В течение многих лет в хлебопекарной промышленности внимание было направлено на производство так называемого теста "без времени", которое в целом можно определить как тесто, которое не является бисквитом, но которое не требует какого-либо существенного брожения. Достижение удовлетворительного метода производства теста "без времени" является очевидным желанием, поскольку брожение в массе является одним из наиболее трудоемких этапов процесса выпечки хлеба.
Способ замешивания теста для использования в производстве хлеба с удельным объемом примерно от 4,5 до 7,0 кубических сантиметров на грамм и при котором энергия, добавляемая во время замеса, достаточна для существенного определения структуры ячеек готового продукта, теста. Бисквит, по существу, не требующий ферментации в массе, включающий стадии:
- механического замеса теста в партии; придание энергии тесту на указанной стадии перемешивания в количестве, превышающем 15 ватт часов на килограмм всех ингредиентов теста;
- инициирование и завершение указанного этапа перемешивания менее чем за 7 минут;
- регулирование повышения температуры теста в результате подвода энергии во время указанного этапа смешивания путем пропускания охлаждающей жидкости через рубашку, окружающую камеру смешивания, так чтобы температура теста после смешивания находилась в диапазоне 25 ° C. до 35 ° С.;
- добавление, по меньшей мере, одного из ингредиентов, сахара и жира, частично в процессе смешивания, но после, по меньшей мере, 25% от общего времени смешивания в смесительной камере;
- проведение по меньшей мере части перемешивания в условиях вакуума.
При приготовлении хлебобулочного теста ингредиенты помещаются в смесительную камеру и сначала прижимаются вниз поверхностью лопатки для замеса при вращении элемента в направлении стрелки. Поскольку вертикальный нож проходит от нижней поверхности лопатки и указывает, по существу, в направлении вращения, тесто, которое было прижато под лопаткой, делится на секции, а затем разделяется (разрезается и складывается) с обеих сторон вертикального лопаточного элемента. Таким образом, часть высоковязкого теста, вытолкнутая наружу из вращающегося элемента, вытягивается и складывается вертикальным лопаточным элементом. Тем временем часть теста, расположенная ближе к центру бака, постепенно выталкивается радиально наружу, сталкиваясь и накапливаясь на части, вытянутой и сложенной, как описано выше. Тесто по мере приближения к внешней периферии вращающегося элемента соскребает вверх и вниз скребковыми лопастными элементами при этом прижимаясь между отклоняющим элементом. Однако, как только тесто поднимается, оно снова прижимается и переворачивается смесительной лопастью, после чего вертикальная лопасть снова разделяет тесто, так что операции вытягивания, складывания, столкновения, складывания и зачистки повторяются. Так как тесто, таким образом, многократно подвергается растягиванию и разрезанию в результате комбинации мощных движений, операции смешивания, перемешивания и замешивания выполняются быстро и равномерно. тем самым позволяя полностью замесить и замесить тесто за короткий промежуток времени. Кроме того, из-за различных действий по разрезанию и складыванию, которые происходят при каждом обороте устройства, можно добавить относительно большое количество энергии к тесту за короткий период времени.
Смесительная камера снабжена крышкой, которая прикреплена для уплотнения к краю камеры, а также предусмотрены средства откачки для откачивания воздуха из внутренней части камеры, когда крышка открыта. В закрытом, герметичном, положении в крышке предусмотрен впускной клапан, через который жидкие ингредиенты, такие как жидкие жиры и сахар, могут подаваться в камеру.
Используя смесительную машину, можно получить тесто, которое достигло высокоразвитого клеевого состояния за очень короткий период времени. Пузырьки воздуха, захваченные в тесте, диспергируются и распределяются мелко и равномерно, и тесто демонстрирует превосходную механическую устойчивость, а именно устойчивость к разрыву глютеновой сетки. Фактически, можно производить тесто, в которое было добавлено достаточно энергии в смесительной машине, чтобы определить окончательную структуру ячеек готового выпеченного продукта, и можно избежать обычного этапа брожения в массе, который в некоторых случаях может занять до четырех часов.
Во время процесса замеса теста в камере температура теста повышается пропорционально подводимой энергии и, если дать ей возможность бесконтрольно подняться, температура вскоре достигнет уровня, при котором тесто не может быть успешно превращено в приемлемый продукт. Однако присутствие охлаждающей жидкости в рубашке замедляет повышение температуры ингредиентов и следовательно, можно избежать нагрева теста до слишком высокой температуры для последующей обработки. Очевидно, что в рубашке можно использовать охлажденную воду, но в некоторых случаях предпочтительно использовать этиленгликоль или галогенированный углеводород, температура замерзания которого ниже, чем у воды, так что жидкий хладагент, перекачиваемый через трубу, может иметь температуру ниже 0 ° C.
Используя такой контроль температуры, можно производить хорошее тесто в условиях, когда температура окружающей среды такова, что без использования метода охлаждения было бы невозможно добавить необходимую энергию к тесту в миксере без перегрева теста. Важно, чтобы охлаждающая жидкость циркулировала вертикально примерно на глубину вращающегося элемента, чтобы обеспечить достаточный охлаждающий эффект.
Технологический процесс производства хлебобулочных изделий состоит из следующих основных стадий:
1) подготовка сырья к производству: хранение, смешивания, просеивания сыпучих или фильтрования жидких видов сырья; измельчения и плавления твердых жиров приготовления растворов пищевых добавок: соли, химических разрыхлителей;
"Нормы технологического проектирования предприятий хлебопекарной промышленности" ВНТП 02-92 разработаны институтом ЦНИИ Промзернопроект в соответствии с техническим заданием, утвержденным Главным научно-проектным управлением по строительству при Государственной комиссии Совета Министров СССР по продовольствию и закупкам.
Закупленное сырье, перед подачей на производство поступает в подготовительное помещение до начала ведения технологического процесса, где его взвешивают, после сырье проходит этап очистки от загрязнения. После вскрытия тары, сырье пересыпают или перекладывают в цеховую тару.
Мука просеивают через сито с размерами ячеек не более 2,5 мм, пропускают через магниты, грузоподъемность которых не менее 8-ми кг на 1 кг магнитов. Сахар просеивают через сито с ячейками размером не более 3 мм и пропускают через магнитные уловители для очистки от металлических и ферромагнитных примесей (при необходимости).
Соль поваренную просеивают через металлическое сито с размерами ячеек не более 3,5 мм или растворяют в воде и процеживают через сито с размером ячеек не более 0,5 мм или через ткань.
Яйца куриные помещают в сетчатое ведро и обрабатывают дезинфицирующими растворами: замачивают в течение 5-10 минут в 2% растворе питьевой соды, затем 5 минут - в 2% растворе хлорной извести или 0,5% растворе хлорамина и ополаскивают проточной водой. Подготовленные яйца разбивают и процеживают через сито с ячейками размером не более 3 мм.
Изюм перебирают, удаляя веточки, плодоножки и посторонние примеси и промывают в моечных машинах или на решетах проточной водой и подсушивают в сушильной камере или путем естественной сушки в производственном помещении до начальной влажности. Маргарин разрезают на куски и тщательно осматривают. Сахарную пудру просеивают через сита.
2) приготовления теста;
В месильный машине сбивают маргарин с сахаром в течение 10-15 мин. Где сбитой массе добавляют яйца постепенно в течение 10 мин. порциями, затем добавляют разрыхлитель, изюм, в последнюю очередь - муку, перемешивают 2-3 мин. где получения однородной массы. Длительность замеса - 25-30 мин. Готовое тесто должно быть равномерно перемешанным.
3) формирование;
Готовое тесто делят на отдельные куски, с учетом потерь на запекание и усыхание на предприятии, кладут в смазанные формы и направляют на выпечку.
4) выпечка;
Продолжительность выпечки 20-25 мин. при температуре 180-200 ° С.
5) глазирования и украшения;
Выпеченные хлебобулочные изделия охлаждают, в зависимости от рецептуры наносят глазурь, посыпают сахарной пудрой и направляют на упаковку.
6) упаковка, маркировка, транспортирование и хранение.
2.1 Системный анализ модернизируемой линии по производству хлебобулочных изделий
Все стадии изготовления хлебобулочных изделий можно свести к качеству исходного продукта каждой отдельно взятой стадии, цены на готовое изделие и спрос потребителей и конкурентоспособность предприятия на рынке. Поэтому качество готовой продукции основным образом зависит от соблюдения технологических параметров на каждой стадии изготовления. Основными возмущающих факторов в данном случае будут температура и влажность в помещении.
2.2 Разработка структурной схемы автоматизированной системы управления
При разработке структурной схемы (рис. 7) и выборе объекта модернизации обращалось внимание на улучшение технологического процесса после внедрения ряда технических средств автоматизации. Целью внедрения является уменьшение ручной работы на предприятии, уменьшение количества исходного брака, связанного с человеческим фактором, увеличение объема выпускаемой продукции, путем сокращения времени простоя оборудования.
Для модернизации линии по производству хлебобулочных изделий подобрано ряд датчиков и исполнительный механизм, отвечающий требованиям безопасности и удовлетворяющий надлежащие условия функционирования. Таким образом обеспечивается высокая точность и надежность работы оборудования.
Исполнительные механизмы также управляются с унифицированным сигналом контроллера через преобразователи.
Большим преимуществом разрабатываемой системы является наличие индикации и клавиатуры, с помощью которых система становится проста в управлении.
Представлена блок - схема системы управления реализована на таких элементах:
1) Д 1, Д 2 - датчики уровня;
2) Д 3 - датчик температуры;
3) АЦП АД 7892;
4) МК КМ 1816ВЕ 51;
5) Средства индикации и клавиатура;
6) Регулятор;
7) КАС - временная задержка сигналов;
8) Сервопривод Futaba S3003.
2.3 Разработка функциональной схемы модернизации линии по производству хлебобулочных изделий
Для того, чтобы продукция соответствовала установленным требованиям, процесс подготовки к выпеканию (нормы дозировки, очистки, температура компонентов) и, собственно, именно выпечки, охлаждения, глазирования и упаковки или фасовки проходили по строго установленным правилам. Так как технологический процесс изготовления хлебобулочных изделий непрерывный, на качество производства конечного продукта основным образом влияет надежность работы автоматизированной системы.
Рисунок 8 - Функциональная схема модернизации линии по производству хлебобулочных изделий
2.4 Выбор оборудования и основных технических средств системы управления
1. Датчик температуры DS18B20
DS18B20 - это первый проводной программируемый датчик температуры от компании Maxim Integrated Products. Он широко используется для измерения температуры в жестких средах, таких как химические растворы, шахты или почва и т.д. Корпус датчика является прочным, а также может быть водонепроницаемым, что упрощает процесс монтажа. Он может измерять широкий диапазон температур от -55C до +325 C с приличной точностью ±5C. Каждый датчик имеет уникальный адрес и требует только одного контакта микроконтроллера для передачи данных, поэтому он является очень хорошим выбором для измерения температуры в нескольких точках без ущерба для большинства цифровых контактов на микроконтроллере.
2. Датчик уровня LS8-F
Магнитный поплавковый уровнемер, также называемые указателями уровня, состоят из камеры, магнитного поплавка и индикаторной шкалы типа флиппера, установленной сбоку от камеры. Понять работу магнитного индикатора уровня довольно просто. Жидкость в резервуаре достигает своего собственного уровня внутри камеры. Магнитный поплавок в камере поднимается и опускается вместе с уровнем жидкости. Когда магнитный поплавок поднимается и опускается, он изменяет ориентацию полоски на шкале, обеспечивая визуальную индикацию уровня. Кроме того, когда магнитный поплавок поднимается и опускается, он приводит в действие любой датчик или аварийные выключатели, прикрепленные к боковой стороне манометра.
Магнитные указатели уровня LS8-F изготавливаются по индивидуальному заказу в соответствии с требованиями заказчика. Конструкция поплавка определяется технологической жидкостью, давлением, температурой и удельным весом жидкости. Магнитные указатели уровня обычно изготавливаются из нержавеющей стали, но могут быть изготовлены из множества других материалов. Для удовлетворения потребностей предприятия доступны различные варианты монтажа и установки к процессу.
3. Исполнительный механизм S3003
Этот серводвигатель отличается наличием пластикового зубчатого колеса, поэтому его применение ограничено с точки зрения количества требуемого усилия, поскольку, если оно превышает то, что он может выдержать (4,1 кг * см), набор шестерен может быть поврежден. Этот серводвигатель управляется сигналом широтно-импульсной модуляции, ШИМ. Этот сигнал является цифровым и генерируется через вывод микроконтроллера, чтобы установить ротор серводвигателя в желаемое положение.