Материал: Д6261 Верболоз ЕИ Тестомесильные машины периодического действия Метод каз лаб раб

Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

Кафедра техники пищевых производств и торговли

Тестомесильные машины периодического действия

Методические указания к лабораторной работе для студентов специальности 260601

всех форм обучения

Санкт-Петербург 2010

УДК 664.65.05

Верболоз Е.И., Мовчанюк Е.В. Арсеньев В.В. Тестомесильные машины пе-риодического действия: Метод. указания к лабораторной работе для студентов спец. 260601 всех форм обучения. ­­ СПб.: СПбГУНиПТ, 2010. ­­ 27 с.

Указаны цель и порядок выполнения работы; описаны процесс тестопри-готовления, некоторые конструкции тестомесильных машин непрерывного дей-ствия; даны классификация и расчет тестомесильных машин; указан порядок оформления отчета о работе.

Рецензент

Канд. техн. наук, доц. Н.А. Зуев

Рекомендованы к изданию редакционно-издательским советом уни-верситета

 Санкт-Петербургский государственный

университет низкотемпературных и пищевых технологий, 2010

1. Цель работы

Целью работы является краткое знакомство с процессом тестоприготовления и классификацией тестомесильных машин периодичес­кого действия, изучение некоторых конструкций тестомесильных машин периодического действия, применяемых в хлебопекарной промышленности, приобретение навыков расчета тестомесильных машин и составления их кинематических принципиальных схем.

2. Порядок выполнения работы

При подготовке к лабораторной работе студент должен изучить дан­ные методические указания и рекомендуемую литературу. Затем студент приступает к разборке, изучению и проведению необходимых измерений одной из тестомесильных машин, имеющихся в лаборатории кафедры (по указанию преподавателя). В заключение студент составляет и оформля­ет отчет в соответствии с требованиями, изложенными в разд. 7, и сдает его преподавателю.

Из общего количества времени (4 ч), отводимого на выполнение лабораторной работы, следует затратить:

– на изучение методических указаний и рекомендуемой литературы – 1 ч;

– на разборку, изучение и измерение отдельных элементов тестомесильной машины, а также проведение необходимых расчетов – 2 ч;

– на оформление и сдачу отчета – 1 ч.

3. Некоторые теоретические сведения о процессе замеса теста

Замес теста осуществляется в рабочей камере тестомесильной машины в течение 0,5–4,0 мин в результате тщательного перемешивания компонентов и механической его проработки, существенно влияющей на структуру и свойства теста, интенсивность его созревания и ка­чество готового продукта.

Процесс замеса пшеничного теста существенно отличается от замеса ржаного теста и является более сложным. В пшеничном тесте образуется губчатый упругий клейковинный каркас, тесто становится эластичным и упругим. Для ржаного теста характерны пластичность, высокая вяз­кость, слабые упругость и растяжимость. При замесе теста механичес­кая проработка наиболее существенно влияет на качество пшеничного теста.

В результате замеса образуется однородная упругопластичная капиллярно-пористая масса, содержащая муку, воду, дрожжи и прочие компоненты; в ней активно протекают физические, коллоидные, микро­биологические и ферментативные процессы.

Для анализа и постадийного обоснования рабочих параметров следует рассмотреть физическую модель процесса, предложенную Х.Д. Чейтнером (рис. 1).

I

Рис. 1. Трехстадийная модель замеса теста:

I – предварительное смешивание; II – собственно замес; III – пластификация; 1 – увлажнение; 2 – аэрация; 3 – сорбция; 4 – диспергирование; 5 – растворение; 6 – набухание; 7 – окклюзия; 8 – окисление; 9 – образование межмолекулярных связей; 10 – структурообразование

Первая стадия – смешивание компонентов – завершается образова­нием трехфазной смеси с высокой равномерностью распределения ком­понентов замеса. Здесь происходит увлажнение сухих компонентов, их диспергирование, аэрация, сорбция влаги поверхностью частиц. Эта стадия должна проводиться как можно быстрее, чтобы достичь равномер­ного смещения компонентов с минимальной затратой энергии. При мед­ленном же перемешивании одновременно будет происходить набухание частиц муки с образованием комочков и повышением когезии, затрудняющих дальнейшее равномерное распределение компонентов.

Вторая стадия – собственно замес – характеризуется выравнива­нием влагосодержания, диффузией влаги внутрь частиц муки, набухани­ем белков и переходом в раствор водорастворимых компонентов муки. Здесь заметно возрастают усилие сдвига массы и, следовательно, потребление энергии на привод месильной машины. При набухании большую часть влаги забирают белковые вещества – глиадин и глютенин (имеющие водопоглотительную способность около 200 %), альбумин и глобулин могут набухать неограниченно. Набухшие белки образуют гидрогель. Водопоглощение крахмала муки до-стигает 40 %, однако скорость погло­щения влаги крахмалом выше, чем белками. Вязкость массы теста уве­личивается при добавлении окислителей. На скорость течения второй стадии замеса оказывают влияние свойства муки, степень измельчения крахмальных зерен, температура и рецептурные добавки, вносимые в тесто. При поглощении влаги белки пшеничной муки сильно увеличива­ются в объеме, образуя клейковинный каркас, скрепляющий набухшие зер­на и нерастворимые частицы муки. Вторая стадия замеса не требует энергичной механической проработки массы.

Третья стадия – пластификация – сопровождается структурными изменениями крахмальных зерен и образованием клейковинной решетки, связывающей крахмальные зерна. При этом они частично измельчаются и обволакиваются белковыми пленками, которые также претерпевают структурные изменения. Благодаря образованию межмолекулярных соединений появляются молекулы-гиганты молекулярной массой около 10⁵. Такие структурированные пленки создают хороший газоудерживающий каркас теста.

Третья стадия требует усиленного механического воздействия. При этом изменяются структурно-механические свойства клейковины, происходит ее измельчение, выравнивание структуры теста, что в даль­нейшем при брожении способствует образованию равномерной мелкой пористости.

В зависимости от конструкции тестомесильной машины, температу­ры замеса t и интенсивности воздействия на тесто V длительность процесса τ может изменяться в широких пределах, а также совмещаться во времени.

Замес в конечном итоге должен обеспечивать равномерное переме­шивание всех компонентов, получение теста с определенными свойства­ми и создание предпосылок для обеспечения оптимальных условий пос­ледующих этапов технологического процесса: брожения, деления, формования, расстойки и выпечки.

4. Классификация тестомесильных машин периодического действия

По роду работы тестомесильные машины подразделяются на машины периодического (дискретного) действия и непрерывно действующие. В первых все стадии замеса теста едины в пространстве, но разделе­ны во времени, во вторых – наоборот.

Тестомесильные машины периодического действия бывают с месиль­ными емкостями (дежами) стационарными и подкатными. Дежи бывают неподвижными, со свободным и принудительным вращением.

Особенностью работы тестомесильных машин периодического действия с подкатными дежами является то, что перед замесом в дежу загружа­ется определенная порция компонентов; дежу подкатывают и фиксируют на фундаментной площадке тестомесильной машины. После замеса дежу с тестом откатывают в камеру брожения, где происходит его созрева­ние в течение нескольких часов. К машине в это время подкатывается следующая дежа, и цикл повторяется. На одну месильную машину приходится от 5 до 12 дежей в зависимости от производительности линии.

Тестомесильные машины со стационарными дежами отличаются тем, что замешанное на них тесто сразу же выгружается из дежи, которая для этого поворачивается на определенный угол, и поступает на брожение в специальную емкость.

В зависимости от интенсивности воздействия рабочего органа на массу тестомесильные машины делятся на: тихоходные (удельный расход энергии на замес 5–12 Дж/г), быстроходные или интенсивные (удельный расход энергии 15–30 Дж/г) и суперинтенсивные (удельный расход энергии до 45 Дж/г). В последних наблюдается существенный нагрев теста при замесе (до 20 °С), следовательно, в этом случае требуется устройство водяного охлаждения месильной камеры.

В зависимости от расположения оси месильного органа различа­ются машины с горизонтальной, наклонной и вертикальной осями.

По характеру движения месильного органа бывают машины с круговым, вращательным, планетарным, сложным плоским и пространственным движением месильного органа.

В зависимости от применяемой системы управления тестомесильные машины бывают с ручным, полуавтоматическим и автоматическим управлением.

На рис. 2 и 3 приведены схемы эксплуатирующихся в настоящее время тестомесильных машин периодического действия, соответственно, с подкатными и стационарными дежами.

з

Рис. 2. Принципиальные схемы тестомесильных машин периодического действия с подкатными дежами:

а – с поступательным круговым движением наклонной месильной лопасти; б – с вращательным движением наклонной месильной лопасти, описывающей двойной конус; в – с плоским движением месильной лопасти по замкнутой кривой; г – с криволинейным пространственным движением ме­сильной лопасти по эллиптической кривой; д – с вертикальной спиралеобразной лопастью, сме­щенной от центра дежи; е – с несимметричной месильной лопастью, смещенной от центра дежи и совершающей планетарное движение; ж – с многолопастным месильным органом и соосной не­подвижной дежой; з – с горизонтальной лопастью, вращающейся вокруг вертикальной оси в не­подвижной соосной деже; и – с вертикальным многолопастным валом, смещенным от центра вращающейся дежи

е

Рис. 3. Принципиальные схемы тестомесильных машин периодического действия со стационарными дежами:

а – с четырьмя горизонтальными или наклонными цилиндрическими месильными валами; б – с двумя Z-образными горизонтальными месильными лопастями; в – с шарнирной Z-образной гори­зонтальной лопастью; г – с месильной лопастью в виде многоугольного ротора или другой кон­фигурации, вращающейся в месильной емкости, снабженной водяной рубашкой; д – с горизонталь­ной лопастью, вращающейся вокруг вертикальной оси в неподвижной соосной деже, накло- ня­емой для разгрузки на угол α вместе с приводом, расположенным под дежой; е – с эксцентрично расположенным в деже вильчатым или рамным месильным органом и со свободным вращением дежи