![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Режимы сушки различных типов сушилок
При выборе и разработке режимов сушки необходимо учитывать две основные особенности макаронных изделий (высушиваемых материалов): ♦ 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. ♦ Трубчатые размерные (длинные) изделия сушат при невысокой температуре (30...40 °С) в течение 20-24 ч, а иногда даже 36 ч. При температуре 50...55 " С продолжительность сушки составляет 12...14 ч (режим нормальной сушки). ♦ Короткорезаные - при температуре 50..55 °С сушат в течение 4-8 ч ♦ При режимах высокотемпературной сушки 70.85 °С длинноразмерные изделия сушат 10 ч, короткие - около 3-6 ч. ♦ Супервысокотемпературную сушку проводят при 100...130º С. Длинноразмерные изделия сушат 4-6 ч, короткорезаные - от 1 ч 20 мин до 2 ч 40 мин. ♦ Приведенные параметры процессов соответствуют изменению исходной влажности продукта от 30% до 12, 5% Сушку проводят в сушилках различного типа: безкалориферных, конвейерных, камерных и др 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; сушилка 2ЦАГИ- 700 параметры воздуха: Температура 30-35 º С; Влажность 65-70 %
♦ высокотемпературные (ВТ) режимы, когда температура воздуха на определенном этапе сушки достигает 70...90°С; Паровая конвейерная сушилка типа КСК-4Г-45. параметры воздуха: Температура 50-70 º С; Влажность 60-75 % Регулирование давления пара, а следовательно, температуры воздуха в сушилке осуществляется вручную вентилями на входе пара в калориферы ♦ сверхвысокотемпературные (СВТ) режимы, когда температура воздуха превышает 90°С. Сушилка МАКС- И 200, параметры воздуха: Температура 80-95 º С; Влажность 60-82 % 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, 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 переместиться к подсушенным наружным слоям. Темп испарения влаги с поверхности изделий соответствует темпу подвода влаги из внутренних слоев. Все слои изделий сокращаются приблизительно равномерно: усадка изделий увеличивается прямо пропорционально снижению их влажности ♦ При жестких режимах сушки, то есть 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: 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 (график 5). 10 15 20 25 30 Влажность макарон, % График 5 Кривые усадки макарон при режимах сушки: 1- мягком; 2- жестком
Рис. 4. Деформация сырых макаронных изделий при жестком режиме Сушки а — на рамке; б — на бастуне 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. 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 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 при использовании герметичной упаковки, например полиэтиленовых пакетов, произойдет конденсация влаги на внутренней поверхности упаковки. 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, то есть 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 температурно-влажностные условия стабилизации и охлаждения высушенных изделий должны соответствовать одинаковой равновесной влажности их, то есть быть на уровне 13%. Сравнивая влияние разных температурных режимов (НТ, ВТ и СВТ) на качество макаронных изделий, надо отметить, что высокотемпературные режимы способствуют улучшению качества изделий по ряду показателей. Итальянскими, французскими, швейцарскими и немецкими исследователями было выявлено благотворное влияние температур сушки в пределах 70...90°С на цвет высушенных изделий: в результате тепловой инактивации фермента полифенолоксидазы замедляется или предотвращается процесс ферментативного потемнения и цвет изделий становится более светлым по сравнению с изделиями, полученными в результате традиционной низкотемпературной сушки. Представление нового вида сушки на примере разработки НПО «Физика–Солнце» АН РУз Производство макаронных изделий включает ряд операций. Основная и наиболее важная - сушка макаронных изделий Разные виды изделий сушат при различных температурах. В связи с этим и время сушки будет различным. При известных методах чрезмерно ускоренная сушка приводит к растрескиванию и, соответственно, к увеличению количества лома и крошки. А замедленная сушка (особенно при дополнительном увлажнении камер) - к развитию в макаронных изделиях вредной микрофлоры кислотообразующих бактерий (повышающих кислотность изделий), мицелиальных грибов и Вас1.levans, вызывающих вспучивание макаронных изделий, приводящих изделия в негодность. Основные задачи при производстве макаронных изделий: увеличение производительности при снижении энергозатрат; улучшение потребительских качеств готового товара (внешний вид, развариваемость) и, главное, повышение пищевой ценности продукта. Всего этого можно достичь, применяя в технологическом процессе сушки специально подобранную по функциональному назначению керамику, синтезированную на солнечной печи, нанесенную на излучающие ИК-элементы. Используя подобные элементы, был рассчитан, спроектирован и изготовлен экспериментальный конвейер для сушки макаронной продукции. Он был испытан на базе цеха по производству макаронных изделий компании «Цес-на-Тау», которая любезно предоставила нам возможность тестирования метода и устройства (г. Алма-Ата, республика Казахстан). Исходные данные конструкции: · сушилка транспортерного типа с лентой-сеткой шириной 600 мм, · длина рабочей зоны - 3550 мм, · рабочая длина элементов - 620 мм (элементы расположены перпендикулярно движению ленты сверху над продуктом и снизу под сеткой); · основа элементов - кварцевая трубка диаметром 12 мм; · общее количество - 64 излучателя; · суммарная габаритная мощность - 9400 Вт. Излучающие элементы имели различные электрические параметры в зависимости от их местоположения в рабочей зоне линии. Рабочая зона была разбита на три участка с различной активностью излучения керамики. В начале линии формировался большой поток лучевой энергии, где температура продукта во всей массе ускоренно доводилась до заданного режима сушки. Затем продукт попадал в основную зону интенсивной сушки. После чего в третьей зоне глубинной сушки, с уменьшенной скоростью возгонки, влажность продукта доводилась до минимально возможной при заданных скоростях линии и ее ограниченной длины. Основное назначение экспериментального конвейера изначально состояло в демонстрации возможности применения специальной функциональной керамики в процессах сушки макаронных изделий. Сравнение проводили с итальянским оборудованием цеха (технический проект технологического процесса производства макаронных изделий выполнен в организации Z.D.J проектировщиком Др. Милан Жежель). Наилучший вариант традиционного процесса сушки представлен в табл. 1. Сушку проводили в сушилке шкафного типа (по производительности, равной экспериментальному конвейеру), имеющей мощность 31000 Вт. Данные по экспериментальной сушке: · мука (крупка) из мягкой пшеницы по ГОСТ 20394-87; · исходная влажность теста - 30 % (тесто без добавки яиц и обогатителей); · время нахождения продукта в рабочей зоне конвейера - 7 мин 30 с; · форма макаронных изделий - лапша (пластина шириной 15-17 мм с волнистыми краями и длиной 20~30 мм) · рожки (наружный диаметр около 5 мм, толщина стенок 1, 5 мм, длина 20-30 мм). Размеры указаны для сухих изделий. Пробная работа на экспериментальном конвейере показала, что изделия после сушки были твердоупругие, на изломе стекловидные, с равномерной структурой по глубине. Определяя динамику сушки, измеряли массу контрольных участков. Для этого выполнили три навески по 1000+/-2г. Транспортерная лента была загружена полностью по всей длине. Контрольные зоны были расположены среди потока продукта. После одного прогона продукта через активную зону за 7 мин 30 с получили следующие результаты (табл. 2). В среднем остаточная масса после прогона составила 880, 76 г, что соответствует 20%-ной остаточной влажности при 30%-ной влажности исходного теста. Из приведенных графиков динамики сушки рис. 1 видно, что в сравнении с контрольной сушкой на стандартом оборудовании конвекционного типа (такой же производительности), где подобные результаты были получены через 60 мин, ИК-сушка с применением функциональной керамики по времени прошла в 8 раз быстрее (табл. 3). На единицу продукции экспериментальным конвейером затрачено в 26 раз меньше энергии по сравнению с традиционным методом. Часть контрольной партии продукта пропустили через активный участок транспортера дважды (табл. 4, п. 2). Изделия, прошедшие предварительную сушку, разложили на кассетах и оставили на воздухе для охлаждения и стабилизации продукта. По внешнему виду готовые изделия не отличались от аналогичных изделий, полученных традиционным способом сушки по технологии, представленной в табл. 1. Важное потребительское свойство макаронных изделий - их состояние после варки, которую проводили согласно ГОСТ 14849-89. Результаты варки см. в табл. 4, При сравнении п. 1 и п. 3 (даже с учетом увеличения времени варки с 12 до 16 мин) наглядно видно, что изделие не разварилось и не слиплось. Двойной прогон под активной зоной контрольной партии продукта с промежуточным остыванием (п. 2) привел к некоторому ухудшению потребительских свойств по сравнению с однократным. Это объясняется тем, что процесс сушки с применением функциональной керамики нельзя прерывать, удаляя продукт из активной лучевой зоны, так как при этом нарушается динамика сушки и происходят необратимые изменения продукта, ухудшающие его потребительские свойства. Процессы сушки макаронных изделий с использованием избирательных ИК- преобразователей в значительной степени отличаются от обычных. В процессе сушки необходимо обеспечивать непрерывный отвод паров, выделяющихся из продукта, при помощи продуваемого воздуха. Поскольку пар, выделенный продуктом, препятствует прохождению лучей вглубь структуры и массы самого продукта, энергия лучей начнет поглощаться паром. Он перегревается, что приведет к вторичному нагреву продукта и нарушению динамики процесса сушки. Последняя, может в значительной степени замедлиться, что приведет к порче самого продукта, который начнет «вариться» на пару. Качественные показатели начнут приближаться к продуктам, высушенным обычными традиционными способами. Применение закрытых камер с дополнительным увлажнением недопустимо. Вышеприведенные данные были получены без использования контрольной сушкой на стандартом оборудовании конвекционного типа (такой же производительности), где подобные результаты были получены через 60 мин, ИК-сушка с применением функциональной керамики по времени прошла в 8 раз быстрее (табл. 3).
|