На нашем интернет портале море информации по пищевой
и перерабатывающей промышленности, АПК и пищевой тематике
» » Формование макаронных изделий

Формование макаронных изделий

Ныне известны два способа формования макаронных изделий: прессование и штампование.

Производство штампованных изделий включает прессование ленты, из которой затем штампуются изделия сложной формы. Таким образом прессование— универсальный метод формования почти всего обширного ассортимента макаронных изделий.

Для формования макаронных изделий применяются шнековые прессы непрерывного действия, неотъемлемой конструктивной частью которых являются установки для непрерывного приготовления теста — тестосмесители.

Компоненты теста с помощью специальных устройств в строго определенных количествах непрерывно дозируются в месильную камеру тестосмесителя. Здесь образуется тесто, которое затем через разгрузочное отверстие поступает в шнековую камеру пресса. Там оно подвергается интенсивному механическому воздействию со стороны винтовой лопасти шнека, постепенно уплотняется, освобождается от включений воздуха, становясь плотной, упруго-пластичной и вязкой массой. Сформировавшееся в шнековой камере тесто нагнетается в небольшое предматричное пространство, заканчивающееся прессовой матрицей, через отверстия которой и выпрессовывается благодаря давлению, созданному в шнековой камере. Это давление развивается вследствие сопротивления формующих отверстий матрицы истечению крутого макаронного теста. Давление зависит от влажности и температуры теста, скорости прессования, площади живого сечения отверстий и их конфигурации, характера истечения теста через отверстия и ряда других взаимосвязанных факторов.

Форма изделий, получаемых прессованием, зависит от конфигурации поперечного сечения формующих отверстий матрицы. Встречаются в основном два вида отверстий: сплошные и с вкладышами, хотя каждый из них представлен огромным разнообразием конфигураций.

Сплошные отверстия дают ните- и лентоподобные, а отверстия с вкладышами— трубчатые изделия. Вкладыши своими заплечиками (у одних заплечики в форме перьев, расположенных под углом 120°, у других Т-образные) опираются на стенки конического отверстия матрицы. Длина спрессованных нитей и трубочек может быть бесконечно большой, поскольку прессование шнеком осуществляется непрерывно. Нити режутся на части в соответствии с видом изделия с помощью специальных резательных механизмов. Таким образом, основным рабочим органом макаронного пресса, определяющим тип и вид макаронных изделий, является матрица.

Характерная особенность современной техники макаронного производства -— широкое использование и внедрение поточных линий, объединяющих в единый комплекс все технологические операции, начиная от пуска сырья в производство и кончая отправкой на склад готовой продукции, упакованной в различную тару. На отдельных участках этих линий осуществляются автоматическое регулирование процессов и управление ими.

Качество сырых изделий. Сформованные макаронные изделия в сыром виде должны отвечать следующим требованиям:

иметь гладкую, чуть матовую, но не грубошероховатую, однородную, ровную поверхность без надрывов, заусенец, бугристости и т. д.;

иметь приятный желтый, кремовый или беловато-желтый цвет, ровный и однородный по всей поверхности, без пятен и потеков (от капелек конденсата на металле машины), коричневых и черных крапинок и точек (следов отрубей, оболочек дикого горошка, куколя и т. п.), не темнеть и не приобретать серовато-коричневых оттенков во время разделки и сушки;

иметь хорошую упругость и некоторую эластичность, стойко сохранять приданную им форму, не мяться, не крошиться и не рваться при разделке (резке и раскладке);

не размягчаться заметно при длительном стоянии и в начале сушки; не слипаться и не склеиваться при раскладке; не образовывать после сушки плотных лепешек или слитков, не распадающихся при легком похлопывании рукой;

не иметь следов слишком неравномерной скорости обработки (выпуклые кольца на макаронах);

не иметь на поверхности следов чрезмерной подсушки при обдувке в виде кольцевых трещин на макаронах и т. п.

Размеры, форма и толщина стенок изделий должны соответствовать стандарту.

Макароны и другие прессованные изделия должны выдерживать, не обрываясь и не вытягиваясь заметно, собственную массу нити (пряди) длиной до 1,5—2 м.

Сырые заготовки в изломе должны иметь стекловидный вид, не содержать мучнистых включений и включений пузырьков воздуха.

Технологические основы прессования теста. Область технологического применения прессования обширна. Можно указать сотни изделий и продуктов, получаемых этим методом.

В современных прессах непрерывного действия нагнетание теста в пред- матричное пространство осуществляется при помощи одного или двух шнеков. Встречаются прессы с одним и реже— с двумя параллельными шнеками, подающими тесто из шнековой камеры в небольшое пространство, заканчивающееся матрицей. Были предложены и другие способы нагнетания теста. Непрерывно подавать тесто к матрице можно при помощи пары нагнетающих вальцов или посредством коловратного или шестеренчатого насоса. Предложены конструкции прессов, в которых нагнетание осуществляется спаренными шнеками, приведенными в зацепление один с другим. Однако применение пока получили лишь обычные шнековые прессы.

В прессах с вакуумной обработкой теста (ЛПЛ, ЛМБ) шнеки снабжены цилиндрической шайбой, которая делит шнековый канал на две части: форкамеру (камеру предварительного прессования) и вакуум-камеру.

При замешивании непременным компонентом теста является воздух. Он заполняет все пустоты и промежутки, образовавшиеся в крошкообразной массе теста; размеры пузырьков и воздушных включений при прессовании постепенно уменьшаются в связи с непрерывным повышением давления прессования и вакуумирования. Однако полного удаления воздуха достигнуть не удается. Наличие в тесте даже мельчайших вкраплений воздуха наносит ущерб качеству готовых изделий. При сушке вследствие усадки уменьшаются линейные размеры изделий. Воспринимая линейное сокращение материала, пузырьки воздуха уменьшаются в объеме и резко повышают давление, нередко разрушая структуру поверхностного слоя изделия.

Тесто, обработанное в вакууме, становится более плотным и такому разрушению не подвергается. Вакуумирование теста обусловливает улучшение макаронных изделий по всем показателям. Они становятся более стекловидными в изломе, имеют характерный желтоватый цвет. Изделия, изготовленные на шнековых прессах без вакуумирования, легко отличить. На их поверхности иногда заметны белесоватые точечки, образованные мельчайшими пузырьками воздуха, имеющими другой угол отражения лучей видимого света. Важное значение для качества макаронных изделий приобретает сохранение в них естественного цвета муки — желто-кремового оттенка, придаваемого им пигментами муки, каротиноидами. Последние, как известно, крайне нестойки, быстро окисляются под воздействием кислорода воздуха и соответствующих ферментов. Вакуумирование теста — это один из способов торможения разрушения каротиноидов. С его помощью из реакции окисления исключается один из важных реагентов — кислород. Вакуумирование теста было бы более эффективным, если бы оно осуществлялось и на стадии приготовления, а не только в момент прессования теста.

Экспериментально доказано, что вакуумирование примерно на 20% повышает прочность макаронных изделий, их устойчивость при хранении и перевозках. На производстве сокращается количество обрывов и лома. Снижаются потери сухих веществ в варочную воду. Отмечено улучшение качества макаронных изделий и по другим показателям.

Адгезия. Степень шероховатости изделий зависит от многочисленных факторов, главнейшим из которых являются условия контакта адгезива и субстрата. В этой связи большое значение имеет состояние поверхности контактирования. Повышенная шероховатость поверхности увеличивает действительную площадь соприкасания.

Различают два вида адгезии: адгезию, вызываемую межмолекулярными силами притяжения, и механическую адгезию, обусловливаемую проникновением адгезива в поры субстрата. В производстве макарон встречается в основном второй вид прилипания, проявляющийся в том, что тесто, проникшее в поры стенки формующего канала, удерживается около них в виде сплошного элементарного неподвижного слоя. От прилипшего к стенкам канала неподвижного элементарного слоя непрерывно отрываются соприкасающиеся слои тестового потока. По месту этого отрыва на поверхности изделия возникают трещинки большего или меньшего размера, в зависимости от упруго-пластичных свойств теста. Трещинки образуются непрерывно, накладываясь на поверхность изделия одна за другой и сообщая изделию шероховатый вид. Пластичное тесто обладает заметными остаточными деформациями. Благодаря им образуется более гладкая поверхность изделия, поскольку трещины успевают затянуться тестом. Однако при высокой скорости прессования даже из очень пластичного теста все же получаются шероховатые изделия, поскольку трещины не успевают заплывать тестом. Точно так же будет вести себя грубое, малоэластичное тесто. Даже при невысокой скорости прессования оно может дать грубо- шероховатые изделия.

Большое влияние на образование трещин и последующее их затягивание тестом оказывает характер отрыва теста от поверхности канала. При прессовании в большинстве случаев наблюдается когезийный отрыв тестового потока от прилипшего элементарного слоя, т. е. отрыв, при котором разрушение связей происходит в объеме одного тестового потока. Такой отрыв свойственен вязкому течению вещества. Реже встречается так называемый адгезийный разрыв связей, когда наблюдается полное разделение двух разнородных поверхностей. При прессовании макаронного теста такой разрыв связей подобен полному скольжению теста по формующей поверхности, что можно отнести к идеальным условиям прессования, обеспечение которых оказывается нелегкой технической задачей.

В действительности же при прессовании макаронного теста не наблюдается в чистом виде ни когезийное, ни адгезийное разрушение контактов., Скорее всего здесь возможен смешанный отрыв, т. е. сочетание скольжения с вязким течением. При некоторых условиях установившегося скольжения к формующей стенке может прилипнуть неподвижный слой теста. Тогда скольжение на некоторое время сменяется послойным перемещением теста, т. е. вязким течением. Затем прилипший слой оторвется и вязкое течение перейдет в скольжение. Так, непрерывно один вид отрыва сменяется другим, и от того, какой из этих видов движения преобладает, будет зависеть степень шероховатости изделий: вязкое течение увеличивает шероховатость, скольжение обусловливает гладкую поверхность. При высокой частоте чередования этих видов движения изделия имеют умеренную шероховатость.

При небольшой скорости прессования обрывы наблюдаются лишь в первом пограничном элементарном слое, обусловливая тем самым умеренную шероховатость. В случае превышения допустимых производственных скоростей прессования, в особенности для недостаточно эластичного теста, обрывы будут проникать в глубь тестового потока, тем глубже, чем больше градиент скорости послойных перемещений этого потока. Поверхность изделий в этом случае получается грубо шероховатой с видимыми на глаз заусенцами и зазубринами.

Следовательно, внешний вид макаронных изделий определяется прежде всего условиями движения теста в формующих каналах матрицы. Гладкие изделия можно получить при свободном скольжении теста по стенкам канала,, т. е. тогда, когда силы внутреннего сцепления частиц теста превысят адгезийные силы (силы прилипания теста к стенкам). Можно предположить, что  в этом случае тесто во всем объеме потока будет перемещаться в канале подобно твердому телу, преодолевая лишь сопротивление внешнего трения пограничного слоя теста о стенки канала. Однако даже очень упругое тесто обладает некоторой пластичностью и поэтому неизбежно будет прилипать к формующим стенкам, обусловливая большую или меньшую шероховатость изделий.

Ко всем металлам, из которых изготовляются матрицы, тесто хорошо прилипает, и пока не существует способов полного устранения прилипания, хотя предложен ряд мер, позволяющих значительно его снизить. Устранение прилипания даст большие технические и экономические выгоды. Уменьшатся энергетические затраты на прессование, снизится рабочее давление, повысится при всех прочих равных условиях скорость прессования и, наконец, улучшится внешний вид изделий, снизится их шероховатость.

В последнее время исследователи обратили внимание на пластические массы. Первые опыты в СССР по применению вставных колец из синтетических смол были проведены в 1939 г. В. В. Лукьяновым. Хорошее скольжение теста в формующих каналах, облицованных пластиком, было подтверждено, но прочность вставных колец оказалась недостаточной.

В настоящее время возможности применения пластмасс для этих целей значительно расширились. Однако необходимо, чтобы избранный материал не передавал продукту постороннего запаха и вкуса, не изменял его состава и свойств. Пластические массы вместе с входящими в их состав вспомогательными материалами должны быть, кроме того, безвредными для человека и животных, не должны образовывать вредных веществ при старении и нагревании для стерилизации.

Пластические массы, из которых изготовляют матрицы, должны, кроме того, обладать достаточной механической прочностью. Однако пока еще не существует настолько прочных пластиков, из которых можно было бы целиком изготовлять все тело матрицы. Поэтому приходится удовлетворяться лишь изготовлением из пластиков вставных колец и вкладышей.

Однако следует иметь в виду, что полное устранение прилипания, свободное скольжение теста по формующим стенкам, может при большей величине живого сечения матрицы привести к резкому снижению давления в формующем канале. К тому же низкая прочность многих облицовочных материалов заставляет или снижать давление прессования, или повышать влажность теста. То и другое может вызвать расслоение трубчатых изделий по линии «швов», образующихся при обтекании тестом заплечиков вкладышей. Кроме того, увлажненные изделия, к тому же с очень гладкой поверхностью, могут образовывать при кассетной сушке слитки. Все это следует учитывать.

Физико-химические основы прессования. В процессе замешивания и особенно прессования тесто подвергается тепловому воздействию в основном за счет тепла, образующегося в результате перехода механической энергии в тепловую. Под влиянием этого воздействия происходят коллоидные процессы, причем различно для разных компонентов теста. Кривые набухаемости крахмала, белков и муки, полученные М. И. Княгиничевым и А. Г. Кульманом, свидетельствуют о том, что температура около 40°С является той сингулярной точкой от которой в ту и другую сторону водопоглотительная способность муки повышается. Поведение крахмала и белка различно. По достижении белками этой температуры их водопоглотительная способность постепенно падает, а при температуре 60°С они коагулируют. Крахмал же, начиная от 50°С и выше, интенсивно набухает и частично клейстеризуется.

Аналогичные явления с компонентами муки происходят при прогреве макаронного теста, однако вследствие явного недостатка в нем воды эти процессы не столь явно обнаруживаются. К тому же температура макаронного теста обычно не превышает 45—50°С. Перегретое тесто (при температуре свыше 55—60°С) постепенно белеет, утрачивает свою пластичность, становится рвущимся, неэластичным. При прессовании такого теста и соблюдении оптимальной скорости прессования резко возрастает рабочее давление; поверхность изделий становится грубо шероховатой, темной или мучнисто-белой; сами изделия легко обрываются под тяжестью собственной массы.

Сырые и готовые изделия из перегретого теста не стойки при сушке и хранении: трескаются, образуя лом и крошку.

Слишком низкая температура теста тоже нежелательна: задерживается процесс гидратации белков клейковины, тесто утрачивает пластичность, становится более упругим, увеличивается шероховатость сырых изделий. Расход энергии на прессование холодного теста резко возрастает.

Оптимальных свойств тесто достигает при температуре около 50—55°С. Однако это не значит, что с такой температурой тесто должно поступать из смесителя в шнековую камеру.

За счет перехода механической энергии в тепловую температура теста в шнековой камере повышается обычно на 15—20°С. Однако при определении температуры теста, поступающего из смесителя в камеру шнека, необходимо не только учитывать эту поправку, но и принимать во внимание другие факторы, вызывающие перегрев теста. При слишком крутом тесте его перегрев будет более значительным. Повышение температуры теста тем больше, чем меньше, при прочих равных условиях, живое сечение матрицы. Износ шнека и самой камеры, ведущий к увеличению зазора между винтовой лопастью и внутренней стенкой шнековой камеры, вызывает обратный ток теста, т. е. дополнительное сопротивление, а вместе с ним и дополнительный перегрев. На интенсивность тепловыделения влияет также отношение шага к диаметру шнека.

Практика показывает, что фактическая температура сырых изделий после их выхода из формующих отверстий матрицы современных шнековых прессов лежит в интервале 45—50°С. Нагнетающие шнеки прессов поточных линий могут доводить температуру теста до 55—60°С, при этом расход энергии на прессование составляет 18— 30 кВт-ч на 1 т сырых изделий. Температура 60°С слишком высока, поэтому и приходится применять для приготовления теста воду с невысокой температурой. Кроме того, шнековые прессы снабжаются водяными рубашками — вокруг шнековой камеры, а иногда и вокруг прессовой головки. И все же охлаждающие устройства малоэффективны, так как они не способны отвести образующееся достаточно большое количество тепла. С их помощью удается понизить температуру сырых изделий на 5—6°С. Поэтому температуру теста следует поддерживать на оптимальном уровне, соблюдая правильный режим прессования.

Таким образом, температурный фактор только в определенном интервале температур может быть использован для увеличения пластичности теста, уменьшения шероховатости и улучшения внешнего вида изделий.

Повышение пластичности теста вследствие его нагрева до оптимальной температуры увеличивает производительность пресса. При почти двукратном увеличении скорости прессования теплое тесто дает гладкую поверхность изделий, их цвет становится более привлекательным. Однако следует иметь в виду, что длительное пребывание отформованных изделий при температуре более 30°С может стать причиной спонтанного кислотообразующего, а иногда и спиртового брожения, вызываемого микрофлорой, попадающей в тесто с мукой. Вследствие этого кислотность изделий может повыситься, ухудшив их вкус.

Опасность закисания и даже плесневения возрастает, когда теплые сырые изделия, особенно, если они к тому же имеют повышенную влажность, длительное время выдерживаются в тепле, например при очень медленной сушке в теплом влажном воздухе.

Давление и скорость выпрессовывания. Эти показатели обусловлены сопротивлением, которое оказывают формующие отверстия матриц истечению теста. Величина давления, так же как и скорость выпрессовывания, является, очевидно, функцией многих факторов. Сами по себе давление и скорость находятся в сложной зависимости.

Давление и скорость выпрессовывания зависят от консистенции теста, конфигурации формующих отверстий, характера течения теста в этих отверстиях и т. д. Очевидно, скорость будет расти, а давление — падать с увеличением диаметра формующего канала и уменьшением его длины. В то же время скорость и давление зависят от температуры и влажности теста (от его пластично-вязких свойств), состояния поверхности стенок формующих каналов и многих других факторов, связанных со свойствами исходного сырья, расходуемого на приготовление макаронного теста.

Более или менее точных количественных взаимосвязей между этими многочисленными факторами исследователи пока не установили. На пути аналитического решения подобной задачи лежит много трудностей. Одна из них заключается в крайне неравномерном распределении давления, а следовательно, и скорости выпрессовывания по площади матрицы.

Неравномерная скорость выпрессовывания ведет в конечном счете к снижению производительности пресса, а на автоматических линиях, включающих подвесную сушку, — всей линии. Снижение производительности вызывается увеличением количества отходов в виде обрезков макаронных нитей и неполным заполнением бастунов сырыми изделиями. К тому же вторичная переработка концов отрицательно отражается и на качестве готовых изделий.

Причины, вызывающие неравномерность скоростей выпрессовывания, различны, зависят как от конструктивных особенностей прессов и их матриц, так и от режима прессования. При прессовании через круглые матрицы, особенно при наличии обогрева, например одношнековых прессов, можно отметить несколько кольцевых зон, объединяющих отверстия с незначительно различающимися скоростями. В периферийных отверстиях скорость выше, чем в отверстиях, расположенных ближе к центру матрицы. После наружной зоны повышенных скоростей располагается зона низких скоростей, а за ней в самом центре матрицы — зона со скоростями, близкими к скоростям периферийной зоны.

Наблюдающаяся некоторая закономерность распределения скоростей хорошо согласуется с характером перемещения теста в шнековой камере и за ее пределами. Тестовой поток в одно- шнековой камере движется, как известно, с различными аксиальными скоростями: наибольшими у периферии и минимальными в центре потока. В пред- матричной камере, которая сравнительно невелика, скорости потока не успевают выравняться и сохраняются на периферии потока повышенными вплоть до самой матрицы. Тестовой поток характеризуется, кроме того, крайне неравномерным температурным полем. Тепловой фактор играет, вероятно, очень важную роль вследствие большого влияния температуры на пластично-вязкие свойства теста. Неравномерность нагрева теста обусловлена характером его движения в шнековой камере. Периферийные слои тестового потока интенсивнее центральных подвергаются механическому воздействию шнека и поэтому сильнее нагреваются; повышение же температуры теста на несколько градусов может дать, как известно, прирост скорости выпрессовывания в 1,5—2 раза.

В прессах непрерывного действия на неравномерности выпрессовывания могут сказываться колебания влажности тестового потока в целом. Повышенная влажность способствует увеличению скорости выхода изделий в центральной части матрицы по сравнению с периферийной и, наоборот, при твердом замесе — в центральной части уменьшается, а на периферии — увеличвается.

Если предположить, что скорости истечения теста через отверстия периферийной зоны выше, чем через отверстия, расположенные ближе к центру матрицы, то и давление в этой зоне тоже должно быть более высоким. Однако в действительности этого не наблюдается.

Охлажденные рабочие части пресса в начале его работы притормаживают движение соприкасающихся слоев теста. Длительная эксплуатация матриц (6—10 сут) приводит к засорению формующих отверстий. В связи с этим матрицы следует заменять через каждые 5—8 сут их работы. Матрицы, отработавшие этот срок, надо тщательно промывать в моечных машинах.

Для предохранения матриц от засорения необходимо освобождать на поточных линиях аппараты-саморазвесы и ленточные транспортеры от застрявших случайно засохших обрезков и концов, направляемых в тестосмеситель. Если их не убрать, то рано или поздно они дойдут до матрицы и засорят ее.

Скорость выпрессовывания является, как известно, главным фактором, определяющим производительность матрицы.

Для технических расчетов можно принять следующие средние скорости выпрессовывания (примерные).

Для технических расчетов можно принять следующие средние скорости выпрессовывания (примерные).

 Шнековые макаронные прессы благодаря прогреву теста до 45—50°С позволяют выпрессовывать тесто с довольно высокими скоростями при давлении в диапазоне 6,5—7,5 МПа. Однако высокие скорости требуют хороших матриц из бронзы или латуни.

 Рис. 1. Схема размещения в предматричной камере устройства для выравнивания скоростей выпрессовывания макаронных изделий

Рис. 1. Схема размещения в предматричной камере устройства для выравнивания скоростей выпрессовывания макаронных изделий:

1 — матрица; 2—предматричная камера; 3 — устройство для выравнивания скоростей; 4 — опоры.

 

Более высокие скорости допускаются для изделий, на поверхности которых менее заметна шероховатость. К ним относятся суповые засыпки, вермишель, рожки и т. д. Длинные трубчатые изделия, к внешнему виду которых предъявляются очень высокие требования, выпрессовываются при умеренных скоростях, допускаемых техническими нормами производительности пресса.

Итак, главным технологическим фактором, влияющим на производительность макаронной матрицы, следовательно и пресса, является скорость выпрессовывания изделий и степень ее неравномерности. Во Всесоюзном заочном технологическом институте пищевой промышленности Ю. А. Калошину удалось аналитически установить зависимость скорости выпрессовывания макаронных изделий через круглую матрицу от многочисленных геометрических и кинематических характеристик прессующих устройств и технологических параметров режима прессования. Им предложено принципиально новое устройство для выравнивания скоростей выпрессовывания, отличающееся тем, что в предматричную камеру пресса соосно с матрицей и на некотором расстоянии над ней вводится тело конусно-цилиндрической формы (рис. 1), которое при выпрессовывании резко изменяет условия течения материала. Тестовая масса поступает в плоско-параллельный зазор, образованный плоскостью этого устройства и поверхностью матрицы, и по мере продвижения к центру матрицы ее скорость постепенно выравнивается.

Математическое описание процесса течения тестовой массы в плоско-параллельном зазоре над матрицей дало возможность найти закон распределения формующих отверстий по радиусу матрицы в зависимости от толщины этого зазора Н, а также от технологических и реологических характеристик теста. Однако следует отметить, что добиться полного выравнивания скоростей выпрессовывания с помощью предложенного устройства можно только в случае равномерного распределения формующих отверстий по всей поверхности матрицы. Часть поверхности матрицы над колосниковыми опорами не имеет формующих отверстий. Возникающие при прессовании теста застойные зоны существенно мешают процессу выравнивания скоростей, однако степень их неравномерности заметно снижается< При прессовании макарон типа «Особые» количество концов, направляемых на вторичную переработку, сокращается с 25 до 5%.

Наиболее сложным оказался вопрос об оптимальном давлении прессования. В недалеком прошлом в макаронной промышленности использовались поршневые прессы с гидравлическим и механическим приводом, в которых применялось рабочее давление прессования 12—15 МПа.

За рубежом и в России поршневые прессы заменены шнековыми, в которых рабочее давление снижено. Однако возник вопрос, почему ведущие зарубежные фирмы применяют для прессования макаронных изделий давление выше 10 МПа, тогда как на макаронных фабриках   этот процесс ведут при давлении 6—7 МПа. Для получения ответа на этот вопрос потребовались широкие исследования процесса прессования макаронных изделий. Такие исследования под руководством Н. И. Назарова проведены в Московском технологическом институте пищевой промышленности.

Исследования показали, что давление оказывает очень большое влияние на конформацию белкового комплекса клейковины макаронного теста.

Обладая достаточно жесткой структурой, белковая молекула подвергается значительным конформационным изменениям. Обнаружено, что наиболее глубокому денатурационному и необратимому разрушению белки клейковины подвергаются при давлении 6— 7 МПа, т. е. при режимах, на которых работают макаронные прессы наших фабрик (рис. 2). На ординате представленного графика отложена разность (А/С) содержания сырой клейковины в исходной муке и сырых изделиях из этой муки после прессования.

Подобные изменения реологических свойств клейковины не отмечаются при давлении 10 МПа и выше; очевидно, меняется характер течения теста в шнековой камере; при сравнительно низких давлениях (6—7 МПа) наблюдается слоистая структура тестового потока, которая вызывает интенсивное перетирание соприкасающихся элементарных слоев теста. При такой интенсивной обработке теста происходит, вероятно, разрыв нековалентных, а возможно, и ковалентных связей в молекуле белков клейковины. При высоких же давлениях, наоборот, происходит сближение полярных реакционных групп полипептидных цепочек, сопровождающееся усилением связей между этими группами.

Дальнейшие исследования затронутого вопроса несомненно дадут новые данные для объяснения обнаруженного явления. Результатом проведенных исследований явились рекомендации по переводу промышленности на новые режимы прессования. При конструировании новых прессов рабочее давление принято равным 12,5 МПа.

Основные рабочие органы шнекового макаронного пресса. Основными рабочими органами шнекового макаронного пресса являются тестосмеситель с дозаторами сырья, шнековая камера с прессующим шнеком, системой охлаждения и вакуумной установкой, предматричный тубус, матрица с формующими отверстиями, через которые прессуются изделия.

Рис. 2. Зависимость изменения количества отмываемой клейковины от давления в шнековой камере пресса

Рис. 2. Зависимость изменения количества отмываемой клейковины от давления в шнековой камере пресса.

 

На рис. 3  в качестве примера, характеризующего устройство макаронных шнековых прессов, приведена схема пресса ЛПЛ-2М. Прессами этой марки оснащена большая часть макаронных фабрик СССР.

Производительность пресса ЛПЛ-2М с круглой матрицей около 400 кг/ч.

Пресс состоит из тестосмесителя 1 с дозаторами муки, воды и валом тестомесителя 2, прессующей камеры 3, прессующей головки с режущим механизмом 4, перепускного канала вакуумного устройства 5, редуктора 6, приводного клиноременного шкива 7, устройства для обдувки изделий воздухом 8. Тестосмеситель пресса имеет одно отделение. Вал тестосмесителя приводится в движение от основного электродвигателя через клиноременную передачу и имеет постоянную частоту вращения. Поступающие из дозатора компоненты теста перемешиваются лопатками, закрепленными на валу тестосмесителя по винтовой линии. Через прямоугольное отверстие в конце тестосмесительного корыта (200X125 мм) тесто толкателем передается в шнековую камеру пресса, перемещается к матрице, проходя первую половину до камеры вакуумирования.

Рис. 3. Схема пресса ЛПЛ-2М.
Рис. 3. Схема пресса ЛПЛ-2М.

 

Рис. 4. Дозаторы муки и воды для прессов ЛПЛ-2М и ЛМБ:

Рис. 4. Дозаторы муки и воды для прессов ЛПЛ-2М и ЛМБ:

1 — дисковый дозатор воды; 2 — редуктор привода; 3 — шнековый мучной дозатор.


Рис. 5. Схема однозаходного шнека.

Рис. 5. Схема однозаходного шнека.

Вакуум с остаточным давлением 20 кПа создается центробежным водоструйным насосом. Насос работает от электродвигателя мощностью 1,47 кВт, с частотой вращения 1400 об/мин.

Пресс снабжен одним прессующим шнеком, расположенным горизонтально и имеющим три частоты вращения: 27, 32 и 38 об/мин, что позволяет изменять производительность в пределах 35—37%.

Вторая половина шнековой камеры снабжена рубашкой, в которой циркулирует или горячая вода (при пуске пресса), или холодная (при установившемся режиме работы).

Пресс снабжен устройством для вакуумирования (цилиндрическая шайба и обводной канал для теста).

Дозатор муки (рис. 4, 3) относится к дозаторам шнекового типа.

Шнек дозатора совершает прерывистое вращательное движение с помощью храпового устройства. Храповое колесо, жестко сидящее на валу шнека, проворачивается с помощью собачки.

Количество муки, дозируемой шнеком за один оборот, регулируется перестановкой рычага, изменяющего угол поворота шнека.

Дозатор воды. (рис. 4, 1) относится к дозаторам дискового типа.

Дозатор воды укреплен на валу шнека мучного дозатора. Количество воды, выдаваемой дозатором в тестосмеситель, регулируется изменением уровня наполнения водой корпуса дозатора. Вследствие изменения этого уровня карманы диска могут зачерпывать большее или меньшее количество воды. Карманы соединены между собой радиальными трубками, через которые вода сливается в горизонтальный канал, просверленный в торце диска, через него жидкость поступает в трубку разбрызгивателя.

Нагнетающий шнек представлен на рис. 5. Для примера дана схема однозаходного нагнетающего шнека. Конструктивные формы нагнетающего винта и шнекового канала обусловлены действующими усилиями и оптимальной траекторией перемещения элементарных частиц теста в зоне нагнетания, для которой при установившемся режиме работы пресса характерна устойчивая картина движения пластичной массы теста.

Матрицы являются наиболее важной частью пресса. Они выполняются или в форме круглого плоского диска, или в виде вытянутого прямоугольника, в зависимости от способа разделки макаронных изделий. Прямоугольники применяются в прессах поточных линий с подвесной сушкой.

 Рис. 6. Отверстия матриц с вкладышами с тремя заплечиками для формования макарон

Рис. 6. Отверстия матриц с вкладышами с тремя заплечиками для формования макарон.

Матрицы работают под значительными нагрузками, поэтому они изготовляются из прочных материалов. К ним, кроме того, предъявляются высокие требования в отношении стойкости к коррозии.

Материалом для изготовления матрицы чаще всего служит латунь или бронза. Особо ценится фосфористая бронза. Из нее изготовляются лучшие матрицы. Для матрицы пригодна и нержавеющая сталь.

Чрезвычайно велико разнообразие форм и видов формующих отверстии матриц. Тем не менее их можно свести к трем основным видам:

отверстия с вкладышами для прессования трубчатых изделий (рис. 6);

отверстия без вкладышей для прессования сплошных изделий типа вермишели (рис.  7);

отверстия без вкладышей для прессования сплошных изделий типа лапши (рис. 8).

Рис. 7. Кессонная вермишельная матрица (по В. В. Гончарову)

Рис. 7. Кессонная вермишельная матрица (по В. В. Гончарову):

1 — тело матрицы; 2 — латунный протектор; 3 — фторопластовый диск.

На линиях для выпуска штампованных изделий прессы имеют круглую матрицу с щелевидным отверстием почти по всему внешнему кругу матрицы. На рис. 9 показаны прессующие головки двухшнекового пресса для формования тестовой ленты.


Рис. 8. Отверстия матрицы для формования (по В. И. Коломейцеву)

Рис. 8. Отверстия матрицы для формования (по В. И. Коломейцеву):

а — плоской лапши; б — гофрированной лапши; в — тройной гофрированной лапши.

Рис. 9. Прессующие головки, оборудован­ные матрицами для выпрессовывания тестовой ленты

Рис. 9. Прессующие головки, оборудован­ные матрицами для выпрессовывания тестовой ленты.

  • Похожие материалы
    • Тестомесильная машина «Топос КВТ-1000»

      Тестомесильная машина «Топос КВТ-1000»
      18-09-2013
      Машина «Топос КВТ-1 ООО» относится к двухвальным машинам со спиралеобразными месильными лопастями, размещенными в закрытой камере. Предназначена для замеса пшеничного и
    • Производство галет и крекеров

      Производство галет и крекеров
      15-10-2012
      Галеты и крекеры — мучные кондитерские изделия, изготавливаемые из дрожжевого теста. Галеты содержат меньше сахара и жира, чем крекеры. Есть сорта галет, изготовляемые
    • Производство сдобных изделий

      Производство сдобных изделий
      10-10-2012
      Изделия, приготовленные из пшеничной муки с добавлением в тесто жира и сахара не менее 7% к массе муки, а также другого дополнительного сырья, называются сдобными.
    • Приготовление макаронного теста

      Приготовление макаронного теста
      27-09-2012
      Макаронное тесто существенно отличается от всех других тестовых масс пищевого назначения. Ниже дается характеристика основных свойств теста и приводятся необходимые
    • Технологические схемы производства макаронных изделий

      Технологические схемы производства макаронных изделий
      24-09-2012
      Аппаратурно-технологическая схема, представленная на рис. 1, характеризует последовательность процессов производства на современной макаронной фабрике. Приемка и