Технологічний процес виробництва вафель

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

На даний час харчова промисловість досягла такого розвитку, що результатом її функціонування є найрізноманітніший асортимент продукції, що випускається. Не є виключенням і виробництво вафель.

Вафлі являють собою легкі, пористі листи з начинкою у вигляді прошарку або без начинки. Їх виробляють різної форми: прямокутні, круглі, трикутні і фігурні -- у вигляді горіхів, черепашок, паличок і т.п. Вони можуть бути повністю або частково покриті шоколадною глазур'ю або мати іншу зовнішню обробку. Фігурні вафлі являють собою заповнені начинкою дрібні вироби, які зазвичай фасують в коробки. Порівняльна невелика кількість вафель виробляють у вигляді вафельних листів без начинок. Такі вафлі після випічки і охолоджування укладають в коробки. Фігурні вафлі виготовляють тільки з начинкою.

У цій курсовій роботі проведено опис технологічного процесу виробництва вафель та визначено необхідні параметри для функціонування лінії. вафельний виробництво випічка

1. Характеристика продукції, сировини і напівфабрикатів

Вафлі -- борошняні кондитерські вироби, що є тонкими випеченими листами, перешарованими начинкою або без неї. Вафельні листи володіють специфічною властивістю видавати хрускіт при розкушуванні. Це обумовлено низьким змістом вологи, рифленою клітчастою поверхнею і мілкопористою внутрішньою структурою листів. Вафельні листи є складовою частиною вафель, вафельних тортів, цукерок на вафельній основі і ін. Вафельні листи і стаканчики застосовують при виробництві морозива.

До складу рецептури вафельних листів входять мука пшенична, питна вода, сіль, гідрокарбонат натрію (сода), а також рослинне масло і лецитин -- натуральний емульгатор. Два останні компоненти можуть бути замінені яйцепродуктами.

Для прошарку вафель застосовують жирові, пралинові, фруктові, помадні і інші начинки. Найбільшу кількість вафель виробляють з жировими начинками, що є однорідною, пишною, добре збитою масою. Рецептура жирової начинки включає жир, цукрову пудру, лецитин, крихту (подрібнені обрізання вафель), смакові добавки (есенції, лимонна кислота), а також фарбники.

1.1 Особливості виробництва і споживання готової продукції

В даний час для виробництва вафель застосовують потокові лінії, в яких безперервні процеси випічки вафельних листів, намазування і різання вафельних пластів зв'язані з порційним приготуванням вафельного тіста і жирових начинок. Розроблені також способи і устаткування для безперервного приготування вафельного тіста і жирових начинок.

Особливістю виробництва вафельних листів є їх формування методом відливання і випічка в порожнині між двома металевими плитами, зв'язаними із зазором 2.. .3 мм. Якість виконання цих операцій істотно залежить від точності дозування порції тіста при подачі його на формування, обумовлено низькою в'язкістю тіста. Тісто з великою в'язкістю неточно дозується, крім того, воно повільне і нерівномірно розтікається по поверхні плити форми, в результаті вафельні листи мають різну товщину і нерівномірно випікаються.

Властивості вафельного тіста залежать від рецептури і технології виробництва. Кількість і якість клейковини, що міститься в муці, роблять великий вплив на в'язкість тіста. Оптимальну в'язкість має вафельне тісто, приготоване з «слабкої» муки, що містить не більше 32 % слабкої клейковини. «Слабкою» вважають муку, яка при замісі тіста нормальної консистенції поглинає відносно мало води. Тісто з такої муки в процесі замісу і технологічної обробки змінює свої фізичні властивості у напрямі зниження в'язкості.

Для зниження в'язкості вафельного тіста необхідно обмежити набухання білкових речовин, що містяться в муці. Цьому сприяють те, що є у складі рецептури жиромісткі компоненти. Позитивний ефект їх застосування досягається за умови утворення жирового прошарку між найбільшим числом частинок муки, що знаходиться в тесті. Для цього необхідно дисперегувати і гомогенізувати жиромісткі компоненти, тобто добитися тонкого подрібнення жирової фази і рівномірного розподілу її в об'ємі тіста.

При диспергировании жирів потрібно не тільки подрібнити частинки жиру, але і виключити їх повторне злипання. Це досягається при введенні до складу рецептури емульгаторів -- поверхнево-активних речовин, що володіють здатністю при введенні в невеликих кількостях сприяти утворенню стійких жирових емульсій (сумішей води і жиру). Слід зазначити, що дисперегування і гомогенізація жиромістких компонентів не тільки забезпечують зниження в'язкості вафельного тіста, але і дозволяють зменшити його вологість, скоротити кількість віттінків при формуванні і виключити прилипання випечених вафельних листів до форм.

Консистенція вафельного тіста істотно залежить від вологості, температури і тривалості замісу. Необхідна мінімальна вологість тіста, при якій забезпечується стійка дисперсна система, не твірна агрегатів з частинок муки.

При температурі вище 20 °С збільшується в'язкість тіста унаслідок, що викликає набухання білків клейковини, а при скороченні тривалості замісу тісто має нерівномірну густу консистенцію.

В процесі випічки необхідно видалити з тіста значну кількість вологи (180 % до маси сухої речовини). Унаслідок великої поверхні випаровування у вафельних формах і невеликої товщини листів процес випічки продовжується протягом 2...3 хв. при температурі поверхні плит 150...170 °С. Найбільш інтенсивна вологовіддача спостерігається на початку випічки. Вафельне тісто з перших секунд випічки повинне отримувати від гріючих поверхонь вафельної форми найбільшу кількість теплоти. Це приведе до інтенсивного масообміну в контактному шарі і до найбільшої ввологовіддачі тіста.

Особливістю випічки вафельного напівфабрикату є те, що розпушування тіста відбувається завдяки бурхливому паротворенню. Використання хімічних розпушувачів (гідрокарбонату натрію) трохи впливає на утворення пористої структури листа, але дозволяє збільшити крихкість листів.

В кінці випічки, коли відбувається видалення адсорбційної зв'язаної вологи, витрати теплоти слід зменшити, оскільки інтенсивне підведення теплоти приводить до обвуглювання виробів в результаті різкого підвищення температури поверхні листа, що примикає до вафельної форми. Добре випечений лист легко знімається з вафельної форми, володіє нормальним кольором і крихкістю, що і характеризує момент закінчення процесу випічки.

Велике значення для отримання вафельних листів високої якості має процес охолоджування їх після випічки. На деяких підприємствах вафельні листи після випічки складають в стопки і поміщають для тривалої вистойки (до 10год) в теплу камеру. При цьому способі вистойки всі листи скривлюються, а частина листів розтріскується. Листи такої якості можна намазувати начинкою тільки на малопродуктивних валкових машинах, що вимагають значних витрат ручної праці.

Охолоджування вафельного листа (кожного окремо) при температурі і відносній вологості повітря в приміщенні є найбільш раціональним режимом охолоджування, оскільки при цьому збільшується площа тепловіддачі і за рахунок цього тривалість охолоджування скорочується до 2.. .3 хв. Цьому способу охолоджування запобігає викривлення вафельних листів і дозволяє застосовувати машини для автоматизованого намазування листів начинкою.

Вафлі завертають у вологостійких, жиро- і маслонепроникні пакувальні матеріали: пергамент, пергамін, полімерна або комбінована плівка і ін. Термін зберігання вафель з жировими начинками складає від двох до шести місяців залежно від властивостей вживаного жиру і виду упаковок.

2. Опис технологічного процесу

2.1 Стадії технологічного процесу

Приготування вафель з начинкою можна розділити на наступні основні стадії і операції:

підготовка сировини до виробництва: зберігання, змішування, просіювання і дозування муки; підготовка питної води; приготування водного розчину змішай солі і сода, суміші рослинного масла і лецитину і подальшого приготування з цих компонентів концентрованої емульсії для тіста; подрібнення цукру-піску і вафельних обрізків; приготування водного розчину суміші лимонної кислоти і есенції, суміші жиру і лецитину і подальшого приготування з цих компонентів емульсії для начинки;

приготування вафельного тіста: дозування муки, води і концентрованої емульсії; заміс вафельного тіста;

приготування начинки: дозування жиру, цукрової пудри і емульсії; заміс начинки;

дозування вафельного тіста, відливання порцій тіста у вафельні форми і випічка вафельних листів;

охолоджування вафельних листів;

приготування вафельних блоків;

охолоджування вафельних блоків;

різання вафельних блоків на заготовки;

упаковка вафель в споживчу і торгову тару.

2.2 Характеристика комплексів устаткування

Початкові стадії технологічного процесу виробництва вафель з начинками виконуються за допомогою комплексів устаткування для подрібнення цукру-піску і вафельних обрізків, приготування емульсій для тіста і начинки. До складу цих комплексів входять ударно-центробіжні і валкові млини, розчинники, ємності, що обігріваються, з мішалками, а також устаткування для дозування рецептурних компонентів.

Два наступні комплекси виконують заміси вафельного тіста і начинки. Вони складаються з дозуючого устаткування і машин мішалок.

Провідний комплекс устаткування лінії призначений для отримання заготовок вафель і містить устаткування для формування, намазування, охолоджування і різання вафельних пластів.

У завершальний комплекс лінії входить устаткування для упаковки вафель в споживчу і торгову тару.

На листі 2 показана машинно-апаратурна схема лінії виробництва вафель з жировими начинками, до складу якої входить устаткування для безперервного приготування вафельного тіста і начинок.

2.3 Будова та принцип дії лінії

Приготування тіста безперервним способом здійснюється шляхом попереднього приготування емульсій зі всіх компонентів рецептури, за винятком муки, і подальшого змішування її з мукою.

Приготування емульсії проводять таким чином. У емульсатор 22 періодичних дії з Т-образними лопастями з частотою обертання 270 хв^-1 спочатку завантажують жовток або меланж, заздалегідь розведений у воді в співвідношенні 1:1, потім рослинне масло, харчові фосфати, гідрокарбонат натрію (соду) у вигляді 7,5 %-ного розчину, сіль і перемішують протягом 10...15 хв. До отриманої з розподільного бака 4 через кран 5 за допомогою порційного дозатора 6 додають приблизно 5 % загальної кількості води, що йде на заміс тіста, і перемішують ще 5 хв. Отриману концентровану емульсію подають насосом 21 через фільтр 20 у витратну ємність 12 з мішалкою, звідки вона поступає в бачок постійного рівня 19. Бачок забезпечує стабільний натиск на в смоктуючій лінії плунжерного насоса-дозатора 18, що направляє емульсію в гомогенізатор 11. В нім при інтенсивному перемішуванні в невеликому об'ємі концентрована емульсія змішується з кількістю води, що подається з дозатора 3 безперервних дії, що залишилася.

Після гомогенизатора 11 розбавлена емульсія безперервно поступає у вібраційний змішувач 17. Туди ж з бункера 1 дозатором 2 безперервно подається просіяна мука. Безперервне інтенсивне змішування розбавленої емульсії з мукою при одночасній дії направлених вібраційних коливань дозволяє прискорити приготування вафельного тіста.

З приймального бачка змішувача готове тісто за допомогою насоса проціджується через фільтр і подається у витратний бачок вафельної печі 28. Температура готового тіста повинна бути не вище 20 °С, вологість 58...65 %. Формування вафельних листів здійснюється шляхом відливання заданої порції тіста безпосередньо у форми печі 28. Тісто заповнює внутрішню порожнину завтовшки 2...3 мм між металевими плитами вафельної форми. Стабілізація форми листа відбувається в результаті видалення вологи при випічці. Температура випічки складає 170...210 °С, тривалість випічки 2...3 хв., вологість випеченого вафельного листа 0,7...1,3 %, його маса - 48...52г.

Вафельні листи з печі 28 подаються на люльки конвеєра 29 і охолоджуються до температури повітря в приміщенні цеху, а потім поступають в намазуючу машину 30.

Безперервне приготування начинки здійснюється таким чином. Вафельні обрізання заздалегідь подрібнюють в меланжері 27, а потім в п'ятивалковому млині 26. Отримана вафельна крихта подається шнековим дозатором 25 в змішувач 24. У нього ж з темперуючої машини 9 за допомогою дозатора 10 подається розплавлений жир (близько 20 % загальної його кількості, що йде на приготування начинки), в якому розчиняють лецитин. У приймальну воронку змішувача 24 дозують також розчини лимонної кислоти, що ароматизує есенції і фарбника. В результаті змішування цих компонентів виходить пастоподібна емульсія, яка шестерним насосом подається через фільтр в дозатор безперервної дії 14. З нього емульсію дозують у віброзмішувач 23.

Жир (у блоках) подають в темперуючу машину 9 і після перекладу в рідкоподібний стан велика частина жиру насосом безперервно подається в охолоджувач 15 через сітчастий фільтр 16.

Завдяки охолоджуванню до 20...23 °С і механічній обробці жир набуває сметаноподібної консистенції з великою кількістю центрів кристалізації і безперервно завантажується у вібраційний змішувач 23.

Цукор-пісок з бункера 7 дозатором 8 подається в мікромлин 13, звідки у вигляді пудри прямує у віброзмішувач 23.

В результаті інтенсивної обробки суміші вищеперелічених рецептурних компонентів у віброзмішувач 23 утворюється пишна, збита жирова начинка. Вона насосом через сітчастий фільтр подається в приймальну воронку намазуючої машини 30.

У цій машині за допомогою намазуючих механізмів на листи наноситься шар начинки, а після укладання листів, що намазали, в стопки утворюються багатошарові вафельні пласти. На виході з машини 30 пластів укладають на люльки конвейєра охолоджуючого апарату 31, а потім штаблером 32 в стопки. Далі пласти розрізають на окремі вироби за допомогою різальної машини 33. Машиною, що завертіла, 34 вафлі упаковують в пакети або пачки, які потім укладають в гофрокороби, що заклеюються машиною 35. Готова продукція прямує на склад.

3. Параметри технологічного процесу

Таблиця 1 - Параметри технологічного процесу виготовлення вафель

3.1 Розрахунок якірної мішалки

При перемішуванні рідини якірною мішалкою (рис. 1) в ємності затрачається потужність Кількість лопатей мішалки

Рис. 1. Схема якірної мішалки.

Розрахувати товщину лопатей мішалки в місці їх закріплення на валу, якщо допустиме напруження матеріалу лопатей .

Розв'язання:

Приймаємо відстань між лопаттю мішалки і стінкою корпуса ; відстань верхньої кромки ємності до рівня рідини При цих даних висота рідини в ємності:

Загальна висота робочого органа:

Діаметр робочого органа:

Ширина лопаті:

Радіуси еліпсного елемента лопаті у напрямку малої півосі:

де - висота еліпсного днища ємності.

Висота прямокутного елемента мішалки:

Радіус мішалки:

Кутова швидкість обертання лопаті:

Загальний коефіцієнт знаменника А:

Зусилля, що діє на прямокутний елемент лопаті:

Зусилля, що діє на еліпсний елемент лопаті:

Відстань від великої півосі еліпса до точки прикладання сили

Відстань від великої півосі еліпса до точки прикладання сили

Згинаючий момент в перерізі закріплення лопаті:

При одному місці закріплення лопаті, згинаючий момент дорівнює крутному моменту на валу мішалки:

Крутний момент в перерізі закріплення лопаті:

Момент опору перерізу лопаті:

Товщина лопаті:

Список використаної літератури

1. С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Острипов и др.; Под ред. акад. РАСХН В.А. Панфилова. Машины и аппараты пищевых производств. В 1 кн. Кн.1: Учеб. для вузов. - М.: Высш. шк., 2001. - 680с.: ил.

2. Гордон Ю.И. Производство кондитерских изделий. 1973г.

3. Мирончук В.Г. Розрахунки обладнання підприємств переробної і харчової промисловості. Навчальний посібник. - Вінниця; Нова книга, 2004. - 288с.

Размещено на Allbest.ru