учетом формулы (5) основной закон изотермической массопроводности можно представить в таком виде:

q (6)

де - плотность абсолютно сухого тела, кг·СВ/м ;

Коэффициент внутреннего массопереноса (зависит от температуры и влагосодержания), характеризующий свойства тела в отношении интенсивности развития полей потенциала массопереноса или инерционную способность тела к внешним водным возмущениям.

Следовательно, интенсивность сушки в основном зависит от коэффициента внутренней диффузии влаги. Проведено аналитическое определение коэффициента внутреннего массопереноса из кривых сушки и скорости сушки по следующей формуле:

(7)

где R – характерный размер тела, м;

Скорость сушки, %/м;

Коэффициент внешнего массообмена, м/ч.

Равновесная влажность, кг/кг.

(Для макаронной трубки, если R = 3,5 мм, = 2,25 мм, соотношение = 0,625 мм)

Характер изменения коэффициента внутренней диффузии влаги при сушке с гигротермической обработкой и без нее аналогичен. В первый период сушки он остается постоянным, а в период падающей скорости сушки он незначительно изменяется, но уменьшается в 2 раза по абсолютной величине,

В период постоянной скорости влага будет перемещаться в виде жидкости (избирательная диффузия осмотически-удержанной влаги), температура материала будет постоянна и равна температуре мокрого термометра.

При достижении на поверхности материала первой критической точки, соответствующей гигроскопической влажности, скорость сушки начнет уменьшаться, а перемещение адсорбционно-связанной влаги внутри материала в основном будет происходить в виде пара. Следует отметить, что во второй период скорость убывает по линейному закону, эта закономерность находится в соответствии с изменением коэффициента внутренней диффузии в этот период сушки. Коэффициент внешнего влагообмена меняется аналогично. На рис.5 показана диаграмма изменения коэффициентов внешнего влагообмена и внутреннего массопереноса для макаронных изделий, подвергнутых предварительной гидротермической обработке и высушенных по обычно принятой технологии. Эти коэффициенты как в первом, так и во втором периодах больше у изделий, прошедших предварительную гигро-термообработку, что еще раз свидетельствует об интенсификации процесса сушки.

Рис. 5. Диаграмма изменения коэффициентов внешнего влагообмена и внутреннего массопереноса a m макаронных изделий при введении гигротермической обработки:

1,2 - сушка макаронных изделий соответственно без термообработки и с термообработкой

В табл. 4 приведены значения коэффициентов внешнего влагообмена и внутреннего массопереноса для различных режимных параметров гигротермообработки и сушки. Коэффициенты внутренней диффузии и внешнего влагообмена зависят от продолжительности от гигротермообработки и от параметров режима сушки.

Таблица 4

Параметры гигротермообработки				Влагокоэффициенты макаронных изделий

Из данных табл.4 видно, что наибольшие величины этих коэффициентов наблюдаются при 2-х минутной гигротермообработке. Коэффициенты внешнего влагообмена внутренней диффузии уменьшаются при увеличении относительной влажности воздуха, снижении температуры и скорости сушильного агента.

Равновесная и критическая влажность макаронных изделий. Методом аналитической обработки кривых сушки и скорости сушки были получены значения равновесной и критической влажности макаронных изделий (рис. 6).

Следует подчеркнуть, что термообработка приводит к некоторому снижению равновесной влажности готовой продукции. Этот фактор имеет практическое значение, свидетельствуя о повышении стойкости макаронных изделий при хранении.

Рис. 6. График влияния термической обработки на первую критическую точку W

и равновесную влажность W

В дополнение к полученным результатам исследовано влияние термической обработки на первую критическую влажность макаронных изделий (см. рис. 6). Иp графика видно, что первая критическая влажность у изделий, подвергнутых предварительной гигротермообработке, повышается (особенно при 2-х минутной обработке). Это важно для практической технологии, так как с этой точкой связан переход от пластического состояния вещества к упругому. Первая критическая точка смещается в сторону увеличения у изделий, приготовленных по новой технологии.

УСТАНОВКА ДЛЯ СУШКИ МАКАРОННІХ ИЗДЕЛИЙ ПО НОВОЙ ТЕХНОЛОГИИ И ОБОСНОВАНИЕ ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ ВНЕДРЕНИЯ НОВОГО СПОСОБА СУШКИ

В настоящее время известны сушилки для подвесной сушки длинных макаронных изделий. К ним относятся сушилка в линии "ЛМБ" и зарубежные - фирм Braibanti (Италия) и Buhler (Швейцария). Эти сушилки непрерывного действия снабженные камерами сушки предварительной, окончательной, стабилизацонной. Сушка длинных трубчатых изделий на этих установках ведется при "мягких", трехступенчатых пульсирующих режимах, с длительной затратой времени (18-24 часа) на сушку. Кроме того перечисленные сушилки громоздки, длина их достигает 30-45 м.

В связи с применением предварительной гигротермооботки перед сушкой и кондиционированием в конце ее, возникла необходимость создания конструкции сушилки, включавшей новые технологические операции.

На рис.7 представлена схема установки для сушка длиннотрубчатых макаронных изделий в подвесном состоянии. Установка состоит из камер: предварительной гигротермообработки, отлежки, сушилки, кондиционирования, переходной воны и камеры для стабилизации высушенных изделий. Сушильная установка снабжена воздухоподводящей камерой и устройствами для подачи пара. Бастуны с полуфабрикатом после пресса поступают в камеру предварительной гигротермообработки, где в течение 2 мин подвергаются воздействию смеси воздуха и пара. Затем изделия попадают в камеру отлежки, после которой направляется в сушильную камеру, где перемещаются по ярусам снизу вверх. При достижении изделиями верхнего яруса влажность их достигает 13 %. Для снятия внутренних напряжений высушенные изделия направляются в камеру кондиционирования где в течение 1-2 мин происходит их увлажнение до влажности 16 % в паровоздушной среде. После стадии кондиционирования изделия подаются в стабилизационную камеру, в которой они остывают и высыхают до стандартной влажности 13 %.

Длительность процесса гигротермической обработки и сушки макаронных изделий для различных сортов муки в предлагаемой сушильной установке достигает 8 - 10 часов. Таким образом, применение новой технологии приготовления длиннотрубчатых макаронных изделий позволяет сократить продолжительность процесса сушки в 3 раза; применить «жесткие», постоянные параметры сушильного агента; сократить габаритные установки; улучшить качество продукции.

Рис.7. Схема сушильной установки

1, 2, 3, 4, 5, 6 - камера соответственно гигротермообработки; отлежки, сушки, переходной зоны, кондиционирования, стабилизации высушенных изделий; 7 - отверстие для выгрузки готовых изделий; 8 - камера для подвода воздуха; 9 - устройство для подачи пара; 10 - отверстие для загрузки изделий

Обоснование целесообразности внедрения нового способа сушкм. В табл. 5 представлено сравнение технических характеристик существующей линии ЛМБ и реконструируемой по новому методу.

Из данных табл. 5 следует, что внедрение нового метода сушки позволяет значительно сократить продолжительность сушки и уменьшить габариты сушильной установки (по длине) в 2 раза.

Таблица 5

Разработанная сушильная установка позволяет разместить современную автомати -ческую линию по производству макарон в действующих макаронных фабриках при их реконструкции.

Другие преимущества внедрения нового метода сушки заключаются в следующем:

Устраняются обрывы в начальной стадии сушки благодаря существенному упрочнению структуры сырых заготовок (практически исключены завалы сушильных установок обрывами прядей при подвесной сушке изделий из слабой муки);

Улучшается вкус изделий (очевидно, в результате жесткого режима сушки происходит реакция меланоидинообразования); повышаются, по сравнению с обычными макаронами кулинарные свойства: они быстрее развариваются, при длительном пребывании в кипящей воде изделия сохраняют свою индивидуальность; сокращается количество всех экстрактивных веществ, переходящих в варочную воду.

За счет снижения длительности технологического процесса (в 3 раза) можно увеличить объём выпускаемой продукции с единицы сушильной площади за сутки также в 3 раза. Так как занимаемая площадь под новую линию будет в 2 раза меньше площади, необходимой для установки линии ЛМБ, представляется возможным размещение 2-х новых линий, реализующих процесс сушки по предложенному методу. В связи с этим выпуск продукции возрастает в 6 раз. Однако применение нового метода сушки на основе гидротермической обработки приводит к некоторому увеличении расхода пара в час, но в целом этот экономический показатель в пересчете на общую продолжительность сушки сократится с 5750 до 2790 кг. Расход воздуха за весь период сушки также снизится на 52000 м³.

Таким образом, себестоимость макарон уменьшится за счет снижения амортизационных отчислений расхода воздуха, электроэнергии и пара.

Анализ литературных источников показывает, что в настоящее время наметилось два направления в интенсификации процесса суши макаронных изделий:

Предварительная гидротермическая обработка полуфабриката перед сушкой;

Внесение в макаронное тесто поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Следует отметить, что наибольшее распространение пожучил первый метод интенсификации процесса сушки.

В МТИПП разработана технология непрерывного процессе сушки при "жестком" режиме длиннотрубчатых макаронных изделий, отличающихся применением с использованием предварительной гигротермической обработки и кондиционирования изделий.

Установлено, что гигротермообработка сырых изделий в сочетании с другими технологическими факторами сушки существенно улучшает совокупность показателей качества готовых макаронных изделий, прочность и структура излома, внешний вид и их кулинарные свойства.

На основании разработанных технологических режимов гигротермообработки, сушки и кондиционирования макаронных изделий предложена схема новой сушильной установки в которой процесс сушки сокращается до 8-9 часов при улучшении технологических и структурно-механических свойств готовых изделий.

За счет снижения продолжительности технологического процесса в 3 раза представляется возможным увеличить объем выпускаемой продукции с единицы сушильной площади за сутки также в 3 раза, а себестоимость макарон уменьшить за счет снижения амортизационных отчислений: расхода воздуха, пара и электроэнергии.

ЛИТЕРАТУРА

1. Таранов И.Т. Конвективные многостадийные режимы сушка макарон в плоских кассетах. "Харчова Промисловисть". К., 1973. 2, с.42-46.

2. Чернов М.Е., Поляков Е.С., Буров Л.А., Савина И.М. Сушка макарон в качающихся, вращающихся, цилиндрических кассетах. (Информация). ЦИНТИпищеиздат, М.,1971.

3. Калошина Е.Н., Демченкова Э.А., Дивцивадзе Г.В. Влияние различных методов термической обработки на качество макаронных изделий.Сб. научн.трудов ЗИСТ каф. "Товароведение пищевых продуктов". М.,1973.

4. Гинзбург А.С, Калошина Е.Н. Исследование кинетики сушки длинных трубчатых макаронных изделий. "Хлебопекарная и кондитерская промышленность". "Пищевая промышленность" 1, 24-25, М., 1973.

5. Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. Изд-во "Пищевая промышленность", М.,1973.

6. Калошина Е.Н. Исследование процесса сушки длинных трубчатых макаронных изделий. Дисс. на соискание уч. степени к.т.н., М.,1973.

Сырые макаронные изделия - удобная среда для протекания различных биохимических и микробиологических процессов. Для предотвращения развития этих процессов изделия подвергают консервированию обезвоживанием - сушке до влажности не более 13%.

Сушка макаронных изделий - наиболее длительная стадия процесса их производства. От правильности ее проведения во многом зависят такие показатели качества готовой продукции, как прочность, стекловидность излома, кислотность. Очень интенсивное удаление влаги может привести к растрескиванию изделий, чрезмерно длительная сушка на первой стадии удаления влаги - к закисанию изделий, а при сушке в слое - к образованию слитков, к деформированию продукта.

Сушка макаронных изделий осуществляется конвективным способом, который основан на тепло - и влагообмене между высушиваемым материалом (сырые изделия) и нагретым сушильным воздухом, который обдувает изделия. Процесс сушки заключается в подводе влаги, находящейся внутри изделия, к его поверхности, превращении влаги в пар и удалении пара с поверхности изделия. По такой схеме происходит удаление осмотически связанной влаги. Адсорбционно связанная влага превращается в пар внутри материала и в виде пара перемещается к поверхности.

В схеме сушки макаронных изделий на линиях Pavan сырой продукт, как уже упомяналось, попадает в трабатто, который предназначен для первичной обработки (подсушки) продукта.

Трабатто представляет собой каркас из углеродистой стали, на котором установлены блок привода виброплоскостей, нагревательно-вентиляционный блок и устройство отвода влажного воздуха.

Продукт, выйдя из предварительной вибросушилки (трабатто), при помощи чашечного элеватора направляется в предварительную сушилку (TR 51) и равномерно распределяется там по поверхности ленты верхнего уровня. Затем продукт проходит далее и постепенно заполняет ленты на всех уровнях, причем направление движения ленты по мере прохождения продукта по сушилке меняется на противоположное. Вариатор скорости позволяет задавать оптимальную скорость для каждого формата макарон. При прохождении через сушилку продукт падает с ленты одного уровня на ленту другого; этим достигается постоянное перемешивание, что препятствует склеиванию и способствует лучшей обдувке изделий воздухом, который подается в сушилку принудительно. На всех уровнях сушки продукт подвергается интенсивной вентиляции. Воздух подается от мощных вентиляторов и нагревается, проходя через специальные нагревательные элементы (батареи). Температура воздуха в сушилке поддерживается на уровне 75…80?С, относительная влажность - 80…90%. Обильная подача тепла и вентиляции позволяет резко сократить влагосодержание в макаронных изделиях за 25 - 40 мин.

Высушенный до влажности 18…19% продукт чашечным элеватором загружают в окончательную сушилку (TR 56) и равномерно распределяют по всей ширине ленточного транспортера. Высота слоя загрузки меняется в зависимости от формата, а рекомендуемая нормативная высота - около 50…60 мм на первой плоскости (верхней) и не более 160…170 мм на последней (нижней). Время нахождения продукта в окончательной сушилке может достигать 5 ч. Структура сушилки - модульного типа. Каждый модуль имеет нагревательную батарею, блок вентиляторов, электроклапаны перекрывания горячей воды и устройства для вывода воздуха.

Сушилка втягивает воздух с выхода последней плоскости (самой нижней) и выталкивает его на входе макаронных изделий на первую плоскость (самую верхнюю). Таким образом удается получать на выходе из сушилки не слишком горячий (35…40?С) и уже почти полностью стабилизировавшийся продукт. Влажность продукта на верхнем ярусе сушилки составляет 18…19% и 13…14% - на пятой плоскости, таким образом, она понижается на один процент на каждой последующей плоскости сушилки.

На производственной линии Tecalit используют сушилку «TDU 1800», которая состоит из трех элементов: верхняя часть сушки, нижняя часть сушки и последний уровень - стабилизация, где температура достигает 40 - 45?С.

Сушилка получает продукт прямо из трабатто, который посредством кольцевого элеватора и вибросита отправляется на первый уровень верхней части сушки. Вибросито - это соединение сброса кольцевого элеватора и загрузки сушилки. Вибросито состоит из вибрирующего уровня, который при помощи двух вибраторов позволяет распределение и проход продукта. Оно также включает в себя ручную регулировку, которая при необходимости закрывает подачу макарон в сушилку во избежание чрезмерного выделения влаги из сушилки.

В зоне входа макарон в сушилку расположен компрессор, который собирает весь воздух на выходе трубы загрузки и передает ее на вентиляторы верхней части. Продукт проходит предварительную сушку и сушилку за 5 - 7 ч. По протяжении этого времени продукт вентилируется и нагревается для выпаривания воды. Все это проходит автоматически и полученный продукт достигает влажности 12,5 - 12%.

Если на линиях Pavan на каждом ярусе сушилки установлена своя температура, то на линии Tecalit - одна температура на всех уровнях.

В тот момент, когда вентиляторы включены, макароны сушатся, а когда выключены - отволаживаются. Вентиляторы работают в жестком и мягком режимах. Жесткий режим - это когда вентиляторы разгоняют воздух против потока макарон, а мягкий - когда по направлению движения макаронных изделий.

Таким образом, высушивание заканчивается по достижении влажности 13,5…14%, чтобы после остывания перед упаковкой влажность их составляла не более 13%.

Сырые макаронные изделия – удобная среда для протекания различных биохимических и микробиологических процессов. Для предотвращения развития этих процессов изделия подвергают консервированию обезвоживанием – сушке до влажности не более 13%.

Сушка макаронных изделий – наиболее длительная стадия процесса их производства. От правильности ее проведения зависят такие показатели качества готового продукта, как прочность, стекловидность излома, кислотность. Очень интенсивная сушка может привести к растрескиванию изделий; чрезмерно длительная, а также недосушка – к их закисанию, а при сушке в слое - к образованию слитков и деформированию. Высушивание заканчивают по достижении влажности 13,5-14%, чтобы после охлаждения их влажность составляла не более 13%.

В уплотненном макаронном тесте и сырых изделиях большая доля влаги связана осмотически. При сушке происходит удаление адсорбционно и осмотически связанной влаги, причем сначала удаляется менее прочносвязанная осмотическая влага, а затем как более прочносвязанная адсорбционная. В первую очередь происходит удаление влаги, связанной крахмалом, а затем обезвоживаются белки. Тесто при высушивании крайне медленно отдает влагу, поэтому для управления процессом обезвоживания необходимо учитывать всю совокупность свойств макаронного теста.

Существует две причины, по которым влага удаляется из изделий :

1) разница температур между высушиваемым материалом и окружающей средой

2) разница во влажности между внешними и внутренними слоями изделий.

Способы удаления влаги:

1) контактный- макаронные изделия помещают на предварительно нагретую поверхность, изделия нагреваются и происходит удаление влаги.

2) конвективный – основан на тепло- и влагообмене между высушиваемым материалом (сырые макаронные изделия) и нагретым сушильным воздухом, который обдувает изделия. Процесс сушки заключается в подводе влаги, находящейся внутри изделия, к его поверхности, превращении влаги в пар и удалении пара с поверхности изделия. По такой схеме происходит удаление осмотически связанной влаги. Адсорбционно связанная влага превращается в пар внутри изделия и в виде пара перемещается к поверхности.

3) радиацией , т.е. переносом энергии от излучателя, нагретого до высокой температуры, к изделию путем магнитных колебаний.

4) сублимация – сушка предварительно замороженного продукта с удалением льда в глубоком вакууме.

В большинстве случаев сушка макаронных изделий осуществляется конвективным способом .

При сушке макаронных изделий конвективным способом нагретый сушильный воздух выполняет следующие функции:

Отдает материалу энергию (теплоту), необходимую для превращения воды в пар

Поглощает испаряющийся с поверхности изделий пар

Отводит от поверхности изделий испарившийся пар.

Поэтому, чем выше температура воздуха, тем интенсивнее происходит испарение влаги из материала; чем ниже его влажность, тем интенсивнее он будет поглощать испаряющуюся влагу. Также интенсивность высушивания зависит от скорости движения воздуха над материалом: чем выше скорость воздуха, тем быстрее отводится от материала испарившаяся влага.

Режимы конвективной сушки в зависимости от температуры воздуха:

1) традиционные низкотемпературные режимы – t сушильного воздуха не превышает 60 0 С

Сушка макарон в шкафных бескалориферных сушилках типов ВВП, 2ЦАГИ-700, «Диффузор».

Сушка короткорезанных изделий в паровых конвейерных сушилках типов КСК-4Г-45 и КСК-4Г-90.

Сушка длинных изделий подвесным способом в сушилках автоматизированных поточных линий Б6-ЛМВ, Б6-ЛМГ.

Основной недостаток традиционных низкотемпературных режимов сушки – большая продолжительность процесса сушки.

2) высокотемпературные режимы - температура воздуха на определенном этапе сушки достигает 70-90 0 С.

3) сверхвысокотемпературные режимы - t сушильного воздуха превышает 90 0 С

Режим сушки –это совокупность параметров сушильного воздуха (t, w скорость), длительность сушки, наличие периодов сушки и отволаживания, их длительность и частота чередования.

Идеальным режимом сушки является такой, при котором внутренний массооперенос влаги не будет отставать от влагоотдачи с поверхности изделий. Однако осуществить такой режим сложно, т.к. процесс сушки очень замедляется, что может вызвать закисание продукта. Для ускорения процесса сушки и получения изделий хорошего качества в начальный период (при влажности теста до 20%) их сушат при жестких режимах, т.е. при интенсивной обдувке воздухом с высокой сушильной способностью. Затем, во избежание растрескивания, высушивание ведут при более мягких режимах, когда влага медленно удаляется воздухом с низкой сушильной способностью. Особенно осторожно нужно вести этот процесс на последних этапах сушки, когда влажность изделий ниже 16%. Практически эти условия соблюдаются при сушке изделий в сушилках поточных линий, где процесс разделен на 2 этапа –предварительную и окончательную сушку.

Режимы сушки в зависимости от сушильной способности воздуха:

1) трехстадийный или пульсирующий – состоит из 3 этапов:

a) предварительная сушка – длится от 30 мин до 2 ч. В течение этого времени испаряется от 1/3 до 7% влаги, которую необходимо удалить из изделий. Процесс ведут при жестких режимах, т.к. тесто пластично и нет опасности растрескивания. Цель этой стадии – ускорить сушку, стабилизировать форму сырых изделий, предотвратить их вытягивание, плесневение и закисание.

Тесто, выходящее из камеры предварительной сушки, должно иметь влажность не ниже 20%. Образовавшаяся на поверхности корочка может вызвать растрескивание продукта при дальнейшей сушке, поэтому для ее размягчения изделия направляют на отволаживание.

b) отволаживание – обдувка горячим воздухом с относительной влажностью 90-100%. При этом испарения влаги с поверхности практически не происходит, а подведенное тепло расходуется на прогрев изделий, выравнивание влажности во внутренних и наружных слоях макаронной трубки.

c) окончательная сушка – ведут при мягких режимах, т.к. изделия приобретают упругие свойства, и скорость испарения влаги с их поверхности должна быть соизмерима со скоростью ее подвода из внутренних слоев, к наружным. На этом этапе последовательно чередуют процессы сушки и отволаживания, причем отношение продолжительности сушки к времени отволаживания составляет примерно 1:2,5.

Подобный способ применяют для сушки длинных изделий в подвесном состоянии в автоматических поточных линиях ЛМБ, Б6-ЛМГ и в линиях зарубежных фирм «Паван», «Брайбанти». Все эти линии состоят из пресса, саморазвеса, сушилок для предварительной и окончательной сушки, камеры стабилизации и установки для съема изделий с бастунов.

Параметры сушильного воздуха в предварительной сушилке – t=35-450С, w= 65-75%. Окончательная сушилка представляет собой тоннель, разделенный по длине на зоны сушки и зоны отволаживания. В зонах сушки установлены калориферы для подогрева воздуха и вентиляторы. Температура воздуха в зоне окончательной сушки 35-45 0 С, w= 70-85%. По высоте тоннель окончательной сушилки разделен на несколько ярусов, по которым последовательно проходят бастуны с изделиями, пересекая поочередно зоны сушки и отволаживания.

2) сушка воздухом с постоянной сушильной способностью

При таком режиме параметры воздуха остаются от начала до окончания сушки примерно постоянными (t=35-45 0 С, w= 65-75%). Крупный недостаток этого режима в том, что сушку приходится вести при высокой сушильной способности воздуха. Такой режим возможно применить для изделий, самых стойких к деформации: суповых засыпок и короткорезаных изделий. Сушка происходит в более короткий срок, их размеры меньше, они лучше поддаются всесторонней обдувке при пересыпании.

Этот способ применяют на фабриках для сушки макарон в кассетах в бескалориферных сушилках типа ВВП, «Диффузор», 2ЦАГИ-700. Продолжительность сушки 20-24 ч.

3) сушка воздухом с изменяющейся сушильной способностью

Применяется в ленточных конвейерных паровых сушилках непрерывного действия, используемых для сушки короткорезаных изделий, типа ПКС-20, ПКС-40, КСА-80, СПК-45, СПК-90. Сушилки представляют собой камеру, внутри которой один над другим располагаются 5-5 транспортеров с изделиями, движущихся в противоположных направлениях. При этом продукт последовательно пересыпается с верхних лент на нижние и обдувается воздухом, нагреваемым в калорифере. Продолжительность сушки 30-90 мин в зависимости от размеров изделий. Свежий воздух подогревается нижним калорифером до 50-60 0 С и имеет влажность 15-20%. Проходя через слой изделий на нижней ленте, воздух отдает часть тепла и увлажняется. Поднимаясь вверх, он подогревается вторым калорифером до той же температуры, проходит слой изделий на второй ленте и т.д. В результате, на выходе из сушилки его температура достигает 40-50 0 С, а относительная влажность – 50-60%, т.е. сушка ведется воздухом с изменяющейся сушильной способностью.

Для смягчения режима сушки и повышения качества изделий устанавливают последовательно 2 сушилки, первая выполняет роль предварительной, другая – окончательной. Общая продолжительность сушки 1-3 ч, в том числе в предварительной камере 0,5 ч. Аналогичный режим используется в автоматических поточных линиях для сушки коротких изделий.

4) сушка с предварительной термообработкой сырых изделий

Такая сушка заключается в обдувке трубчатых изделий поровоздушной смесью с температурой 95-98 0 С и относительной влажностью 95% в течение 2 мин и короткорезаных изделий сухим паром с температурой 120-180 0 С в течение 30 сек с последующей сушкой, при постоянной сушильной способности воздуха.

Такая обработка изделий перед сушкой значительно сокращает процесс обезвоживания, т.к. позволяет применять жесткие режимы сушки без опасения появления трещин. При этом протекает два взаимосвязанных процесса: тепловая денатурация и клейстеризация крахмала.