Чем ближе лето, тем больше растёт желание похудеть и привести себя в порядок. Но тем, кто долгую зиму питался на скорую руку макарошками, сосисками и бутербродами, сложно перестроиться на новый лад. Большинство фитнес-тренеров солидарны в том, есть макароны на сушке - нельзя. Однако у диетологов иное мнение.

Аргументы за и против макарон на сушке

Противники макарон приводят следующие аргументы для отказа от них:

• высокий гликемический индекс (быстро повышают сахар в крови);
• наличие глютена;
• высокая калорийность.

Сейчас на гликемический индекс обращают внимание только диабетики и специалисты по питанию без глубоких знаний. По их убеждениям, когда в кровь поступает много глюкозы, её излишки наш организм, стремящийся к постоянству состава, может утилизовать только в жир. Потому высокий ГИ для них зло. Однако для такого сценария должны быть переполнены гликогеновые депо печени и мышц, чего на диете не случается.

Безглютеновые диеты сушке никак не способствуют (но и не мешают), они нужны только людям с целиакией.

Что касается калорийности, то в 100 граммах отварных макарон, гречки и риса она отличается не более чем на 5–10 калорий. Считается, что продукты с более высоким гликемическим индексом насыщают на более короткий срок, но ведь усвоение пищи и субъективный голод/сытость от неё зависят не только от ГИ. Кто-то голоден после тарелки гречки, а после такой же, но макарон - сыт. Нет никакой проблемы, если съесть пасту с курицей, а не рис с грудкой, но при этом уложиться в свои дневные нормы углеводов.

Какие макароны можно и как их готовить

Тех, кто соблюдает диету, подстерегает другая опасность макарон: этот продукт содержит совсем немного биологически активных веществ. На сушке количество еды ограничено, поэтому она должна иметь высокую пищевую ценность, максимально удовлетворяя потребности в витаминах и минералах. Чтобы не досушиться до авитаминоза, стоит выбирать макароны:

• из цельнозерновой муки (цельное зерно содержит больше витаминов группы В), несмотря на их неаппетитный сероватый или коричневый цвет;
• с добавками - томатные, шпинатные, гречневые и т. д.

Для сохранения полезных составляющих их нужно недоваривать - подавать альденте.

Похудение и сушка - это совсем не повод полностью отказываться от привычных продуктов. Скорее, причина пересмотреть их количество в рационе и способы приготовления.

Сушка - один из способов консервирования макаронного теста, состоящего из гидрофильных полимерных веществ. Если не удалить из него влагу, то будут развиваться микробиологические, биохимические и другие процессы, которые быстро приведут к порче продукта.

Макаронное тесто при высушивании крайне медленно отдает влагу. Для управления процессом обезвоживания необходимо учитывать всю совокупность свойств макаронного теста, помня, что основная задача технологии сушки заключается в получении продукта высокого качества при минимальных затратах энергии и труда.

Сушка макаронных изделий так же, как сушка любых других капиллярно- пористых материалов, протекает в два периода. Первый характеризуется постоянной скоростью и обусловлен интенсивным удалением влаги, менее прочно связанной с крахмалом. Во второй период, характеризующийся убывающей скоростью сушки, происходит обезвоживание белковой части изделий, которая более прочно, чем крахмал, удерживает влагу.

Свойства макаронных изделий как объекта сушки. Сырые макаронные изделия поступают на сушку при влажности 30-32,5%. По классификации П. А. Ребиндера сырые макаронные изделия, прошедшие стадию прессования, относятся к коагуляционным структурам, для которых характерно наличие упругого каркаса, образованного силами межмолекулярного сцепления белковых молекул. Подобные структуры обнаруживают пластичность, эластичность и тиксотропные свойства. При обезвоживании коагуляционные структуры постепенно утрачивают пластические свойства; одновременно нарастает их упругость, в результате чего структура упрочняется, а к концу сушки они становятся твердым хрупким телом.

Макаронные изделия при сушке до определенного предела сохраняют свойства пластичности, а начиная от влажности 25-20% упругие свойства постепенно перекрывают пластические.

Кинетика обезвоживания макаронного теста характеризуется исключительно-замедленной миграцией влаги в толще изделия. Благодаря этому смена пластических деформаций упругими идет крайне неравномерно: на подсушенной поверхности упругие деформации могут достигнуть предельной величины, в то время как глубинные слои остаются пластичными. Конечный результат структурных изменений при сушке - уменьшение объема и линейных размеров изделий.

Таким образом, у макаронного теста при сушке наиболее ярко проявляются следующие свойства:

линейная и объемная усадка, которые при нещадящих режимах сушки и большой неравномерности поля влажности могут вызывать растрескивание и искривление изделий. Способность к растрескиванию и искривлению изделий сохраняется и после сушки;

низкая влагопроводность, вызывающая отставание внутреннего переноса влаги от влагоотдачи в окружающую среду и обусловливающая неравномерность поля влажности;

тепловая денатурация белков и частичная клейстеризация крахмала при высоких температурах (сушилка ВИС- 2), приводящие к снижению прочности и ухудшению цвета изделий;

две формы связи влаги: адсорбционная и осмотическая, причем адсорбционно связанная влага перемещается в виде пара, остальная в виде жидкости;

более прочное удерживание влаги белками теста по сравнению с гигроскопическим крахмалом в связи с большей гидрофильностью белков. В первый период сушки обезвоживание идет более интенсивно благодаря тому, что в первую очередь влагу теряет крахмал.

Режимы конвективной сушки макаронных изделий . Под термином «режим сушки» понимают совокупность "параметров сушильного воздуха (температура, влажность, скорость), длительности сушки, наличия периодов сушки и отволаживания, их продолжительности и частоты чередования.

Режимы сушки, применяемые в макаронной промышленности, разнообразны. При выборе режима необходимо считаться с указанными выше технологическими свойствами макаронного теста. Во избежание искривления и растрескивания изделия следует стремиться к равномерной его сушке как по сечению, так и по длине. Идеальный режим такой, при котором внутренний массоперенос влаги не будет отставать от влагоотдачи с поверхности изделий. Осуществить такой режим сложно, поскольку при сушке в массе сушимых изделий образуется значительный градиент влажности, при котором подвод влаги из глубинных слоев отстает от ее испарения с поверхности изделия. Поэтому очень важно поддерживать такую величину градиента, при которой интенсивность сушки была бы оптимальной.

В начальной стадии сушки градиент влажности минимален, а в дальнейшем величина его возрастает. Из этого следует, что на первом этапе сушки возможны жесткие режимы, а на последующих - щадящие.

По отношению к макаронному тесту применимо следующее правило: пока оно пластично, его можно сушить быстро (напряжения и обусловливаемое ими растрескивание могут не наблюдаться, даже если разница в содержании влаги в центре и на поверхности значительна).

Для макаронных изделий наиболее широко распространены два режима сушки :

трехстадийный или пульсирующий режим ;

непрерывный, при постоянной сушильной способности воздуха .

В каждом режиме основная цель- не допустить возникновения опасных для растрескивания изделий больших градиентов влажности.

Трехстадийный режим, судя по названию, состоит из трех этапов. Первая стадия - предварительная сушка . Ее цель - стабилизация формы сырых изделий, предотвращение их закисания, плесневения и вытягивания. Подсушка длится от 30 мин до 2 ч и ведется при сравнительно жестких режимах. В течение этого времени удаляется от одной трети до половины влаги от того количества, которое должно быть удалено из макаронных изделий. Такое интенсивное обезвоживание за сравнительно короткое время возможно только на первом этапе сушки, когда макароны еще пластичны и не возникает опасности растрескивания.

Вторая стадия называется отволаживанием . Повышением относительной влажности воздуха добиваются размягчения корочки - увлажнения поверхностного слоя, в результате которого снижается градиент влажности и рассасываются возникшие напряжения. Этот процесс лучше проводить при сравнительно высоких температурах и относительной влажности воздуха, при которых скорость диффузии влаги увеличивается, а продолжительность отволаживания сокращается.

Третья стадия - окончательная сушка - проводится при мягком режиме, поскольку изделия находятся в области упругих деформаций. В этот период скорость испарения влаги с поверхности должна быть соизмерима со скоростью ее подвода из внутренних слоев к наружным. На этом этапе сушка обычно чередуется с отволаживанием.

В некотором приближении с этим режимом сходен метод сушки трубчатых изделий в кассетах в бескалориферных сушилках. Вентилятор приводится в движение реверсивным способом. С помощью реле времени электродвигатель периодически изменяет вращение вентилятора на противоположное. Сушка осуществляется по циклу: 1) прямое направление продувки воздуха; 2) краткая остановка двигателя, соответствующая стадии отволажива- ния; 3) обратное направление продувки. Весь цикл длится 30-40 мин, причем продолжительность всего цикла и его отдельных фаз может регулироваться при помощи того же реле времени.

Непрерывная сушка при постоянной сушильной способности воздуха (режим второго типа) предельно проста в отношении регулирования параметров воздуха и процесса в целом. При таком режиме параметры воздуха на входе в сушилку остаются от начала до окончания сушки примерно постоянными.

Крупный недостаток этого режима заключается в том, что сушку приходится вести при высокой сушильной способности воздуха. Такой режим можно применить для изделий, самых стойких к деформации: короткореза- ных и суповых засыпок. Сушка их происходит в более короткий срок, чем длиннотрубчатых; размеры меньше. Они лучше поддаются всесторонней обдувке воздухом благодаря пересыпанию. И тем не менее, короткорезаные изделия желательно сушить при мягком режиме, поскольку структурно- механические свойства теста и для этих изделий остаются теми же.

Новый способ сушки макарон. Способ разработан в Московском технологическом институте пищевой промышленности Е. Н. Калошиной и Г. В. Цивцивадзе под руководством Н. И. Назарова. Сущность метода состоит в особой предварительной подготовке этих трудно высушиваемых изделий: в процессе сушки вводится новая простая технологическая операция - ошпарка изделий паровоздушной смесью-гигротермическая обработка.

До сих пор задачу интенсификации сушки капиллярнопористых коллоидных материалов, к которым относятся и макароны, решали путем повышения сушильной способности воздуха. Для макаронных изделий этот путь оказался неэффективным. Авторы метода пошли по другому пути-изменению свойств макарон как объекта сушки. После гигротермической обработки изделия подвергаются сушке при жестком режиме и кондиционированию в конце обезвоживания, что обеспечивает релаксацию внутренних напряжений в готовых продуктах. Гигротермическая обработка изделий перед сушкой значительно сокращает длительность сушки, так как существенно изменяет их реологические и физико-химические свойства, вследствие чего изделия становятся способными воспринимать жесткие режимы обезвоживания, не подвергаясь растрескиванию. При этой обработке протекают два взаимосвязанных процесса: тепловая денатурация белков клейковины и модификация крахмала, которая в условиях дефицита влаги не переходит границу клейстеризации первого рода. Оба процесса ведут к снижению гидратации влаги белками теста и к упрочнению его структуры.

Исследованиями показано, что гидротермическая обработка вызывает снижение в 2 раза коэффициентов линейной и объемной усадки и увеличение во столько же раз коэффициента трещинообразования (так называемый критерий Кирпичева), в 2-3 раза возрастают показатели прочности готовых изделий. Эта тепловая обработка в сочетании с другими технологическими приемами позволяет сократить длительность сушки трубчатых изделий с 20-24 ч до 8-10 ч и одновременно улучшить совокупность биохимических и технологических качеств готовых изделий: прочность, структуру излома, цвет, внешний вид, кулинарные свойства. Длительность разваривания изделий сократилась в два раза.

гигротермообработки- температура и относительная влажность паровоздушной смеси соответственно 100°С и 98%; длительность - 2 мин;

сушки - температура и относительная влажность сушильного агента соответственно 60-70°С и 70-80%; скорость воздуха 1,0-1,5 м/с;

кондиционирования (стабилизации)- температура и относительная влажность паровоздушной смеси соответственно 90-100°С и 98%; длительность - 1 мин.

Промышленная сушка макаронных изделий. В отечественной и зарубежной промышленности применяется только конвективная атмосферная сушка макаронных изделий. Аппараты и установки, в которых осуществляется" сушка, подразделяются на две группы: конвейерные непрерывно действующие и периодические.

Группу немеханизированных установок составляют два типа сушилок: камерные и шкафные. В СССР распространены последние.

Шкафные сушилки пришли на смену камерным и явились результатом их развития. Все шкафные сушилки характеризуются малой вместимостью, позволяющей вести в определенный момент сушку изделий одного сорта. Изделия, предназначенные для сушки загружаются в передвижные вагонетки, которые затем подаются в сушильную установку. В шкафных сушилках можно осуществлять сушку трубчатых изделий в кассетах и в подвесном состоянии, короткорезаных изделий - россыпью; лапши и вермишели - на рамках и в подвесном состоянии - на бастунах.

Встречается в основном два типа шкафных сушилок: без подогрева воздуха и с подогревом воздуха (калориферные). Первые используются для сушки трубчатых изделий и подвесной сушки, вторые - для сушки коротко- резаных изделий. В связи с широким внедрением непрерывно действующих конвейерных сушилок калориферные установки шкафного типа у нас в настоящее время не производятся, но на фабриках они еще эксплуатируются.

В качестве примера на рис. 1 приведена схема шкафной сушилки ВВП, которая еще широко распространена на наших макаронных фабриках.

Рис. 1. Схема сушилки ВВП:

1 - сушильная камера; 2-кассеты; 3 - кожух вентилятора; 4 - обводной распределительный канал; 5 - вентилятор ЦАГИ-700 на валу электродвигателя.

Сушилка ВВП выполнена из дерева: каркас брусчатый, обшивка фанерная. Сторона с фронта шкафа открыта для загрузки кассет или рамок. Правильная установка кассет или рамок обеспечивается ограничительными планками. На потолке шкафа размещен электродвигатель (мощность 1 кВт, частота вращения 1400 об/мин) с насаженным на его вал крыльчатым вентилятором 5. Электродвигатель реверсивный; колесо вентилятора помещено в патрубке, через который воздух направляется в обводной распределительный канал 4, образованный задней стенкой шкафа и кассетами или рамками с сушильными изделиями. Реверсирование осуществляется автоматически через каждые 30-60 мин, в зависимости от ассортимента высушиваемого изделия.

Шкаф рассчитан на 190 сдвоенных кассет длиной 500 мм, шириной 365 мм и высотой 45 мм. По ширине аппарата помещается три ряда кассет, по длине - два, а по высоте - 40 рядов. Когда эти аппараты использовались для сушки короткорезаных изделий, в них помещалось 80 рамок размером 1100X700X45 мм. Вместимость аппарата 600 кг (по готовым макаронам).

Сушилка ВВП имеет модель ВВП-1, отличающуюся размерами. Вместимость сушильного шкафа 300 кг (120 кассет). Сушилки ВВП обычно устанавливаются блоками по две по фронту и в два ряда впритык к задним стенкам; таким образом, в блоке 4 шкафа. Шкафы по фронту образуют коридоры сушильного цеха, по которым обеспечивается свободное встречное передвижение загруженных и порожних вагонеток.

Непрерывно действующие автоматизированные сушилки в отечественной и зарубежной макаронной промышленности применяются для сушки длиннотрубчатых изделий в подвесном состоянии на бастунах и короткорезаных и штампованных изделий на ленточных транспортерах. Французская фирма «Боссано» выпускает туннельные сушилки, в которых трубчатые изделия типа макарон сушатся во вращающихся кассетах. Две такие линии будут установлены на макаронных фабриках СССР.

Тоннельные сушилки подвесной сушки, изготовляемые Ростовским-на-Дону машиностроительным заводом, входят в состав поточных линий ЛМБ, ЛМВ и ЛМГ, различающихся суточной производительностью прессов и сушильных установок. Линии ЛМБ имеют производительность 500 кг/ч, ЛМГ -1000 кг/ч. В состав поточной линии ЛМГ входит сушильная установка, показанная на рисунке в разделе технолгическая схема производства макаронных изделий:

камеры предварительной (2) и окончательной (5) сушки.

Камера предварительной сушки представляет собой туннель из стального каркаса, обшитого дюралевыми щитами. Вдоль туннеля проходит цепной транспортер, несущий бастуны с сырыми изделиями. В этой камере влажность изделий снижается на 5- 6%, благодаря чему они становятся более упругими, не обрываются и не вытягиваются.

После предварительной сушки изделия поступают в камеру окончательной сушки, состоящую из стального каркаса, обшитого дюралевыми щитами, огражденную теплоизоляционными прокладками. Из камеры окончательной сушки изделия тем же конвейером передаются в стабилизатор-накопитель для охлаждения.

Для сушки короткорезаных макаронных изделий применяются сетчато-ленточные сушилки. На рис. 2 приведена схема сушилки этого типа, которая относится к атмосферным сушилкам с циркуляцией воздуха, нагреваемого непосредственно в сушильной камере. В камере расположено четыре ленты общей площадью 80 м2. Распределительно-приемным устройством сырые изделия загружаются на верхнюю ленту, с помощью которой перемещаются вдоль верхней зоны сушилки, затем они ссыпаются на вторую ленту, со второй на третью и т. д. С последней, четвертой, ленты в готовом виде изделия передаются в охладитель-накопитель.

Движение продукта показано на рисунке стрелками.

Каждая сетчатая лента выполнена из проволоки, сделанной из нержавеющей стали, размерами 20Х200Х Х2000 мм и живым сечением около 56%.

Ленты натянуты на два барабана, один из которых является приводным, другой - натяжным, и поддерживаются роликами. Привод у лент индивидуальный, снабжен дисковым вариатором, позволяющим изменять их скорость от 0,14 до 1 м/мин, т. е. более чем в 7 раз.

В сушильной камере четыре зоны - по числу лент. В пространстве между ветвями лент расположены ребристые паровые калориферы.

Сушильная камера работает под разрежением, создаваемым вытяжной трубой, основание которой заканчивается вытяжным зонтом сечением снизу 10х2 м, сверху 3х2 м и высотой 3,4 м. Высота трубы 10 м. В камере имеются резервные вытяжные вентиляторы, с помощью которых в случае необходимости можно усилить рециркуляцию отработавшего воздуха. Из помещения цеха воздух засасывается через вентиляционные окна нижней зоны, последовательно проходит, начиная снизу, все четыре зоны, причем перед обдувкой очередного слоя изделий он подогревается в калориферах. Из верхней зоны воздух через вытяжной зонт и трубу выбрасывается наружу или частично по отводному каналу возвращается на рециркуляцию в первую зону.

После реконструкции сушилка КСА- 80 обслуживает три пресса ЛПЛ-2М.

Загрузка верхней ленты значительна, однако опасности слипания и искривления изделий нет, поскольку скорость верхней ленты доведена до 1600 мм/мин и температура воздуха в этой зоне - до 58-60°С (вместо 45- 55°С).

Второй сверху ленте задана скорость 830 мм/мин. Снижение скорости вызвало почти двукратное увеличение толщины слоя, но для второй зоны такое увеличение не опасно, так как изделия здесь уже подсохшие. Третья лента движется еще медленнее - со скоростью 770 мм/мин; слой продукта достигает максимальной толщины (60- 70 мм). Одновременно повышается температура воздуха до 68°С. В этой зоне в основном заканчивается сушка, влажность изделий близка к стандартной. В четвертой зоне (скорость ленты 770 мм/мин) поддерживается температура воздуха 38-42°С.

Недостатком сушилки КСА-80 является совмещение у ее переднего фронта загрузки сырых и выгрузки готовых изделий, что нарушает линейность потока, делая его тупиковым.

Рационализаторы Уфимской макаронной фабрики изменили способ загрузки сушилки. Они стали загружать сырыми изделиями одновременно первую и вторую ленты (сверху). Направление движения лент, кроме первой сверху, меняется на противоположное, благодаря чему производственный поток выравнивается, тупик ликвидируется.

Скорость первой и второй лент 430 мм/мин; температура воздуха в обеих зонах 58-60°С. Загрузка лент осуществляется с помощью несложной распределительной гребенки, установленной по всей ширине верхней ленты с наклоном в 45°. Попадая на зубья гребенки, изделия частично проваливаются в просветы между ними на первую ленту, а остальные соскальзывают по наклонной плоскости на вторую ленту.

Подсушенные изделия с обеих лент ссыпаются на третью ветвь, которая движется с некоторым опережением (450 мм/мин). Температура воздуха в третьей зоне 66-68°С.

Четвертая лента имеет скорость 380 мм/мин, температура воздуха в зоне 56-68°С. На реконструированной линии введен жесткий режим сушки, применимый для лапши и вермишели. Предварительная подсушка изделий на стадии резки и распределение их тонким слоем на двух первых лентах позволяет в первый период добиться более или менее равномерной сушки без коробления продукции. На Уфимской макаронной фабрике на этой линии вырабатывают рожки.

ИННОВАЦИОННОЕ ОБОРУДОВАНИЕ - ОСНОВА МОДЕРНИЗАЦИИ ОТРАСЛИ

ТЕМА НОМЕРА

Сверхтемпературная сушка и влажностная стабилизация

макаронных изделий

В.Е. Тукачев, аспирант ЗАО НПФ «ТЕКО», г. Миасс

М.В. Калачев, канд. техн. наук, профессор, Ю.В. Зуева, канд. техн. наук Московский государственный университет технологий и управления

Сушка макаронных изделий - это, как правило, самая длительная и ответственная стадия процесса производства. Это сложный тепломассо-обменный процесс, от которого зависит качество продукта. При сушке макарон их масса из пластического состояния медленно превращается в упругое хрупкое тело.

В зависимости от температуры воздуха используют три основных режима конвективной сушки макаронных изделий: традиционные низкотемпературные режимы - температура сушильного воздуха не превышает 50 °С; высокотемпературные режимы - температура воздуха на определенном этапе сушки достигает 70...90 °С; сверхвысокотемпературные режимы - температура воздуха превышает 90 °С.

Тенденция развития технологии сушки макаронных изделий направлена в сторону сокращения продолжительности сушки и повышения потребительских качеств готовой продукции благодаря применению более высоких температур. Так, итальянская фирма «Паван» при использовании высокотемпературной технологии сократила продолжительность сушки короткорезаных макаронных изделий до 2 ч (температура воздуха при сушке составляет от 84 до 106 °С).

Швейцарская фирма «Бюлер» разработала технологию «Турботерма-

Ключевые слова: макаронные изделия; сверхтемпературная сушка; влажностная стабилизация; влажность; охлаждение; качество.

Рис. 1. Диаграмма сушки и стабилизации гигротермической технологии

Key words: pasta; super-temperature drying; watery stabilization; humidity; cooling; quality.

тик», в результате продолжительность сушки сократилась до 2 ч 45 мин для коротких макаронных изделий (температура сушки - от 95 до 105 °С).

На малых и средних предприятиях наиболее распространена низкотемпературная сушка, не требующая специального автоматического оборудования и приборов. Фирма ЗАО НПФ «Теко» предлагает гидротермическую технологию сверхвысокотемпературной сушки для малых предприятий. Температура в сушильной камере сушилки С-109-4 нового поколения поднимается до 110 °С. Для поддержания оптимальной влажности и создания пара на ТЭНы распыляется вода.

Таким образом, сушка проводится при высоких температурах в среде перегретого пара. Сокращение длительности прогрева макаронных изделий обусловлено частичной конденсацией пара на поверхности макарон, что создает благоприятные условия для применения сверхвысокотемпературной сушки (температура 100...110 °С при влажности 4550%), чем достигается скорость сушки 1,5-2,5° в 1 мин. Такая температура поддерживается в продолжении всей сушки.

Такая технология позволяет из хлебопекарной муки с содержанием клейковины от 23 % получить качественные макаронные изделия. Заданные параметры (температура и влажность) технологического процесса обеспечивают высокую скорость удаления влаги из макаронных изделий, что значительно сокращает

длительность сушки (всего 25 мин) и позволяет снизить расход электроэнергии до 0,2-0,22 кВт на 1 кг высушенного продукта. При температуре сушки 90 °С и более происходит практически полная пастеризация макаронных изделий. Соотношение влажности и температуры показано на рис. 1.

Весь технологический цикл изготовления макаронных изделий (от засыпки муки до упаковки) составляет примерно 60 мин. Указанное время необходимо для обработки тонких макаронных изделий диаметром 0,8-3,0 мм, для изделий большего диаметра время увеличивается.

Стабилизация изделий после сушки в классических технологиях занимает от 4 до 12 ч. Оборудование «Макиз» фирмы «Теко» обеспечивает выравнивание влажности по толщине изделий за 30-40 мин.

Для сокращения времени стабилизации - охлаждения макаронных изделий применена концепция использования высокой температуры самих изделий после сушки. Поскольку влага в конце сушки макаронных изделий присутствует в виде пара, то при резком охлаждении продукта градиент температуры направлен от центра к поверхности, а миграция влаги совпадает с направлением теплового потока. Под воздействием градиента температуры (от 50 до 60 °С) влага переместится от центра к поверхности и выровняет возникшую при сушке неравномерность влажности по слоям. Однако при этом необходимо исключить испарение влаги с поверхности изделий, так как оно только увеличит неравномерность влажности в центре и на поверхности и приведет к возникновению трещин.

Таким образом, охлаждение макаронных изделий следует проводить при повышенной влажности воздушной среды (близкой к равновесной). Кроме того, при понижении температуры обдуваемого воздуха его относительная влажность возрастает, в связи с чем не требуется дополнительных средств и устройств, обеспечивающих повышение относительной влажности воздушной среды. Эта технология нашла применение в конструкции стабилизатора-охладителя С-109-1 нового поколения в линии «Макиз-02».

На рис. 2 представлен охладитель-стабилизатор С-109-1, предназначенный для охлаждения и стабилизации короткорезаных макаронных изделий. Производительность - до 200 кг/ч в зависимости от типа изделий; потребляемая мощность - 1,5 кВт; длительность процесса - 30-40 мин.

THE INNOVATIVE EQUIPMENT - A BASIS OF MODERNIZATION OF BRANCH

Охладитель-стабилизатор состоит из загрузочной воронки 1, пульта управления 2, верхних необдуваемых конвейеров 3 и 4, обдуваемого нижнего конвейера 5, кронштейна 6, вентилятора 7, регулируемых по высоте опор 8, переходника 9, радиатора 10, рамы 11, изолирующих панелей 12, выгрузочного раструба 13, трубопровода подвода-отвода холодной воды 14. Схема продувки конвейерной ленты - «елочка», скорость потока воздуха - 0,2-0,4 м/с. Сама лента изготовлена из полиэфирной сетки. Высота насыпаемого слоя макаронных изделий - 4050 мм.

В радиатор 10 по трубопроводам 14 подается холодная вода, чем обеспечивается понижение температуры макаронных изделий с 85 до 25 °С. Влажность макаронных изделий на выходе - 12,5-13 %.

Температура и влажность контролируются и поддерживаются автоматически с помощью датчиков, установленных в камере охладителя, и пульта управления 2. Работает охладитель следующим образом. Макаронные изделия загружаются на верхнюю ленту конвейера 3 и движутся, пересыпаясь с ленты на ленту.

Рис. 2. Охладитель-стабилизатор С-109-1: 1 - загрузочная воронка; 2 - пульт управления; 3, 4 - верхние конвейеры; 5 - нижний конвейер; 6 - кронштейн; 7 - вентилятор; 8 - опоры; 9 - переходник; 10 - радиатор; 11 - рама;. 12 - панели; 13 - раструб; 14 - трубопровод подвода-отвода воды

В радиатор 10 подается холодная вода требуемой температуры, вентилятор 7 создает холодный воздушный поток, который обдувает макаронные изделия. Причем обдувке подвергаются макаронные изделия только на нижнем конвейере 5, на двух верхних лентах изделия охлаждаются за счет естественной конвекции. Это необходимо для того, что-

бы влага успела переместиться по толщине продукта. На выходе из охладителя через раструб 13 изделия имеют температуру окружающей среды или на 1...2 °С ниже.

Таким образом, применение предлагаемой технологии на предприятиях малой и средней мощности позволит значительно улучшить качество макаронных изделий.

Темы конференции

Продукты высокой добавленной стоимости из крахмала и глюкозных сиропов: органические кислоты, биопластики и химические вещества

■ Крахмалы: рынок, производство и применение модифицированных крахмалов

Глюкозные и глюкозно-фруктозные сиропы: перспекттивы рынка, производство и применение

■ Практический опыт: Глубокая переработка зерна с производством продуктов высокой добавленной стоимо сти: клейковина, крахмал, биоэтанол

Возможности финансирования проектов

Мировой рынок: применение биотехнологий для глубокой переработки зернового сырья

Клейковина (пшеничный глютен): рынок, производство, применение и экспорт. Другие вопросы глубокой переработки зерна

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

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

объемных размеров на 6...8 %:

в процессе высушивания изменяются структурно-механичес­кие свойства изделий.

Рис. 4 Кривые равновесной влажности макаронных изделий.

Характер изменения структурно-механических свойств высу­шиваемых макаронных изделий

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Сушка макарон в шкафных сушилах .

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Конвейерная сушилка С-109-04 предназначена для высокотемпературной сушки макаронных изделий с гидротермической обработкой. Такая технология сушки позволяет получать макаронные изделия высокого качества по составу, цвету, варочным свойствам и внешнему виду.

Сушилка С-109-2 лотковая

Предназначена для высокотемпературной сушки макаронных изделий с гидротермической обработкой. Такая технология сушки позволяет получать макаронные изделия высокого качества по составу, цвету, варочным свойствам и внешнему виду.

Линия осуществляет конвективную сушку макаронных изделий, автоматически поддерживая внутри каждой секции заданные параметры (температуру, влажность). Затраты электроэнергии на килограмм продукции составляют 0,2 кВт.

Стабилизатор-охладитель С-109-1

Стабилизатор-охладитель предназначен для охлаждения макаронных изделий в течении 30 минут, с получением влажности на выходе 12-13%, что делает возможным производить мгновенную упаковку продукции. Обеспечивает:
— сокращение времени стабилизации изделий с 4-6 часов до 30 минут;
— устранение дефектов,связанных с ломкостью изделий при пневмотранспортировании от линии сушки к бункеру-стабилизатору.

Предназначен для сушки короткорезанных макаронных изделий, а также для сушки овощей, фруктов и другой продукции. Шкаф сушильный из термостабилизированных панелей. Осуществляет конвективную сушку продукции с минимальным потреблением энергии.

Система подготовки воды

При производстве макаронных изделий вода используется на технические нужды для замеса теста, создания пара, охлаждения пресс-камеры и для работы вакуумной станции. Для охлаждения пресс-камеры и работы вакуумной станции используют техническую воду, особых требований к качеству этой воды нет. А вот для создания пара и замеса теста необходимо использовать только питьевую воду. Причем, качество воды по санитарным нормам должно соответствовать ГОСТ — Р 51232-98, Сан ПиН 2.14.1074-01.