При какой температуре сушат макаронные изделия. Сушка макаронных изделий

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.

.. 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 ..

ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ ПРИ СУШКЕ

Особенностью сушки макаронных изделий является то, что в процессе высушивания изменяются их структурно-механические свойства и размеры. Во время сушки влажность продукта снижается от 29-30 % до 13-14%, при этом происходит постепенное сокращение линейных и объемных размеров, усадка изделий на 6-8%.

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 материала. При такой влажности макаронные изделия являются упругопластичным телом.

Начиная примерно с 16%-ной влажности, макаронные изделия становятся твердым упругим телом и сохраняют его свойства до конца сушки.

При мягких режимах сушки, т. е. медленном высушивании воздухом с низкой сушильной способностью (сушильная способность воздуха характеризуется количеством влаги, которое может поглотить 1 кг воздуха до полного его насыщения, т. е. до влажности ф = 100 %), перепад по влажности между наружными и внутренними слоями невелик, так как влага из более влажных внутренних слоев успевает переместиться к подсушенным наружным слоям. Все слои изделий сокращаются приблизительно равномерно.

При жестких режимах сушки, т. е. интенсивном высушивании воздухом с высокой сушильной способностью, перепад ио влажности между наружными и внутренними слоями достигает значительной величины вследствие того, что влага из внутренних слоев не успевает переместиться к наружным. Таким образом, более сухие наружные слои стремятся сократить свою длину, чему препятствуют более влажные внутренние слои. Внутри изделии на границе слоев возникают напряжения, называемые внутренними напряжениями сдвига, величина которых тем значительнее, чем интенсивнее удаляется влага с поверхности изделий и чем больше перепад во влажностях (градиент влажности).

Пока высушиваемые макаронные изделия сохраняют пластические свойства, возникающие внутренние напряжения сдвига рассасываются, т. с. изделия, не разрушаясь, под влиянием напряжении меняют свою форму. Когда продукт приобретает свойства упругого тела, возникающие внутренние напряжения сдвига, если они превышают предельно допустимые, критические значения, приводят к разрушению изделии - появлению микротрещин, которые в конечном счете могут превратить изделия в лом или крошку.

Из изложенного выше вытекает вывод, что макаронные изделия можно высушивать при жестких режимах, не опасаясь появления в них трещин, 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. Этот вывод, как мы увидим ниже, находит практическое применение при сушке изделий в сушилках современных поточных линий, в которых процесс сушки разделен на два этапа-предварительная и окончательная сушка.

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.

Высушивание обычно заканчивают по достижению влажности 13,5…14%, чтобы после остывания перед упаковкой влажность их составляла не более 13%.

При сушке макаронных изделий происходит удаление адсорбционно (представляет собой жидкость, удерживаемую на внешней и внутренней поверхностях мицелл) и осмотически (находится во внутреннем пространстве мицелл) связанной влаги, причем вначале удаляется как наименее прочносвязанная осмотическая влага, а затем как более прочносвязанная адсорбционная. Кроме того, в первую очередь отеляется влага, удерживаемая крахмальными зернами, а затем белками.

Во время высушивания продукта вода, содержащаяся в нем, превращается в пар и удаляется. Для превращения воды в пар необходимо затратить определенное количество тепловой энергии. В зависимости от способа передачи теплоты материалу различают несколько способов сушки. В подавляющем большинстве высушивание макаронных изделий осуществляется конвектным способом.

Конвектный способ сушки основан на тепло- и влагообмене (масообмене) между высушиваемым материалом (сырье макаронные изделия, полуфабрикаты) и нагретым сушильным воздухом, который обдувает изделия. Процесс сушки заключается в подводе влаги, находящейся внутри изделия, к его поверхности, превращении влаги в пар и удалений 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.

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.

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 (усадка) на 6-8%;

в процессе высушивания изменяются структурно-механические свойства изделий.

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 твердыми упругим хрупким телом и сохраняют эти свойства до конца сушки.

При мягких режимах сушки, то есть 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 переместится к подсушенным наружным слоям.

При жестких режимах сушки (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.

Вывод: 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. Этот вывод находит практическое применение при сушке изделий в сушилках поточных линий, в которых используются низкотемпературные режимы сушки, где процесс сушки разделен на два этапа - предварительную и окончательную сушку.

Однако 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 оC 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.

Быстрое охлаждение высушенных изделий интенсивной обдувкой в охладителях различных конструкций или остывание их на ленточных транспортах при подаче на упаковку менее желательны: несмотря на то, что готовые изделия за короткое время (около 5 минут) успевают остыть до температуры цеха и последующей усушки их в упаковке не происходит, за такой короткой промежуток времени внутренние напряжения сдвига в нестабилизированных 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.

Уменьшение клейкости изделий, полученных высокотемпературной сушкой, обусловлено тем, что фиксирующаяся в процессе сушки белковая матрица прочно удерживает клейстеризующиеся вовремя варки зерна крахмала. В противоположность этому фиксирование белковой матрицы в изделиях традиционной низкотемпературной сушки происходит только вовремя варки изделий параллельно с набуханием крахмальных гранул, которые могут нарушить целостность еще не сформировавшейся белковой матрицы, частично перейти в варочную жидкость, придать клейкость сваренным изделиям и ухудшить их консистенцию.

Условия создаваемые при традиционной сушке макаронных изделий, практически соответствуют оптимальным условиям для развития различных микроорганизмов. При температуре сушки в пределах 30-50 0C в 1 г изделий может содержаться до 106 и выше колоний микроорганизмов, среди которых могут быть опасные для организма человека сальмонеллы и стафилококки, не погибающие при варке изделий. Сушка же при температуре 70 0С снижает этот показатель до 102-103 кол/г, причем в большей степени при увеличении влажности воздуха. А при температуре сушки 80-90^C и относительной влажности воздуха около 80 проц. Происходит практически полная пастеризация макаронных изделий.

Контроль качества макаронных изделий: определение влажности макаронных изделий по ГОСТу 14849 - 89

Для оценки качества макаронных изделий, выпускаемых предприятием, используют стандартные методы (ГОСТ 14848). Для более полной и объективной оценки макаронных изделий, в частности, при проведении научно-исследовательских работ применяют дополнительные методы.

Качество макаронных изделий устанавливают в каждой однородной партии на основании лабораторного анализа средней пробы, отобранной от той же партии.

Однородной партией считают определенное количество макаронных изделий одного сорта, типа и вида, одинаковых по качественными признакам, определенным органолептически, изготовленных за одну смену.

Выемкой считают единицу упаковки макаронных изделий, отбираемую из одной партии.

Исходную пробу получают, отбирая 1,5 процента единиц упаковки (но не менее трех) из разных мест однородной партии.

Из исходной пробы составляют среднюю пробу следующим образом.

Для определения лома, крошки и деформированных изделий в макаронах и длинных лапше и вермишели отбирают: развесных изделиях одну единицу упаковки; в фасованных изделиях одну коробку или пакет от каждой единицы упаковки исходной пробы.

Для определения крошки и деформированных изделий в короткорезанных изделиях и перьях отбирают: в развесных изделиях одну единицу упаковки, содержимое которой осторожно рассыпают на чистый брезент, фанеру или бумагу, разравнивают в виде квадрата толщиной слоя около 5 см и берут небольшие, примерно равные порции из 15-16 мест, с тем чтобы общая масса их составила не менее 500г; в фасованных изделиях одну коробку или пакет от каждой единицы упаковки исходной пробы.

Для определения металлопримесей и зараженности вредителями во всех типах и видах изделий отбирают: в развесных изделиях одну единицу упаковка; в фасованных изделиях одну коробку или пакет от каждой единицы упаковки исходной пробы.

Сначала определяют количество металлопримесей, а затем для определения заражаемости вредителями берут 5-6 порций из разных мест данной единицы упаковки так, чтобы средняя проба составляла около 200 г.

Для определения влажности, кислотности, прочности, состояния изделий после варки органолептических показателей макаронных изделий от каждой единицы упаковки исходной пробы отбирают: в развесных изделиях из четырех разных мест пробы, чтобы общая масса составила не менее 500г; в фасованных изделиях - не менее одной коробки или пакета.

Среднюю пробу передают в лабораторию с указанием названия и сорта макаронных изделий, массы и номера партии, даты отбора пробы и подписи лиц, отобравших пробу.

В настоящее время в макаронной промышленности применяют следующие сушилки: для сушки коротких изделий – шкафные, ленточные и барабанные, для сушки длинных изделий – шкафные и туннельные.

Изделия распределяют слоем 2-3 см на сетчатых рамках. Шкафные сушилки имеют воздухонагреватели. Шкаф закрывается дверками. Вентилятор осуществляет непрерывное движение воздуха. Имеются отверстия с шаберами для регулирования подсоса свежего воздуха и выброса отработанного.

Сушка в шкафных сушилках может осуществляться как с постоянной сушильной способностью воздуха (например: t в = 45-50 °С W в =70-80 %), так и с изменяющейся сушильной способностью воздуха. Например сушка, состоящая из трех стадий:

1. предварительная сушка t в = 55-60 °С W в =70-80 % до влажности изделий 20 %.

2. Отволаживание в течение 30-45 мин при этом происходит выравнивание влажности изделий по всей их массе.

3. Окончательная сушка t в = 45-50 °С W в =70-75 % до влажности изделий 13 %.

Такие сушилки используются в цехах небольшой производительности.

В шкафных сушилках могут сушиться как короткие, так и длинные макаронные изделия.

Ниже приведены различные технологические схемы сушки макаронных изделий в щкафных сушилках.

Сушка коротких макаронных изделий в шкафных сушилках предусматривает 2 схемы:

1-я : полуфабрикат макаронных изделий выходит из под пресса с влажностью 32-34% и поступает в шкафную сушилку. В шкафной сушилке его влажность снижается до 13-13,5%. Далее макаронные изделия поступают в бункер стабилизатор, где их влажность снижается до 12-12,5%;

2-я : полуфабрикат макаронных изделий выходит из под пресса с влажностью 32-34% и поступает в тробатто. Тробатто представляет собой шкаф, оснащенный тенами, вентиляторами и пятью сетчатыми рамами, которые в процессе сушки макаронных изделий совершают возвратно-поступательные движения. В тробатто влажность макаронных изделий снижается до 29-27%. После тробатто макаронные изделия поступают в шкафную сушилку В шкафной сушилке его влажность снижается до 13-13,5%. Далее макаронные изделия поступают в бункер стабилизатор, где их влажность снижается до 12-12,5%.

Сушка длинных макаронных изделий в шкафных сушилках предусматривает 1 схемы: полуфабрикат макаронных изделий выходит из под пресса с влажностью 32-34% и поступает в шкафную сушилку. В шкафной сушилке его влажность снижается до 13-13,5%. Далее макаронные изделия поступают в стабилизатор-накопитель, где их влажность снижается до 12-12,5%.

Сушка коротких макаронных изделий на поточных линиях предусматривает 3 схемы:

1-я : полуфабрикат макаронных изделий выходит из под пресса с влажностью 32-34% и поступает в окончательную сушилку. В окончательной сушилке его влажность снижается до 13-13,5%. Далее макаронные изделия поступают в бункер стабилизатор, где их влажность снижается до 12-12,5%;

2-я : полуфабрикат макаронных изделий выходит из под пресса с влажностью 32-34% и поступает в тробатто. Тробатто представляет собой шкаф, оснащенный тенами, вентиляторами и пятью сетчатыми рамами, которые в процессе сушки макаронных изделий совершают возвратно-поступательные движения. В тробатто влажность макаронных изделий снижается до 29-27%. После тробатто макаронные изделия поступают в окончательную сушилку В окончательной сушилке его влажность снижается до 13-13,5%. Далее макаронные изделия поступают в бункер стабилизатор, где их влажность снижается до 12-12,5%.

3-я: полуфабрикат макаронных изделий выходит из под пресса с влажностью 32-34% и поступает в тробатто. В тробатто влажность макаронных изделий снижается до 29-27%. После тробатто макаронные изделия поступают в предварительную сушилку, где их влажность снижается до 18-20%, после чего изделия поступают в окончательную сушилку. В окончательной сушилке его влажность снижается до 13-13,5%. Далее макаронные изделия поступают в бункер стабилизатор, где их влажность снижается до 12-12,5%.

Сушка длинных макаронных изделий на поточных линиях предусматривает 1 схему: полуфабрикат макаронных изделий выходит из под пресса с влажностью 32-34% и поступает в предварительную сушилку. В предварительной сушилке полуфабрикат макаронных изделий достигает влажности 18-20%. Далее полуфабрикат длинных макаронных изделийпоступает в окончательную сушилку. В окончательной сушилке его влажность снижается до 13-13,5%. Далее макаронные изделия поступают в стабилизатор-накопитель, где их влажность снижается до 12-12,5%.

Вопросы для самоконтроля (тренинг)

1. Опишите кратко процесс сушки макаронных изделий.

2. Перечислите способы сушки макаронных изделий.

3 Охарактеризуйте конвективный способ сушки макаронных изделий. Привести основные параметры сушильного воздуха

4. Дайте классификацию конвективным режимам сушки.

5. Опишите кривую сушки макаронных изделий.

6. Расскажите как изменяются реологические свойства полуфабриката макаронных изделий в процессе низкотемпературной и высокотемпературной сушки.

7. Перечислите преимущества высокотемпературной и сверхвысокотемператной сушки.

8. Перечислите способы интенсификации процесса сушки.

9. Расскажите о назначении процессов охлаждении и стабилизации макаронных изделий.

10. Приведите схемы сушки коротких и длинных макаронных изделий в промышленных сушилках.

Контролирующий тест

1. Какие действия технолога или оператора если после трабатто или предварительной сушки идет потемнение изделий?

2. При достижении изделиями влажности 18-16% сушку изделий проводят?

3.Появление трещин в изделиях в процессе сушки происходит из-за?

4.Растрескивание изделий в процессе хранения происходит из-за?

5. В процессе стабилизации изделий после высокотемпературной сушки происходит?

6.Стабилизация макаронных изделий после высокотемпературной и сверхвысокотемпературной сушки проходит?

7. Влажность макаронных изделий после предварительной сушилки должна составлять?

8.Какой влажности должны быть изделия после окончательной сушилки при высоко температурной сушке?

А)	14.5%
Б)	12,8%
В)	10%
Г)	13%

9.Какие этапы включает сушка длиннорезанных изделий?

Изобретение относится к области пищевой промышленности и может быть использовано при производстве макаронных изделий. Макаронные изделия предварительно прогревают в течение 1,5÷2,0 мин паром, имеющим температуру 95÷120°С и относительную влажность 45÷50%. Осуществляют последующую высокотемпературную сушку по двухстадийной схеме до достижения потребительской влажности 12,5÷13%, стабилизацию механических характеристик изделий после сушки и охлаждение их до температуры окружающей среды. Температура и относительная влажность воздуха на 1-й стадии такие же, как и при прогреве изделий. На 2-й стадии температуру и относительную влажность воздуха скачкообразно снижают соответственно до 90÷98°С и 43÷45%. Продолжительность стабилизации - 20÷25 мин. Проводят ее при температуре воздуха 30÷35°С и равновесной относительной влажности его 70÷75%. Охлаждение макаронных изделий осуществляют посредством обдува их атмосферным воздухом. Изобретение позволяет осуществить оптимизацию технологии сушки макаронных изделий, обеспечивающей радикальное сокращение длительности рабочего процесса без ухудшения их потребительских качеств. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области пищевой промышленности и может быть использовано при производстве макаронных изделий.

Из отечественной и зарубежной специальной литературы и других информационных источников известен ряд способов сушки макаронных изделий, в т.ч. и предусматривающих предварительный прогрев их посредством кратковременной, в течение 1,5÷2,0 минут, гидротермической обработки паром с последующим высокотемпературным воздействием на них путем обдува подогретым воздухом, с использованием принудительной циркуляции его по замкнутому циклу и охлаждением изделий в конце сушки до температуры окружающей среды (см., например, кн. "Макаронное производство", под ред. М.Е.Чернова, М.: Мир, 1994 г., стр.74, 91; Назаров Н.И. "Технология макаронных изделии ", М.: Пищевая промышленность, 1978 г., стр.216, 217; Медведев Г.М., Крылова В.В. "Технология и технохимконтроль макаронного производства", М.: Пищевая промышленность, 1979 г.; пат. JP №57-54028, A 23 L 1/16, 04.01.82 г.; RU №2087104, A 23 L 1/16, 20.08.97 г.; RU №2101978, A 23 L 1/16, B 65 D 85/22, 21.01.98 г. и др.).

Однако сушка макаронных изделий в соответствии с предусматриваемыми этими известными способами технологиями занимает слишком много времени. Обусловлено это в основном нерациональностью режимов обработки макаронных изделий как во время самой сушки, так и после нее, в процессе охлаждения их до температуры окружающей среды и другими факторами.

Из числа известных аналогов изобретения ближайшим (прототипом) является способ сушки макаронных изделий по пат. RU №2087104, A 23 L 1/16, 20.08.97 г.

Предусматриваемая в указанном способе предварительная гидротермическая обработка макаронных изделий паром позволяет существенно сократить время прогрева их до 1,5÷2,0 минут и реализовать возможность проведения после этого высокотемпературной сушки, осуществляемой в данном случае по одностадийной схеме до достижения в конце нее потребительской влажности изделий.

Указанный способ достаточно прогрессивен и до сих пор широко применяется в пищевой промышленности при производстве макаронных изделий. Использование в соответствии с ним при производстве макаронных изделий высоких температур способствует соответствующему ускорению сушки и улучшению микробиологических и ряда других их потребительских качеств.

Однако из-за этой же особенности указанной технологии и одностадийной схемы сушки макаронные изделия по окончании последней имеют достаточно высокую температуру. Данное обстоятельство способствует возникновению в обрабатываемом продукте соответствующих остаточных механических напряжений. В последующем, например, при резком охлаждении высушенных макаронных изделий до температуры окружающей среды, при транспортировке, либо при длительном хранении указанные напряжения могут привести к растрескиванию изделий и потере ими соответствующих потребительских качеств. Для исключения указанного недостатка охлаждать высушенные таким способом макаронные изделия следует очень медленно, а это связано с большими временными затратами.

Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков вышеперечисленных известных аналогов и прототипа посредством соответствующей оптимизации технологии сушки макаронных изделий, обеспечивающей радикальное сокращение длительности рабочего процесса без ухудшения их потребительских качеств.

В соответствии с изобретением поставленная задача достигается тем, что согласно заявляемому способу сушки макаронных изделий, предусматривающему предварительный прогрев их посредством кратковременной, в течение 1,5÷2,0 минут, гидротермической обработки паром с последующим высокотемпературным воздействием на них путем обдува подогретым воздухом, принудительно циркулирующим по замкнутому циклу, и охлаждением изделий в конце сушки до температуры окружающей среды, паровую обработку изделий проводят при температуре пара 95÷120°С и сравнительно небольшой, порядка 45÷50%, относительной влажности его, а высокотемпературное воздействие на них - по двухстадийной схеме, предусматривающей на первой стадии, длящейся примерно половину общего времени сушки, составляющего порядка 18÷20 минут, обдув изделий в форсированном режиме при идентичных по сравнению с паром температурно-влажностных параметрах воздуха, обеспечивающем максимально возможную скорость отдачи указанными изделиями содержащейся в них влаги, а на второй - некоторое замедление по отношению к первой скорости сушки посредством скачкообразного снижения температуры и относительной влажности воздуха соответственно до 90÷98°С и 43÷45% с продолжением сушки при таком режиме до приобретения изделиями потребительской влажности.

Высушенные таким образом макаронные изделия перед охлаждением их до температуры окружающей среды подвергают относительно непродолжительной, в течение 20÷25 минут, стабилизации путем обдува их теплым воздухом, имеющим пониженную до 30÷35°С температуру и равновесную, порядка 70÷75%, относительную влажность.

Проводимое за этим охлаждение макаронных изделий до температуры окружающей среды осуществляют обдувкой их атмосферным воздухом.

Достижению поставленной задачи способствует также и то, что обдув макаронных изделий в процессе их сушки осуществляют в реверсивном режиме при скорости воздуха порядка 1,0÷1,5 м/с.

Вначале рабочего процесса изменение влагосодержания продукта происходит весьма медленно. Однако при вышеуказанных температурно-влажностных параметрах пара макаронные изделия очень быстро в течение 1,5÷2,0 минут прогреваются по всему объему до достаточно высокой, порядка 75÷78°С, температуры, соответствующей температуре испарения жидкости при данных условиях. Указанное обстоятельство обусловлено в основном частичной конденсацией пара непосредственно на поверхности обрабатываемых макаронных изделий. При конденсации пара коэффициент теплопроводности прогреваемого материала в зоне контакта увеличивается в несколько раз, благодаря чему за столь короткий промежуток времени собственно и реализуется вышеупомянутый эффект, заключающийся в динамическом (скоростном) характере прогрева макаронных изделий при гидротермической обработки до температуры 75÷78°С.

Влагоотдача при предварительном прогреве макаронных изделий невелика, порядка 2÷3%. Однако такой прогрев создает весьма благоприятные условия для использования предусматриваемой заявляемым способом последующей высокотемпературной сушки макаронных изделий по двухстадийной схеме.

Как уже отмечалось выше, температурно-влажностные параметры используемой на первой стадии сушки воздушной среды точно такие же, как и на этапе предварительного прогрева макаронных изделий (температура: 95÷120°С, относительная влажность 45÷50%). Сушка макаронных изделий на данной стадии характеризуется интенсивным изменением влагосодержания в них по линейному закону. Температура поверхности макаронных изделий в этот период времени практически неизменна и равна температуре адиабатического насыщения используемой для сушки воздушной среды. На данной стадии сушки из макаронных изделий удаляется преимущественно осмотически-связанная влага. Отдача указанной влаги осуществляется с максимально возможной скоростью, составляющей порядка 1,0÷2,5% в минуту.

Продолжительность этой стадии составляет примерно половину, порядка 9÷10 минут, общего времени высокотемпературной сушки макаронных изделий. К концу стадии макаронные изделия теряют до 12÷13% содержащейся в них влаги. Остающаяся в макаронных изделиях к этому моменту (до 21÷22%) влага находится, в основном, в адсорбционно-связанном виде и для последующего удаления ее до приобретения ими потребительской влажности, составляющей примерно 12,5÷13%, необходимы более «мягкие» режимы проведения заключительной стадии сушки.

Как отмечалось выше, температура и относительная влажность используемой на второй стадии сушки воздушной среды составляет соответственно 90÷98°С и 45÷50%. Несмотря на некоторое снижение температуры воздуха на данной стадии она все же еще достаточно высока и продолжает оказывать соответствующее влияние на удаление адсорбционно-связанной влаги, перемещающейся (мигрирующей) в обрабатываемом продукте в виде пара. Однако скорость влагоотделения при таких температурно-влажностных параметрах заметно замедляется, примерно до 0,8÷0,3% в минуту.

Изменение ее, в отличие от первой стадии сушки, имеет нелинейный характер.

При скачкообразном снижении температурно-влажностных параметров используемого на второй стадии сушки макаронных изделий воздуха реализуется совпадение по направлению градиентов влажности и температуры, при котором термо- и концентрационная диффузии влаги протекают также в одном направлении, способствуя дополнительному влагоотделению.

Для повышения эффективности сушки макаронных изделий обдув их в процессе нее осуществляют в реверсивном режиме при скорости воздуха порядка 1,0÷1,5 м/с.

Продолжительность второй стадии сушки примерно такая же, как и первой. Практически, за то же самое время макаронные изделия, теряя до 8% влаги, приобретают конечную (потребительскую) влажность порядка 12,5÷13%. При этом общее время сушки макаронных изделий по предлагаемой технологии чрезвычайно мало и составляет для короткорезаных изделий порядка 18÷20 минут.

Однако такой высокоскоростной режим сушки чреват отмеченными выше по тексту негативными последствиями. Интенсивная сушка может привести к образованию в макаронных изделиях значительных по абсолютной величине остаточных механических напряжений. В последующем, например, при резком охлаждении высушенных таким образом макаронных изделий до температуры окружающей среды, при транспортировке, либо длительном хранении их указанные напряжения могут привести к растрескиванию изделий и потере ими соответствующих потребительских качеств. Для исключения этого в соответствии с заявляемым способом остаточные напряжения в высушенных по такой технологии макаронных изделиях устраняют сразу же после завершения двухстадийной высокотемпературной сушки при помощи относительно непродолжительной, в течение 20÷25 минут, стабилизации их механических свойств.

Физическая сущность данной операции заключается в принудительном прерывании следующего за высокотемпературной обработкой процесса охлаждения макаронных изделий и выдержке их в течение указанного времени в воздушной среде с равновесной влажностью, характеризующейся сравнительно низкой, порядка 30÷35°С, температурой и повышенной, примерно до 70÷75%, относительной влажностью воздуха.

В процессе стабилизации макаронных изделий происходит выравнивание температурно-влажностных показателей по всему их объему (слоям) и снижение величин остаточных механических напряжений в изделиях до приемлемого уровня, исключающего возможность ухудшения механической прочности высушенных по предлагаемой технологии изделий.

Проводимое по окончании стабилизации охлаждение макаронных изделий до температуры окружающей среды посредством принудительного обдува их атмосферным воздухом значительно ускоряет эту часть рабочего процесса по сравнению с естественным (пассивным) остыванием изделий на воздухе.

Для осуществления заявляемого способа сушки макаронных изделий ЗАО НПФ «ТЕКО» была разработана соответствующая конструкторско-технологическая документация и создано необходимое сушильное оборудование лоткового и конвейерного типов (на основе сушильных шкафов мод. С-109) производительностью от 100 до 300 кг изделий в час. Указанное оборудование оснащено соответствующей аппаратурой, позволяющей реализовать необходимые режимы сушки с автоматическим поддержанием и контролем задаваемых параметров ее и удалением испаряемой из макаронных изделий влаги в окружающее пространство.

На данном оборудовании фирмой была проведена достаточно большая серия всесторонних экспериментов исследовательского характера, позволивших существенным образом оптимизировать технологию сушки макаронных изделий с учетом современных тенденций развития данной области техники.

В результате указанной оптимизации было достигнуто радикальнее сокращение длительности высокотемпературной сушки короткорезаных макаронных изделий при гарантированном обеспечении их высоких потребительских качеств.

В ходе проведенных исследований экспериментально были уточнены номенклатура исходных продуктов для приготовления высококачественных макаронных изделий, виды и особенности необходимых технологических воздействий на них (включая их очередность, соответствующие температурно-влажностные режимы сушки, их продолжительность и многое др.), а также исследован характер изменения потребительских качеств данной продукции при граничных условиях ведения рабочего процесса.

Проведенные исследования показали, что при сушке по предлагаемой технологии макаронные изделия высокого качества могут быть получены из теста, приготовляемого из муки как твердых, так и мягких сортов пшеницы.

Использование при сушке макаронных изделий высоких температур приводит к инактивации окислительных ферментов и предотвращает потемнение продукта, способствует улучшению его цветности, а также коагуляции белков и фиксации клейковинной решетки, которая блокирует зерна крахмала от разрушения. Макаронные изделия в этом случае имеют необычайно привлекательный желтый или янтарно-желтый цвет насыщенной тональности, прозрачную стекловидную структуру и высокую механическую прочность.

Помимо всего этого высокая температура сушки способствует существенному улучшению микробиологических показателей макаронных изделий, поскольку при этом автоматически происходит их пастеризация.

Высокая механическая прочность макаронных изделий позволяет достаточно длительное время хранить, а также доставлять их потребителю любым видом транспорта без растрескивания и потери соответствующих потребительских качеств.

Проведенная Испытательно-аналитическим центром НИИ пищевой промышленности Уральского отделения (г. Екатеринбург) проверка потребительских качеств высушенных предлагаемым способом макаронных изделий посредством соответствующего химического анализа показала, что все, входящие в состав структуры белка указанных изделий, 20 аминокислот после высокотемпературного воздействия на них остаются после сушки без каких-либо изменений. Не было выявлено никаких отклонений и по углеводам (крахмальные зерна оставались в целостности). Косвенно данный факт подтвержден варкой макаронных изделий. Варка показала, что у таких макаронных изделий в ходе нее в значительной мере сокращаются потери сухих веществ, а также и само время их приготовления (до 7÷8 минут). Вода после варки макаронных изделий оставалась светлой и практически не имела осадка, а потеря ими сухих веществ не превышала допускаемых соответствующими нормативными документами (ГОСТ) 6%.

Визуально было видно, что макаронные изделия при варке не слипались между собой и поскольку содержащийся в них крахмал практически не переходил в воду, питательная ценность их при этом, несомненно, не ухудшалась.

Помимо перечисленного в процессе исследований было установлено также то, что в пределах указанных в заявляемом способе сушки макаронных изделий интервалов температурно-влажностных параметров рабочего процесса основные показатели эффективности последнего (такие как общее время сушки, количество испарившейся в ходе нее влаги и др.) имеют относительно небольшие разбросы, а потребительские качества - несущественные отклонения от нормы, обусловленные, в основном, различной номенклатурой подвергающихся сушке изделий, используемых для их приготовления исходных продуктов и рядом других факторов.

С другой стороны, проведенные исследования однозначно показали, что при выходе за границы данных интервалов температурно-влажностных параметров рабочего процесса потребительские качества макаронных изделий могут значительно ухудшиться. При этом на характер указанных изменений показателей качества существенное влияние может оказывать не только температура воздушной среды, но и ее относительная влажность. Так, например, при постоянной температуре воздуха 100°С и выходе относительной влажности его за нижнюю границу рабочего интервала (при значении ее порядка 30÷36%) высушенные изделия имели коричневую окраску, а в ряде случаев даже «подгорали».

При той же температуре воздуха, но величине относительной влажности его, выходящей за верхнюю границу рабочего интервала (при значении ее порядка 75÷85%), макаронные изделия слипались в один сплошной «пирог».

Результаты указанных исследований с учетом современных тенденций совершенствования данных технологий и оборудования для их осуществления собственно и были положены в основу заявляемого способа сушки макаронных изделий.

Учитывая достаточно высокую стабильность протекания рабочего процесса при соблюдении заданных режимов сушки, для пояснения особенностей использования (осуществления) заявляемого способа ниже по тексту приведен только один из примеров его реализации.

Пример осуществления заявляемого способа сушки макаронных изделий

Для сушки макаронных изделий «рожки гладкие» диаметром 3,5 мм в качестве исходного продукта была взята пшеничная мука высшего сорта, имеющая влажность 14,09%. Влажность приготовленного из нее теста составила 34,4%. Перед началом высокотемпературной сушки макаронные изделия предварительно прогревали посредством кратковременной, в течение 1,5 мин, гидротермической обработки паром, имеющим температуру 108°С и относительную влажность 48%. Затем прогретые таким образом макаронные изделия подвергали высокотемпературной сушке по двухстадийной схеме путем обдува их подогретым воздухом с использованием принудительной циркуляции его по замкнутому циклу в реверсивном режиме. Продолжительность каждой из указанных стадий составляла примерно половину (порядка 8,9 минуты) общего времени сушки. Температура воздуха на первой стадии составляла 108°С, а относительная влажность его - 48%. К концу указанной стадии из макаронных изделий было выпарено около 170 граммов влаги с 1 кг изделий.

На второй стадии сушки температуру и относительную влажность воздуха скачкообразно снизили соответственно до 98°С и 46%. К концу ее из макаронных изделий было выпарено около 160 граммов влаги на 1 кг изделий. При этом была достигнута необходимая потребительская влажность макаронных изделий, составляющая 12,5%. Суммарное количество выпаренной из макаронных изделий на обеих стадиях сушки влаги составило 330 граммов с 1 кг изделий. Общее время сушки составило порядка 19,3 минуты. Энергозатраты на 1 кг высушенных макаронных изделий не превышали 0,2 кВт. По окончании высокотемпературной сушки макаронные изделия были подвергнуты относительно непродолжительной, в течение 20÷25 мин, стабилизации путем обдува их теплым воздухом, имеющим пониженную (до 30÷35°С) температуру и равновесную (порядка 70÷75%) относительную влажность.

Сразу же после стабилизации макаронные изделия были охлаждены до температуры окружающей среды посредством принудительного обдува их атмосферным воздухом при скорости его порядка 1,0÷1,5 м/с. Высушенные макаронные изделия имели прекрасные потребительские качества, которые практически ничем не отличались от приведенных выше по тексту.

Как видно из данного примера, заявляемая технология сушки макаронных изделий относительно несложна в реализации и не требует чрезвычайно больших затрат для своего осуществления.

Она без каких либо затруднений может быть многократно воспроизведена по имеющейся на нее документации на соответствующем сушильном оборудовании.

В настоящее время предлагаемая технология и созданное ЗАО НПФ «ТЕКО» для ее осуществления сушильное оборудование прошли соответствующую сертификацию.

Имеется гигиенический сертификат и сертификат соответствия установленного образца.

Возможности получения при осуществлении данного изобретения вышеупомянутого технического результата, заключающегося в устранении недостатков известных аналогов и прототипа посредством соответствующей оптимизации технологии сушки макаронных изделий, обеспечивающей радикальное сокращение длительности рабочего процесса без ухудшения их потребительских качеств, подтверждается приведенными ЗАО НПФ «ТЕКО» специальными расчетно-теоретическими и экспериментальными работами, а также тем, что созданное данной фирмой по результатам указанных работ сушильное оборудование для реализации заявляемого способа рекомендовано к внедрению в серийное производство.

В целом предлагаемая технология сушки макаронных изделий по своей эффективности не уступает современным известным технологиям, созданным ведущими отечественными и зарубежными фирмами, а по ряду показателей, таких как продолжительность сушки, потребительские качества продукта, энергозатраты на сушку одного килограмма его массы и др., даже превосходит их.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ сушки макаронных изделий, преимущественно малой длины, предусматривающий предварительный прогрев их посредством кратковременной, в течение 1,5÷2,0 мин, гидротермической обработки паром, с последующим высокотемпературным воздействием на них путем обдува подогретым воздухом с использованием принудительной циркуляции его по замкнутому циклу и охлаждением изделий в конце сушки до температуры окружающей среды, отличающийся тем, что паровую обработку изделий проводят при температуре пара 95÷120°С и сравнительно небольшой, порядка 45÷50%, относительной влажности его, а высокотемпературное воздействие на них - по двухстадийной схеме, предусматривающей на первой стадии, длящейся примерно половину общего времени сушки, составляющего порядка 18÷20 мин, обдув изделий в форсированном режиме, при идентичных по сравнению с паром температурно-влажностных параметрах воздуха, обеспечивающем максимально возможную скорость отдачи указанными изделиями содержащейся в них влаги, а на второй - некоторое замедление по отношению к первой скорости сушки посредством скачкообразного снижения температуры и относительной влажности воздуха соответственно до 90÷98°С и 43÷45% с продолжением сушки при таком режиме до приобретения изделиями потребительской влажности, после чего высушенные таким образом изделия подвергают относительно непродолжительной, в течение 20÷25 минут, стабилизации путем обдува их теплым воздухом, имеющим пониженную до 30÷35°С температуру и равновесную, порядка 70÷75%, относительную влажность, а проводимое за этим охлаждение изделий до температуры окружающей среды осуществляют обдувом их атмосферным воздухом.

2. Способ сушки макаронных изделий по п.1, отличающийся тем, что обдув изделий в процессе нее осуществляют в реверсивном режиме, при скорости воздуха порядка 1,0÷1,5 м/с.