Способ повышения эффективности процесса электроконтактной выпечки за счет внедрения автоматизированного управления процессом

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Способ повышения эффективности процесса электроконтактной выпечки за счет внедрения автоматизированного управления процессом

Повышение эффективности процесса выпечки мучных кондитерских изделий, на сегодняшний день - это актуальная техническая задача, которая имеет большое экономическое значение. Стоимость готовых изделий, а так же общие затраты электроэнергии на их получение, в большей мере зависят от степени совершенства хлебопекарных печей в которых осуществляется выпечка.

В течение всего времени в пищевой промышленности ведется поиск нетрадиционных методов обработки сырья, направленных на снижение энергоёмкости. Конкуренция, возрастающая с каждым днём, среди малых кондитерских и хлебопекарных предприятий, требует решения вопроса о создании новых усовершенствованных технологий производства продукции, повышающих пищевую ценность и выход, снижающих энерго- и трудозатраты.

Традиционный процесс выпечки мучных изделий изучен достаточно глубоко. Недостатком такого процесса являются высокие удельные затраты энергии. Поэтому проблема снижения энергоёмкости процесса выпечки, в печных агрегатах, является актуальной.

Выпечка является нестационарным процессом теплообмена, при котором происходит изменение агрегатного состояния вещества, перемещается и испаряется влага. Под воздействием влаги и тепла, в тесте протекают физические, химические, биохимические, коллоидные и микробиологические процессы.

Тепловое воздействие на мучные кондитерские изделия, является своеобразным процессом прогрева влажного коллоидного капиллярно-пористого тела, в котором перенос влаги и теплоты взаимосвязаны.

Основной процесс, протекающий при выпечке мучных кондитерских изделий, это прогрев тестовой заготовки. Изменение температуры в различных слоях теста является причиной протекания процессов, приводящих к образованию готового изделия из тестовой массы.

При производстве мучных изделий главную роль играют тепломассообменные процессы. Данные процессы осуществляются в специальных аппаратах (различные печи и пекарные камеры) и возникают в производственных технологических циклах, связанных с переносом теплоты (в эндо- и экзотермических реакциях, при клейстеризации крахмала и др.), при том выпечка - главный тепломассообменный процесс.

Известны способы выпечки, различные по характеру теплового воздействия на тестовую массу и видами готовых изделий. Одним из наиболее интенсивных способов прогрева теста является электроконтактная (ЭК) выпечка. Она позволяет снизить потерю полезных свойств сырья и получить готовый продукт повышенной пищевой ценности [1].

При выпечке, по изменению химического состава теста можно судить об интенсивности протекания биохимических процессов. Коллоидные процессы обеспечивают образование структуры выпекаемого изделия, главным образом обуславливают его объемный выход и пористость. В процессе выпечки, изменение интенсивности образования углекислого газа может оказывать влияние на микробиологические процессы в тестовой массе. Изучение изменения температуры, давления в пекарной камере, силы тока и весового выхода изделия, позволяет оценить интенсивность прогрева, процессов испарения воды и спирта, а так же других летучих веществ [2-4].

Для установления процесса ЭК-выпечки была изучена его кинетика, в частности по таким показателям как сила тока, температура, пористость, объемный и весовой выход, химический состав, интенсивность образования углекислого газа, а также давление связанное с продолжительностью выпечки. С каждым годом развитие новых технологий требует применения более совершенных тепловых аппаратов.

В связи с вышесказанным был предложен энергосберегающий процесс реализованный в конструкции для выпечки мучных изделий, включающей форму из неэлектропроводного термостойкого материала, систему электропитания, две пластины из нержавеющей стали, имеющие форму тора, расположенные в горизонтальной плоскости, образующие с корпусом замкнутую полость и опирающиеся на направляющую втулку, имеющую систему регулирования давления [5].

Применение ЭК способа выпечки позволяет выпекать продукт ускоренно, замедлять впоследствии скорость расщепления углеводов в организме человека, сократить образование нежелательных веществ, повысить биологическую и витаминную ценность готового продукта.

Конструкция данного устройства изображена на рисунке 1.

1 - корпус, 2 - нижняя неподвижная пластина тороидальной формы, 3 - верхняя подвижная пластина тороидальной формы, 4 - направляющая втулка, 5 - система регулирования давления, 6 - система электропитания.

Рисунок 1. Устройство для ЭК выпечки

Заявленная конструкция позволила добиться выпуска качественной продукции, снизить затраты электроэнергии по сравнению с традиционным процессом выпечки. С целью дальнейшего развития конструкции, улучшению его работы, оно подверглось модернизации. В связи с этим было предложено снабдить устройство для выпечки системой автоматизированного управления, которая позволяет поддержать оптимальный режим ЭК- выпечки и обеспечить получение готового продукта высокого качества.

Конструкция данного устройства изображена на рисунке 2.

Конструкция автоматизированного устройства для выпечки мучных изделий, включает форму из неэлектропроводного термостойкого материала, систему электропитания, две нержавеющие пластины в форме тора, расположенные горизонтально, образующие с корпусом замкнутую полость и опирающиеся на направляющую втулку. Конструкция имеет систему регулирования давления, отличается от выше указанного устройства тем, что система регулирования давления оснащена механизмом принудительного перемещения пластины и имеет автоматическую систему управления, включающую датчики температуры, давления и влажности [6].

1 - корпус, 2 - нижняя неподвижная пластина тороидальной формы, 3 - верхняя подвижная пластина тороидальной формы, 4 - направляющая втулка, 5 - система регулирования давления, 6 - механизм принудительного перемещения пластины, 3, 7 - система электропитания, 8 - автоматическая система управления, 9 - датчик температуры, 10 - датчик давления, 11 - датчик влажности.

Рисунок 2. Автоматизированное устройство для ЭК выпечки

Устройство работает следующим образом. Тестовая масса размещается в корпусе 1 на нижней пластине 2. Затем устанавливается верхняя пластина 3 образующая с корпусом 1 замкнутую полость, опирающаяся по внутреннему диаметру на направляющую втулку 4 которая снабжена системой регулирования давления 5. Далее от системы электропитания 7 подается электрический ток.

При этом наблюдается равномерное разогревание теста по всему объему за счет сопротивления электрическому току со стороны тестовой массы, выполняющей роль диэлектрика. Под воздействием тока, тестовая масса разогревается изменяя свое состояние от теста до готового мякиша.

При чрезмерно быстром или медленном росте температуры, давления или снижении влажности от соответствующих датчиков 9 - 11 поступают сигналы на автоматическую систему управления 8 воздействующую на механизм принудительного перемещения 6 пластины 3. Механизм принудительного перемещения 6 пластины 3 смещает пластину 3 вверх или вниз в зависимости от показания датчиков. Давление при этом внутри тестовой заготовки изменяется, как следствие изменяется и скорость изменения температуры, давления и влажности [7].

Предложенные устройства для выпечки, позволят иметь возможность управлять качеством полуфабриката и готового продукта, а так же влиять на кинетику процесса выпечки за счет технического регулирования параметров.

Список литературы

электроконтактный выпечка кондитерский изделие

1. Сидоренко, Г.А. Электроконтактный прогрев как один из способов выпечки хлебобулочных изделий / Г.А. Сидоренко, В.П. Попов, Д.И. Ялалетдинова, В.П. Ханин Т.В. Ханина // Хлебопечение России - 2013. - №1 - С.14-17.

2. Сидоренко, Г.А Разработка технологии производства хлеба с применением электроконтактного способа выпечки: монография / Г.А. Сидоренко, В.П. Попов, Г.Б. Зинюхин, В.Г. Коротков. - Оренбург: ООО ИПК «Университет», 2013. - 119 с.

3. Попов, В.П. Электроконтактная выпечка бисквита с частичной заменой муки крахмалом / В.П. Попов, Г.А. Сидоренко, Г.И. Биктимирова, Г.Б. Зинюхин, Т.М. Крахмалева // Вестник ОГУ - 2014. - №6. - С. 233-238.

4. Ханина, Т.В. Исследование влияния дозировки муки на процесс ЭК- выпечки и качество бисквита /Т.В. Ханина, Г.А. Сидоренко, М.С. Краснова, С.Б. Жангалеева, А.С. Ахтямова // Сборник материалов Международной научной конференции: «Наука и образование: фундаментальные основы, технологии, инновации», посвященной 60-летию Оренбургского государственного университета. - 2015. - С. 301-305.

5. Пат. 2506749 Российская Федерация, МПК А21В1/00. Устройство для выпечки хлеба / Попов В.П., Ханин В.П., Сидоренко Г.А., Ханина Т.В., Краснова М.С., Явкина Д.И. заявл. 20.09.12; опубл. 20.0214, Бюл. №5.

6. Sidorenko, G. A. Production technology optimization of biscuit baked by electric-contact way / G. A. Sidorenko, V. P. Popov, T. V. Khanina, E. Sh. Maneeva, M. S. Krasnova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, March 2018. - Volume 327.

7. Пат. 2506749 Российская Федерация, МПК⁷ А21В1/00,1/22. Автоматизированное устройство для выпечки хлеба / Краснова М.С., Сидоренко Г.А., Попов В.П., Ханин В.П., Явкина Д.И., Ханина Т.В.; заявл. и патентообладатель Оренбургский государственный университет. - 2013151992/13; заявл. 21.11.13; опубл. 10.09.15, Бюл. №25. - 4с.

Размещено на Allbest.ru