Схема производства макарон с использованием шкафных сушилок
Обновлено: 01.05.2024
СУШКА МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
Макаронное тесто является хорошей средой для протекания микробиологических и биохимических процессов. Для их предотвращения тесто высушивают до содержания влаги 13,5. 14 %, чтобы после охлаждения содержание влаги в них было не более 13 %. Сушка — наиболее длительная стадия технологического процесса производства макаронных изделий. От правильности ее проведения зависят такие показатели качества готового продукта, как прочность, кислотность и стекловидность. Очень интенсивная сушка может привести к растрескиванию изделий, чрезмерно длительная, а также недосушивание — к их закисанию.
Сушку макаронных изделий проводят конвективным способом, который основан на тепло- и влагообмене между высушиваемым материалом и нагретым воздухом. Процесс сушки состоит в подводе влаги от внутренних слоев изделий к наружным, превращении ее в тар и удалении пара с поверхности за счет нагретого сушильного воздуха. Количество влаги, которое может поглотить 1 кг воздуха до полного его насыщения, называется сушильной способностью воздуха. Чем выше температура, скорость движения воздуха и ниже его относительная влажность, тем выше его сушильная способность и тем быстрее протекает процесс сушки.
Макаронное тесто при сушке проявляет некоторые особенности, обусловленные характером поглощения влаги тестом при его замесе. Поскольку тесто готовят с низким содержанием влаги, свободной влаги в нем нет, она полностью связана белками и крахмалом, причем белки удерживают ее прочнее, чем крахмал. Поэтому процесс сушки протекает в два этапа: на первом — при постоянной скорости сушки происходит более быстрое удаление влаги, связанной крахмалом, на втором — при убывающей скорости сушки — медленное обезвоживание белков.
Влага внутри макаронного теста перемещается от более нагретых наружных слоев к менее нагретым внутренним (явление термовлагопроводности). За счет различного содержания влаги
этих слоев, возникающего в результате испарения влаги с поверхности материала и быстрого осушивания, происходит перераспределение влаги от более влажных внутренних слоев к наружным (явление влагопроводности). Основное движение влаги внутри полуфабриката происходит за счет влагопроводности. Таким образом, влага внутри теста перемещается в противоположных направлениях, что замедляет процесс сушки.
По мере испарения влаги в изделиях происходит их усадка ни
6. 8 %. Наружные слои высыхают быстрее и стремятся уменьшить размеры, а внутренние, в которых содержание влаги какое-то время выше, — сохранить их. В изделиях возникают внутренние напряжения сдвига. В начальный период сушки, пока содержание влаги продукта выше 20 %, тесто обладает пластичными свойствами, ослабляющими внутренние напряжения сдвига. В результате изделия уменьшаются в размерах, не разрушаясь. В дальнейшем, по мере снижения содержания влаги с 20 до 16 %, изделия постепенно утрачивают свойства пластичного материала и приобретают упруше свойства, т. е. они становятся упругопластичным материалом. При этом если внутренние напряжения сдвига превысят предельно допустимые значения, то появятся микротрещины, которые могут привести к лому изделий. На конечном этапе сушки, когда содержание влаги снижается с 16 до 13,5 %, изделия ведут себя как упругохрупкие тела и малейшая усадка ведет к их растрескиванию.
Идеальным режимом сушки является такой, при котором внутренний массоперенос влаги не будет отставать от влагоотдачи с поверхности изделий. Однако осуществить такой режим сложно, так как процесс сушки чрезмерно замедляется, что может вызвать закисание продукта. Для ' ускорения, процесса сушки и получения изделий хорошего качества в начальный период (при содержании влаги 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 мягких режимах, когда влага медленно удаляется воздухом с низкой сушильной способностью. Особенно осторожно надо вести этот процесс на последних этапах сушки, когда содержание влаги изделий ниже 16 %. Практически эти условия можно выполнить при сушке изделий в сушилках поточных линий, где процесс разделен на два этапа — предварительную и окончательную сушку.
В зависимости от сушильной способности воздуха для сушки изделий применяют следующие режимы: трехстадийный, или пульсирующий; сушку воздухом с постоянной сушильной способностью; сушку воздухом с изменяющейся сушильной способностью и сушку с предварительной термообработкой сырых изделий.
Трехстадийный режим сушки состоит из следующих этапов: предварительной сушки, отволаживания и окончательной сушки. Предварительная сушка длится от 30 мин до 2 ч. В течение этого времени испаряется от 1/3 до 1/2 влаги, которую необходимо удалить из изделий. Процесс ведут при жестких режимах, так как тесто пластично и нет опасности растрескивания. Цель этой стадии — ускорить сушку, стабилизировать форму сырых изделий, предотвратить их вытягивание, плесневение и закисание.
Содержание влаги в тесте, выходящем из камеры предварительной сушки, должно быть не ниже 20 %. Образовавшаяся на поверхности корочка может вызвать растрескивание продукта при дальнейшей сушке. Для размягчения корочки изделия направляются на отволаживание — обдувку горячим воздухом с относительной влажностью 90. 100 %. При этом испарения влаги с поверхности практически не происходит, а подведенная теплота расходуется на прогрев изделий, выравнивание влажности во внутренних и наружных слоях макаронной трубки.
Окончательную сушку ведут при мягких режимах, так как 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 ко времени отволаживания составляет примерно 1:2,5.
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 зонах окончательной сушилки 35. 45 °С, относительная влажность 70. 85 %. По высоте тоннель окончательной сушилки разделен на несколько ярусов, по которым последовательно проходят бастуны с изделиями, пересекая поочередно зоны сушки и отволаживания.
Способ сушки воздухом с постоянной сушильной способностью предусматривает примерное постоянство параметров воздуха от начала до конца сушки. Недостаток этого способа — необходимость вести сушку при высокой сушильной способности, что может привести к растрескиванию изделий. Однако этот способ широко применяется на фабриках для сушки макарон в кассетах в бескалориферных сушилках. Сушка ведется путем продувки через макаронные трубки воздуха, забираемого из помещения
цеха. Параметры воздуха поддерживаются на постоянном уровне при помощи приточно-вытяжной вентиляции. Продолжительность сушки 20. 24 ч. Для равномерного высушивания направление воздуха меняют каждый час на противоположное.
Сушка с изменяющейся сушильной способностью воздуха применяется в современных ленточных конвейерных паровых сушилках непрерывного действия, используемых для сушки коротких изделий, типа КСА-80, СПК-30, СПК-45, СПК-90. Сушилки представляют собой тоннель, внутри которого один над другим располагаются четыре или пять транспортеров с находящимися на них изделиями. Транспортеры движутся в противоположных направлениях, при этом продукт последовательно пересыпается с верхних лент на нижние и обдувается воздухом, нагретым в калориферах. Калориферы располагаются между верхней и нижней лентами каждого транспортера. Продолжительность сушки 30. 90 мин в зависимости от размера изделий. Свежий воздух подогревается нижним калорифером до 50. 60 °С и имеет относительную влажность 15. 20 %. Проходя через слой изделий на нижней ленте, воздух отдает часть теплоты и увлажняется. Поднимаясь вверх, он подогревается вторым калорифером до той же температуры, проходит через слой изделий на следующей ленте и т. д. В результате на выходе из сушилки его температура достигает 40. 50 °С, а относительная влажность —
50. 60 %, т. е. сушка ведется воздухом с меняющейся сушильной способностью. Для смягчения режима сушки и повышения качества изделий устанавливают последовательно две сушилки. Первая выполняет роль предварительной сушилки, вторая — окончательной. Общая продолжительность сушки 1. 3 ч, в том числе в предварительной камере 0,5 ч. Аналогичный режим используется в автоматизированных линиях для сушки коротких изделий, в которых кроме предварительной и окончательной сушилок предусмотрена установка для первичной подсушки (трабатто или виброподсушиватель). Эта установка представляет собой ряд сетчатых рамок, совершающих возвратно-поступательное движение, что обеспечивает последовательное перемещение сырых изделий с верхних рамок на нижние. При этом они обдуваются горячим воздухом и за 2. 3 мин теряют 1,5. 2,5 % влаги. На поверхности сырых изделий образуется корочка, предотвращающая их слипание во время последующего высушивания в слое на лентах сушилки. В этом случае сушку ведут при мягком режиме, что улучшает качество продукта.
Сушка с предварительной термообработкой сырых изделий заключается в обдувке трубчатых изделий паровоздушной смесью температурой 95. 98 °С и относительной влажностью 95 % в течение 2 мин и коротких изделий сухим паром температурой
120. 180 °С в течение 30 с с последующей сушкой при постоянной сушильной способности воздуха. Такая тепловая обработка
иедет к денатурации белков и клейстеризации крахмала, что ускоряет процесс удаления влаги, сокращает время сушки и дает иозможность на последующих этапах применять жесткие режимы обезвоживания без опасения появления трещин.
ГОСТ Р 53896-2010
(ЕН 13289:2001)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Машины и оборудование для пищевой промышленности
ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СУШКИ И ОХЛАЖДЕНИЯ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
Требования по безопасности и гигиене
Food processing machinery. Pasta processing dryers and coolers. Safety and hygiene requirements
Дата введения 2012-01-01
Цели и принципы стандартизации в Российской Федерации установлены Федеральным законом от 27 декабря 2002 г. N 184-ФЗ "О техническом регулировании", а правила применения национальных стандартов Российской Федерации - ГОСТ 1.0-2004* "Стандартизация в Российской Федерации. Основные положения"
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 1.0-2004. - Примечания изготовителя базы данных.
Сведения о стандарте
1 ПОДГОТОВЛЕН Закрытым акционерным обществом "Корпорация "Российское продовольственное машиностроение" (ЗАО "Корпорация "Роспродмаш"), Автономной некоммерческой организацией ПТЦ "Пищепром" (АНО ПТЦ "Пищепром") на основе аутентичного перевода на русский язык указанного в пункте 4 стандарта, который выполнен Техническим комитетом по стандартизации ТК 27 "Машины и оборудование для пищевой и перерабатывающей промышленности, предприятий торговли и общественного питания"
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 27 "Машины и оборудование для пищевой и перерабатывающей промышленности, предприятий торговли и общественного питания"
4 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к европейскому региональному стандарту ЕН 13289:2001* "Оборудование для производства макаронных изделий. Сушилки и охладители. Требования безопасности и гигиены" (ЕН 13289:2001 "Pasta processing plants - Dryers and coolers - Safety and hygiene requirements") путем изменения содержания отдельных структурных элементов, которые выделены курсивом* или заключены в рамку, и структуры. Объяснения причин внесения технических отклонений приведены в тексте.
* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей.
** В бумажном оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов в разделах "Предисловие", "Библиография", таблице ДГ.1 приложения ДГ и в тексте, заключенном в рамку, приводятся обычным шрифтом, остальные по тексту документа выделены курсивом. - Примечание изготовителя базы данных.
Сравнение структуры настоящего стандарта со структурой указанного европейского регионального стандарта приведено в дополнительном приложении ДГ.
Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного регионального стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2004 (пункт 3.5)
5 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет
Введение
По сравнению с примененным европейским региональным стандартом ЕН 13289:2001 в текст настоящего стандарта внесены следующие изменения:
- введен дополнительный по отношению к ЕН 13289:2001 раздел, отражающий потребность национальной экономики, а именно:
- устройство и принцип действия;
- стандарт дополнен приложениями ДВ, ДГ и библиографией;
- из применяемого стандарта ЕН 13289:2001 не включены в национальный стандарт:
требования по электромагнитной совместимости, которые являются преждевременными и их нецелесообразно применять из-за минимального риска,
приложение В (нормативное) "Система правил анализа шума. Второй или третий класс точности", поскольку в национальном стандарте применены правила анализа шума и методы измерения звукового давления, изложенные в соответствующих национальных стандартах ГОСТ 12.1.003-83, ГОСТ 12.1.050-86 и ГОСТ Р 51402-99,
приложение ZА (информативное) "Условия настоящего Европейского стандарта, содержащие необходимые требования или другие условия Директив ЕС", поскольку оно действует только на территории стран - членов ЕС.
Вместо приложений В (нормативное) и ZА (информативное) включены с идентичным содержанием приложения ДА и ДБ, которые являются справочными.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на предварительные сушилки вибрационного типа, ленточные сушилки, барабанные сушилки, сушилки для фигурных макаронных изделий, сушилки и охладители для длинных макаронных изделий (см. раздел 3), используемые на предприятиях с непрерывным процессом производства макаронных изделий производительностью более 100 кг/ч.
Примечание - Описание устройства сушилок/охладителей приведено в разделе 4.
Настоящий стандарт содержит требования по безопасности, используемые при конструировании и производстве вышеуказанных машин, а также при их эксплуатации.
Оборудование для сушки и охлаждения макаронных изделий, на которое распространяют настоящий стандарт, является стационарным.
Настоящий стандарт не распространяется на сушилки и охладители с ручной загрузкой, а также на те, которые предназначены для специального применения (например, на экспериментальные сушилки).
Существенные опасности, учитываемые настоящим стандартом, перечислены в разделе 5.
Эти опасности, а также меры по их снижению описаны в настоящем стандарте.
Настоящий стандарт не распространяется на вспомогательное оборудование, которое не является встроенной частью производственных машин (бункеры; транспортеры; оборудование, используемое для получения горячих и холодных жидкостей и т.д.).
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ Р ИСО 13849-1-2003 Безопасность оборудования. Элементы систем управления, связанные с безопасностью. Часть 1. Общие принципы конструирования
ГОСТ Р 51402-99 (ИСО 3746-95) Шум машин. Определение уровней звуковой мощности источников шума по звуковому давлению. Ориентировочный метод с использованием измерительной поверхности над звукоотражающей плоскостью
ГОСТ Р 52000-2002* Изделия макаронные. Термины и определения
ГОСТ Р 52869-2007 Пневмоприводы. Требования безопасности
ГОСТ Р МЭК 60204-1-2007 Безопасность машин. Электрооборудование машин и механизмов. Часть 1. Общие требования
ГОСТ 2.601-2006 Единая система конструкторской документации. Эксплуатационные документы
ГОСТ 12.1.003-83 Система стандартов безопасности труда. Шум. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.1.012-2004 Система стандартов безопасности труда. Вибрационная безопасность. Общие требования
ГОСТ 12.1.019-79** Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов защиты
ГОСТ 12.1.030-81 Система стандартов безопасности труда. Электробезопасность. Защитное заземление и зануление
ГОСТ 12.1.050-86 Система стандартов безопасности труда. Методы измерения шума на рабочих местах
ГОСТ 12.2.007.0-75 Система стандартов безопасности труда. Изделия электротехнические. Общие требования безопасности
ГОСТ 12.2.062-81 Система стандартов безопасности труда. Оборудование производственное. Ограждения защитные
ГОСТ 12.2.124-90 Система стандартов безопасности труда. Оборудование продовольственное. Общие требования безопасности
ГОСТ ИСО 1940-1-2007 Вибрация. Требования к качеству балансировки жестких роторов. Часть 1. Определение допустимого дисбаланса
ГОСТ 2789-73 Шероховатость поверхности. Параметры и характеристики
ГОСТ 3242-79 Соединения сварные. Методы контроля качества
ГОСТ 5632-72 Стали высоколегированные и сплавы коррозионно-стойкие, жаростойкие и жаропрочные. Марки
ГОСТ 12969-67 Таблички для машин и приборов. Технические требования
ГОСТ 12971-67 Таблички прямоугольные для машин и приборов. Размеры
ГОСТ 14254-96 (МЭК 529-89) Степени защиты, обеспечиваемые оболочками (код IР)
ГОСТ 21130-75 Изделия электротехнические. Зажимы заземляющие и знаки заземления. Конструкция и размеры
ГОСТ 26582-85 Машины и оборудование продовольственные. Общие технические условия
ГОСТ 31191.1-2004 (ИСО 2631-1:1997) Вибрация и удар. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Часть 1. Общие требования
ГОСТ 31319-2006 (ЕН 14253:2003) Вибрация. Измерение общей вибрации и оценка ее воздействия на человека. Требования к проведению измерений на рабочих местах
Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный стандарт заменен (изменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 52000-2010, здесь и далее по тексту;
** На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 12.1.019-2009, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 сушилка: Агрегат, в котором происходит сушка макаронных изделий.
3.2 предварительная сушилка вибрационного типа: Агрегат, содержащий набор из металлических сит (обычно из нержавеющей стали), снабженный вибраторами различного типа для обеспечения поступательного движения подсушиваемого продукта в направлении к выпускному проему.
Примечание - Используется для предварительной сушки коротких макаронных изделий (например, лапши, перьев, рожков) на начальных стадиях процесса, когда макаронные изделия продвигаются в виде тонкого слоя, с целью удаления от 2% до 5% влаги (см. рисунок 1).
Рисунок 1 - Сушилка вибрационного типа для предварительной сушки
3.3 ленточная сушилка: Набор ленточных транспортеров, перемещающих макаронные изделия (см. рисунок 2).
Рисунок 2 - Ленточная сушилка
3.4 барабанная сушилка: Устройство с вращающимся барабаном, который включает транспортирующие каналы, расположенные на периферийной части барабана.
Примечание - Как правило, используется для сушки всех видов коротких макаронных изделий (см. рисунок 3).
Рисунок 3 - Барабанная сушилка
3.5 сушилка для фигурных макаронных изделий: Сушильное устройство в виде специальных контейнеров, в которых макаронные изделия, сформированные в виде мотков, бантиков и гнезд, перемещаются по раме сушилки.
Примечание - Уточнено с учетом ГОСТ Р 52000.
3.6 сушилка для длинных макаронных изделий: Сушильное устройство, в котором длинные макаронные изделия размещаются на бастунах, опирающихся на параллельные ветви системы зубчатых гребенок, обеспечивающей перемещение высушиваемого продукта через зоны сушки.
3.7 охладитель: Устройство, предназначенное для постепенного охлаждения высушенных макаронных изделий на заключительной стадии технологического процесса. Конструкция аналогична обрабатывающей системе для сушки макаронных изделий (см. 3.1-3.6). Может выпускаться как единый агрегат с сушилкой или в виде отдельного устройства.
3.8 стабилизатор-накопитель: Устройство, предназначенное для стабилизации макаронных изделий; используется воздух помещения, в котором эксплуатируется оборудование.
Примечание - Уточнено в соответствии с технологией производства.
3.9 помещение: Помещение, где осуществляется сушка/охлаждение макаронных изделий с кондиционированием воздуха при температуре 20 °С - 25 °С.
3.10 изолирующая система: Панель (перегородка) между помещением и внешней средой.
4 Устройство и принцип действия*
* Наименование раздела 4 в бумажном оригинале выделено курсивом. - Примечание изготовителя базы данных.
4.1. Типы сушилок и охладителей
Стандарт распространяется на сушилки и охладители следующих типов:
по принципу действия:
- сушилки и охладители вибрационного типа;
- ленточные сушилки и охладители;
- барабанные сушилки и охладители;
по назначению:
- сушилки для предварительной сушки коротких макаронных изделий (например, лапши, перьев, рожков);
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 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.
Авторами рекомендованы следующие режимы:
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.
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.
Рис. 2. Схема сушилки КСА-80.
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.
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.
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.
Изучение технологического процесса сушки макарон. Структурная схема системы автоматизации управления технологическими процессами. Приборы и средства автоматизации. Преобразования структурных схем (основные правила). Типы соединения динамических звеньев.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 22.12.2010 |
| Размер файла | 1,6 M |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет пищевых технологий
Кафедра автоматики и элекротехники
Специальность технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий
КУРСОВАЯ РАБОТА
СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДОМ СУШКИ МАКАРОН
Форма обучения очная
БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет пищевые технологии
Кафедра автоматики и электротехники
Специальность технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий
Форма обучения: очная
(Фамилия, имя, отчество студента)
1.Тема работы: Система управления периодом сушки макарон
2.Исходные данные: ___________________________________________
3.Содержание работы: Разработка и анализ схем автоматизации технологических процессов в макаронном производстве
4.Перечень графического материала: Схема систем управления периодом сушки макрон
6. Дата выдачи задания: “ “ 2010г.
Руководитель доцент Яковлев С.М.
( Ученая степень, звание, ФИО, подпись)
Задание принял(а) к исполнению
Работа: 28 листов, 14 рисунков, 2 таблицы, 4 источников,1 лист формата А3 графического материала.
АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА, ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС СУШКИ МАКАРОН, ПРИБОРЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ, ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ, ЭКВИВАЛЕНТНАЯ ПЕРЕДАТОЧНАЯ ФУНКЦИЯ, ПОСТРОЕНИЕ АФХ.
Объектом курсовой работы является технологический процесс сушки макарон, структурная схема системы автоматизации управления технологическими процессами.
В процессе работы изучена автоматизация процесса сушки макарон; основные приборы и средства автоматизации; структурные схемы и их преобразования; основные правила преобразования; типы соединения динамических звеньев.
СОДЕРЖАНИЕ
-
ВВЕДЕНИЕ
- СПИСОК ПРИМЕНЯЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
- 1 НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ СУШИЛОК
- 2 СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ПЕРИОДОМ СУШКИ МАКАРОН
- 3 ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ
- 4 ПОСТРОЕНИЕ АФХ
- БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
- ВВЕДЕНИЕ
- Автоматизация технологических процессов характеризуется частичной или полной заменой человека-оператора специальными техническими средствами контроля и управления.
- Характерным свойством систем управления является использование текущей информации об управляемых и управляющих воздействиях при реализации обратных и компенсирующих связей, предназначенных для обеспечения оптимального качества управления по выбранному критерию. Критерием эффективности пищевых производств принято считать стандартное качество выпускаемых продуктов питания.
- В настоящее время достигнуты определенные успехи в создании автоматизированных и полностью автоматических управляющих систем. В первую очередь осуществляются измерение, контроль и регулирование состояния технологических объектов.
- Дальнейшее совершенствование технических средств и методов управления привело к созданию систем централизованного контроля, которые послужили технической основой автоматизированных систем управления технологическими процессами. Для управления отдельными технологическими процессами, машинами и аппаратами в целом применяют системы автоматического регулирования и управления. Обеспечивающие без непосредственного участия человека весь комплекс операций управления.
- Благодаря использованию вычислительной техники, обеспечивающей возможность формирования, хранения и обработки больших массивов информации, созданы условия, позволяющие освободить человека от выполнения однообразных интеллектуальных функций, связанных с получением и обработкой информации, а также принятием решений по управлению производством.
СПИСОК ПРИМЕНЯЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АСУТП _ автоматизированная система управления технологическим процессом,
Читайте также: