Макароноварка непрерывного действия

Размещено на http://www.allbest.ru/

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

МАКАРОНОВАРКА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

2014 г.

Реферат

В работе проведен обзор сырья, используемого для производства макаронных изделий - муки из пшеницы твердых сортов «дурум» и приведены ее основные показатели и характеристики. Кратко рассмотрены основные принципы и способы производства макаронных изделий и их основные виды. Описаны способы варки макаронных изделий и процессы, происходящие во время варки. Проведен анализ существующего оборудования для варки макаронных изделий, основных направлений его развития, а также анализ патентной информации на данную тему. Определены концепция построения, состав и основные технические характеристики макароноварки непрерывного действия. В основу концепции положены принципы: непрерывности процесса; порционности варки; последовательного прохождения порциями продукта зон загрузки, варки и выгрузки; комбинированного способа нагрева продукта, когда до кипения доводится только малая часть (10%) объема воды, участвующей в варке; использование оборота воды с ее очисткой от попутных продуктов варки. В качестве фильтра для очистки воды предложено использовать мембранный фильтр. Нагрев и кипячение воды предложено осуществлять с помощью нагревателя индукционного типа. Проведен расчет теплового баланса аппарата в нестационарном режиме разогрева и в стационарном режиме варки. Так же проведен расчет параметров скребкового транспортера, который предлагается применить для перемещения продукта (макаронных изделий) по зонам обработки. По рассчитанным параметрам проведено проектирование макароноварки, оценена технико-экономическая эффективность ее внедрения.

Глоссарий

Бастун Вихревой ток	Специальная жердь для развешивания и сушки макаронных изделий Электрический ток в проводящем теле, помещенном в магнитное поле
Дурум Индукционный нагрев	Сорт твердой пшеницы, из которого производят муку для изготовления макаронных изделий высших сортов Нагрев посредством переменного электромагнитного поля
Клейстеризация	Сильное разбухание крахмальных зерен, их разрыве и образовании более или менее однородного раствора - крахмального клейстера
Макароноварка	Тепловое оборудование предназначенное для варки макаронных изделий
Спагетти	Вид макаронных изделий (итал. Pasta) с круглым сечением, диаметром около 2 мм, и длиной больше 15 см.
Трансферавтомат	Аппарат для непрерывной автоматической тепловой обработки пищевых продуктов

Содержание

Введение

1. Вопросы технологии производства и варки макарон

1.1 Сырье для производства макарон

1.2 Производство макаронных изделий

1.3 Способы варки макарон

2. Оборудование для варки макаронных изделий

2.1 Обзор существующих образцов промышленных макароноварок

2.2 Новые тенденции развития варочного оборудования

3. Патентный поиск

3.1 Патенты

3.2 Анализ патентной информации

4. Назначение, технические характеристики и концепция построения макароноварки непрерывного действия

4.1 Назначение и основные требования

4.2 Концепция построения

4.3 Выбор материалов для изготовления деталей макароноварки

4.4 Основные технические характеристики

5. Тепловой баланс аппарата и расчет потребной мощности индукционного нагревателя

6. Индукционный нагрев пищевых продуктов

7. Очистки воды от крахмала и пены

8. Расчет привода скребкового транспортера

9. Технико-экономический эффект от внедрения предлагаемого аппарата

Заключение

Список литературы

Введение

Люблю я макароны,

Любовью к ним пылаю неземною.

Люблю я макароны --

И что хотите делайте со мною!

Рынок общепита в нашей стране, несмотря на не очень благоприятную экономическую ситуацию, продолжает расти. Причем основной рост наблюдается для предприятий средней ценовой категории и предприятий фаст-фуда. Причины такой тенденции очевидны. Работать в данной ценовой категории проще, так как уровень гастрономических требований посетителей, по сравнению с ресторанами премиум-класса, сравнительно низкий. В то же время, посещаемость ресторанов данной ценовой категории значительно выше. В итоге получается совсем не малая прибыль. И именно здесь разворачивается главная борьба за клиентов. Успех этой борьбы, конкурентоспособность предприятия во много определяются индивидуальностью стиля заведения и эффективностью всех сторон его деятельности.

Предприятие, не имеющее индивидуальности, своего собственного фирменного стиля, своей тематики рискует остаться незамеченным. Тематика ресторана связана с тем, чем в нем будут кормить. В последние годы повысился интерес людей к здоровому образу жизни. Поэтому модной становится низкокалорийная вегетарианская кухня. Усилился так же интерес к национальным кухням, причем не только к кавказской кухне, ставшей у нас в стране почти традиционной, но и к другим, например, японской, итальянской, узбекской. Среди них итальянская кухня считается не только одной из самых лучших и изысканных кухонь, но и одной из самых модных. Итальянская кухня отличается разнообразием продуктов, огромным выбором вин, потрясающими десертами, вкуснейшей пиццей и конечно своей знаменитой пастой.

Стиль, индивидуальность, высокое качество обслуживания и продуктов, безусловно, одна из важнейших составляющих успеха ресторана. Однако важен еще одним способ борьбы за клиентуру: снижение цен, которое является вынужденной мерой и спровоцировано появлением все новых участников ресторанного бизнеса. Но снижение цен и успех ресторана совместимы лишь тогда, когда производственная деятельность ресторана осуществляется эффективно. Немалую роль в повышении эффективности деятельности ресторана имеет использование современного энергосберегающего оборудования. Настоящая работа посвящена разработке одного из таких аппаратов - современной макароноварки непрерывного действия, предназначенной для использования в ресторанах итальянской кухни

1. Вопросы технологии производства и варки макарон

«Макаронные изделия. Изделия из высушенного пшеничного теста, замешенного на воде. В зависимости от формы и размеров макаронные изделия делятся на следующие типы: макароны, рожки и перья; вермишель; лапша; фигурные изделия -- ушки, ракушки, звёздочки, колечки, скорлупки и другие. … Для приготовления М. и. используется мука высших сортов, богатая белковыми веществами; лучшее сырьё -- крупитчатая мука из пшеницы твёрдых сортов. Основные достоинства макаронных изделий -- возможность длительного хранения без потери питательных и вкусовых качеств, высокая питательность, лёгкость приготовления и хорошие вкусовые качества» [1]. В соответствии с российским стандартом [2,3], макаронные изделия разделяются на группы - А, Б, В (в зависимости от сорта пшеницы) и на сорта - высший, первый и второй (в зависимости от сорта муки):

ѕ группа А: изготовленные из муки твердой пшеницы (дурум) высшего, первого и второго сорта.

ѕ группа Б: изготовленные из муки мягкой стекловидной пшеницы высшего и первого сорта.

ѕ группа В: изготовленные из пшеничной хлебопекарной муки высшего и первого сорта.

Твердые сорта пшеницы [4] имеют большее содержание клейковины и меньшее содержание крахмала, чем мягкие. Изготовленные из них макаронные изделия имеют более низкий гликемический индекс. В некоторых странах (например, в Италии) макаронные изделия разрешается изготавливать только из твёрдых сортов пшеницы (аналогично группе А в России).

Самый распространённый вид макаронных изделий - это цельные (спагетти) или трубчатые (макароны) изделия длиной не менее 15 см, с очень маленьким, обычно в 1-2 мм, диаметром изделия (или толщиной его стенок, если изделие трубчатое)^*)[3].

Самые известные длинные макароны -- спагетти. Их длина в среднем составляет 25 см, хотя первоначально они достигали полуметра, а толщина около 2 мм (более тонкие -- спагеттини, более толстые -- спагеттони). Их родиной считается Неаполь (Италия), а в городе Понтедассио открыт музей, посвященный этим «отрезкам шпагата», с которыми их сравнил Антонио Вивиани, когда давал им имя спагетти. Интересно, что для этого вида макарон в 1700 году была придумана специальная вилка. Длинные, тонкие, округлой формы макароны называются капеллини (Kapellini). Также имеют место и более поэтичные названия -- «Волосы Венеры» или «Волосы Ангела». Еще один сорт тонких макарон - вермишель (Vermicelli). Ее название происходит от итальянского слова «verme», которое означает «червь», однако это название вермишель получила не сразу. В 14 веке в разных городах Италии их называли по-разному: орати, минутелли, ферментини, панкарделле. Существует несколько видов макарон, внешне представляющие собой тонкие плоские полоски, отличающиеся по рецептуре и по ширине. Тальятелле (Tagliatelle) имеют ширину около 5 мм, фетучини (Fettuccine) -- около 7 мм. Также различают лингуине (Linguine), букатини (Bucatini), папперделле (Pappardelle) -- яичная лапша, баветте (Bavette) и мафальдине (Mafaldine).

1.1 Сырье для производства макарон

Итак, традиционным сырьем для производства макаронных изделий является пшеница (хотя иногда для этого используются и другие культуры). Пшеница относится к семейству злаковых роду Triticum. Плод - зерновка, которая состоит [4] из зародыша, эндосперма, семенной и плодовой оболочек. Культивируются два вида: пшеница мягкая (vulgare) и пшеница твердая (durum). На долю мягкой пшеницы приходится более 90% посевов и сборов.

В зависимости от периода возделывания пшеница бывает яровой и озимой. Мягкая яровая пшеница занимает 2/3 общих посевных площадей этой культуры и распространена в центральных областях России, Поволжье, Северном Кавказе, в степных районах Урала, в Западной и Восточной Сибири, на севере и на востоке Украины и в Казахстане (в Целиноградской, Кустанайской, Кокчетавской и в других областях). Твердая пшеница почти исключительно яровая. Ее посевы сконцентрированы на юго-востоке России, в степных районах Западной Сибири и в Казахстане.

Мягкая пшеница служит основным сырьем для производства хлебопекарной муки и кондитерских изделий. Зерно твердой пшеницы главным образом используют для производства крупитчатой муки, которая идет на изготовление макарон, вермишели и других мучных изделий, а также для выработки крупы манной, полтавской и «артек».

Большое значение пшеницы обусловлено ее высокой урожайностью (смотри таблицу 1), что делает ее во многих странах ведущей зерновой культурой.

Таблица 1. Урожайность пшеницы (центнеров с одного гектара убранной площади)

	1995	2000	2002	2003	2004	2005	2006
Россия	13,9	16,1	20,7	17,0	19,8	19,3	19,5
Аргентина	19,3	24,9	20,3	25,4	26,3	25,3	25,5
Великобритания	77,0	80,1	80,0	77,8	77,8	79,6	80,4
Германия	68,9	72,8	69,1	65,0	81,7	74,7	72,0
Египет	54,2	63,4	64,3	65,0	65,6	64,9	64,6
Индия	25,6	27,8	27,6	26,1	27,1	26,0	26,2
Ирландия	82,5	94,5	84,4	83,0	99,2	84,3	87,6
Канада	22,5	24,4	18,3	22,5	26,2	27,2	25,9
Мексика	37,3	49,4	51,0	44,9	44,9	47,5	52,5
Нидерланды	86,2	83,6	78,1	87,4	89,1	86,6	85,5
Новая Зеландия	49,0	62,1	71,5	74,7	81,7	73,1	73,1
США	24,1	28,3	23,6	29,7	29,0	29,0	28,3
Украина	29,7	19,8	30,5	14,7	31,7	28,5	25,3
Финляндия	37,7	36,0	32,6	35,5	34,7	37,3	35,6
Чили	35,5	38,1	42,7	43,2	45,7	44,1	44,6
Япония	29,3	37,6	40,0	40,3	40,5	41,0	38,4

Кроме того, зерно пшеницы отличается большим содержанием эндосперма (80-84% от массы зерна), что дает возможность получить высокий выход сортовой муки. Эндосперм - это внутренняя, наиболее ценная часть плодовой оболочки зерна. Он состоит из крупных объемных клеток, заполненных крахмалом и частицами белков. Стенки клеток эндосперма, особенно во внутренних его слоях, очень тонкие, почти неразличимые даже под микроскопом.

Химический состав эндосперма [5] отличается от состава всех других частей зерна. Эндосперм составляет от 80 до 84% массы зерна. Он содержит весь крахмал зерна, количество которого составляет 78-82% от массы эндо-сперма, около 2% сахарозы, 0,1-0,3% редуцирующих сахаров, 13-15% белков, преимущественно глиадина и глютенина, образующих клейковину. Характерным является малое содержание в эндосперме золы (0,3-0,5%), жира (0,5-0,8%), пентозанов (1-1,5%), клетчатки (0,07-0,12%). Продукты, полученные из эндосперма, содержат наименьшее количество зольных элементов (Ca, P, Fe и др.) и витаминов. Разные слои эндосперма неодинаковы по содержанию белка. Распределение белка по слоям эндосперма составляют ряд от центра к периферии (7,4-8,6-9,5-13,9-16%).

Ценными являются также свойства белкового, углеводного и ферментативного комплекса пшеницы [5]. На долю глиадина и глютенина в пшенице приходится более 80% общего содержания белка. Эти белки находятся в пшенице в соотношении 1,1:1-1,5:1. Набухая, они поглощают 200-300% воды по отношению к своему сухому весу и образуют связную эластичную массу - клейковину. Упруго-эластичные свойства клейковины дают возможность получать из пшеничной муки хлеб с высокой пористостью, высококачественные макароны, кондитерские и другие изделия.

Крахмал пшеницы хорошо набухает и при клейстеризации дает вязкий, сравнительно устойчивый клейстер. Твердые сорта пшеницы имеют большее содержание клейковины и меньшее содержание крахмала, чем мягкие. Поэтому изготовленные из них макаронные изделия имеют более низкий гликемический индекс. Твердая пшеница содержит до 0,5 мг% (0,5 мг в 100 г зерна) каротипоидных пигментов, которые почти полностью отсутствуют в мягкой пшенице и в очень небольшом количестве (менее 0,2 мг%) содержатся в мягкой стекловидной пшенице [6]. Именно это свойство является основным показателем твердой пшеницы как сырья для макаронного производства, так как красящие каротиноидные пигменты придают зерну и макаронным изделиям привлекательный янтарно-желтый цвет.

Требования к зерну, предназначенному для помола, должно удовлетворять требованиям ГОСТ Р 52554-2006 [7]. Если зерно не удовлетворяет требованию хотя бы одного из показателей указанного стандарта, оно считается некондиционным и не допускается к переработке в муку.

Основные показатели качества пшеничного зерна, по которым судят о степени пригодности его для макаронного производства, делятся на органолептические и физико-химические.

Органолептические показатели: цвет, вкус, запах и стекловндность зерна. Изменение цвета (по отношению к нормальному, свойственному данному сорту и виду пшеницы) характеризует недозрелость или порчу зерна. Зерно может приобрести посторонние запахи в результате порчи или поглощения (сорбции) летучих веществ. Так, амбарный запах возникает при хранении зерна в невентилируемых складах. Однако этот запах исчезает при вентиляции или переработке зерна. Солодовый запах имеет проросшее зерно, а затхлый и гнилостный запах -- зерно, пораженное плесневелыми грибами. Такое зерно считается некондиционным и не может быть допущено к переработке в муку.

Вкус зерна определяют разжевыванием нескольких зерен. Он должен быть свойственным нормальному зерну, без сторонних привкусов.

Стекловидность является одним из главных показателей зерна. Стекловидные зерна имеют янтарную окраску и кажутся просвечивающими. Стекловидными считают зерна как полностью стекловидные, так и с легким помутнением. Мягкой стекловидной пшеницей, используемой для производства макаронных изделий, считают мягкую пшеницу стекловидностью не менее 60 %.

Основные физико-химические показатели:

ѕ влажность зерна - один из существенных показателей его качества. Повышение влажности зерна активизирует деятельность находящихся в нем ферментов и микроорганизмов, что приводит к потерям или порче зерна при хранении;

ѕ засоренность зерна пшеницы примесью зерен ячменя, ржи и проросшего зерна не должна превышать 4 %, вредной примесью (семена горчака, вязеля)--0,05%, а примесью семян куколя -- 0,1 %;

ѕ примесь зерна пшеницы другого вида. Стандарт допускает в твердой пшенице, предназначенной для помола в макаронную муку, содержание мягкой пшеницы не более 15%, а в мягкой стекловидной содержание твердой пшеницы не более 10 %.

Помол зерна пшеницы и получение из него сортовой муки являются сложным технологическим процессом, осуществляемым на современных мельницах -- мельзаводах. Помол зерна делится па две основные стадии: подготовка зерна к помолу и собственно помол зерна, превращение его в муку.

Мукой называют превращенный в порошкообразное или крупитчатое состояние эндосперм зерна [6]. Получаемую муку различают по сорту, который характеризует качественную группу муки (мука высшего, I и II сортов), а также по выходу, который означает количество муки, полученное из ста массовых частей зерна. Помолы зерна твердой пшеницы для макаронной муки могут быть двухсортными и трехсортнымн, мягкой стекловидной пшеницы -- трехсортными.

Поскольку при помоле зерна стремятся удалить из него оболочки и зародыш, химический состав муки отличается от химического состава зерна главным образом более низким содержанием клетчатки, минеральных веществ, жира и белковых веществ при большем содержании углеводов. Более высокие сорта муки получают из центральной части эндосперма, поэтому в их состав входит большее количество крахмала по сравнению с низкими сортами муки и меньшее количество белковых веществ, сахаров, жиров, витаминов, ферментов и минеральных веществ, которые сосредоточены

В качестве основного сырья макаронного производства используется пшеничная мука высшего или I сортов. Изделия лучшего качества, имеющие янтарно-желтый или соломенно-желтый цвет, получаются из специальной макаронной муки высшего сорта (крупки), полученной размолом зерна твердой пшеницы или мягкой стекловидной пшеницы. Из макаронной муки I сорта (полукрупка твердой или мягкой стекловидной пшеницы) получаются изделия с коричневатым оттенком большей или меньшей интенсивности.

1.2 Производство макаронных изделий

Процесс производства макаронных изделий состоит из следующих основных операций [6]: подготовка сырья, приготовление макаронного теста, прессование теста, разделка сырых изделий, сушка, охлаждение высушенных изделий, отбраковка и упаковка готовых изделий.

Подготовка сырья сводится к просеиванию муки, отделению от нее металломагнитных примесей, подогреве муки и воды (температура муки должна быть не ниже 10°С), смешивании разных партий муки в соответствии с указаниями лаборатории фабрики.

Приготовление макаронного теста заключается в дозировании ингредиентов (муки, воды и добавок) и замесе теста. Замес производится в месильном корыте, где идет интенсивное перемешивание муки и воды, увлажнение и набухание частиц муки. В отличие от хлебного или бисквитного теста макаронное тесто к концу замеса представляет собой не

сплошную связанную массу, а множество увлажненных разрозненных комков и крошек.

Прессование теста. Цель прессования -- уплотнить замешенное тесто, превратив его в однородную связанную пластичную тестовую массу, а затем придать ей определенную форму, отформовать ее. Формование осуществляется продавливанием теста через отверстия, проделанные в металлической матрице.

После формования осуществляется разделка сырых изделий. Разделка заключается в разрезании выпрессовываемых из матрицы сырых изделий на отрезки нужной длины и в подготовке их к сушке. Эта подготовка в зависимости от вида изготавливаемых изделий и применяемого сушильного оборудования заключается либо в раскладке сырых изделий на сетчатые транспортеры, рамки или в лотковые кассеты, либо в развесе длинных прядей сырых изделий на специальные сушильные жерди -- бастуны.

Сушка изделий производится с целью закрепить их форму и предотвратить возможность развития в них микроорганизмов. Это наиболее длительная и ответственная стадия технологического процесса, от правильности проведения которой зависит в первую очередь прочность изделий. Интенсивная сушка приводит к появлению в сухих изделиях трещин, а медленная сушка может привести к их закисанию изделий -- обдувание высушиваемого продукта нагретым воздухом.

Охлаждение высушенных изделий. Этот процесс необходим для того, чтобы выровнять температуру изделий с температурой воздуха упаковочного

отделения. Если макаронные изделия упаковывать без охлаждения, то испарение влаги будет продолжаться уже в упаковке, что приведет к уменьшению массы упакованных изделий.

Охлажденные изделия подвергают отбраковке и упаковываются либо в мелкую тару (коробочки, пакеты), либо насыпью в крупную тару (короба, ящики, бумажные мешки).

Схема поточной линии производства длинных макаронных изделий Б6-ЛМВ (без участка подготовки сырья) показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Автоматизированная поточная линия Б6-ЛМВ для производства длинных макаронных изделий. 1 - автомат для разделки отформованных изделий 2 - шнековый макаронный пресс; 3 - установка предварительной подсушки; 4 - установка окончательной сушки; 5 - стабилизатор - накопитель; 6 - машина для съема макаронных изделий с бастунов.

Основные агрегаты макаронного производства это прессующее устройство и матрицы. Шнековые прессы классифицируют по числу корыт тестосмесителя (одно-, двух-, трех- и четырехкорытные), по числу прессующих устройств или прессующих шнеков (одно-, двух- и четырехшнековые), по наличию и месту вакуумирования теста (в тестосмесителе или в шнековой камере), по форме матрицы и по конструкции тубуса. Технологическая схема [6] однокорытного одно-шнекового макаронного пресса с круглой матрицей показана на рисунке 2.

Технологическими узлами пресса являются дозаторы муки 1 и воды 2, тестосмеситель, состоящий из корыта 3 и вала 4 с лопатками, прессующее устройство, включающее шнековый цилиндр с водяной рубашкой 6 и шнек 7, прессовая головка, сменная матрица 10, режущий механизм 11 и обдувочное устройство 12. Вращение валов тестосмесителя и шнека осуществляется от единого привода 5.

Рисунок 2. Технологическая схема шнекового макаронного пресса

1.3 Способы варки макарон

Макаронные изделия -- продукты длительного хранения (год и более), изготовляемые из пшеничной муки и являющиеся мучными кулинарными полуфабрикатами (сухими консервами) [8]. Достоинство макарон - высокая питательность (для изготовления применяется мука высокого качества), исключительная устойчивость при хранении, транспортабельность. Как было отмечено выше, основным сырьем для получения макаронных изделий являются мука и вода. Несмотря на это из макаронных изделий можно быстро приготовить широкий ассортимент вкусных блюд и гарниров.

Перед тепловой обработкой макаронные изделия перебирают, удаляя посторонние примеси. Варят их двумя способами [9].

Первый способ (сливной). Подготовленные макаронные изделия варят в большом количестве кипящей подсоленной воды (на 1 кг изделий берут 6 л воды, 50 г соли), периодически помешивая деревянной веселкой, чтобы они не прилипали к дну посуды. Макароны варят 20--30 мин, лапшу - 20--25, вермишель -- 10--20 мин.

Масса макаронных изделий при варке увеличивается в 2 - 3 раза в зависимости от их сорта. Увеличение массы называется приваром. Сваренные макаронные изделия откидывают на сито (дуршлаг), дают стечь отвару и заправляют растопленным жиром (1/3 -- 1/2 указанного в рецептуре количества), чтобы они не склеивались. Остальным жиром заправляют макароны перед отпуском.

Второй способ (несливной). Таким способом варят макаронные изделия для запеканок и макаронников, а также макаронные изделия из твердых сортов пшеницы, так как они при варке не становится клейкими. В кипящую подсоленную воду (на 1 кг изделий 2,2--3 л воды и 30 соли) засыпают макаронные изделия и варят до загустения, в конце варки добавляют жир, накрывают посуду крышкой и доваривают на слабом огне. Привар 200--300%.

Отварные макаронные изделия не должны быть переваренными, лопнувшими, ослизлыми.

В процессе варки макаронные изделия претерпевают определенные изменения. В начале нагревания белки макаронных изделий, поглощая воду, набухают. По мере повышения температуры, происходит перераспределение влаги. Белки денатурируют (свертываются), а поглощенная при замачивании вода выпрессовывается и поглощается клейстеризующимся крахмалом. При клейстеризации поглощается воды до 300% от массы крахмала. Вместе с водой поглощаются и водорастворимые вещества (белки, углеводы, минеральные вещества), что способствует лучшему усвоению блюд из макаронных изделий.

Часть крахмала и другие вещества в процессе варки вымываются и оказываются в воде, в которой макаронные изделия варятся. Доля вымытых веществ зависит от сортности изделий - чем выше сорт макаронных изделий, тем эта доля меньше. Для высокосортных макаронных изделий, изготовленных на основе муки из твердой пшеницы, эта доля существенно ниже, чем для изделий низких сортов. Кроме того, в процессе варки высокосортные изделия значительно меньше, чем низкосортные, подвержены слипанию, их можно варить не помешивая.

Готовые отварные макаронные изделия высшего сорта содержат: воды 13%; белков - 10,4% (в том числе ряд незаменимых аминокислот - валин, изолейцин, лейцин, лизин, финилалалин и др.); углеводов (моносахариды - галактоза, глюкоза, фруктоза и др.; дисахариды - лактоза, мальтотриоза, сахароза и др.; полисахариды - крахмал и декстрины, гемицеллюлозы, клетчатка) - до 75%; незначительное количество (примерно 1,1 - 1,2%) липидов (жиров), а так же витамины (Е, В₆, биотин, пантотеновая кислота, рибофлавин и др.), минеральные вещества и микроэлементы.

2. Оборудование для варки макаронных изделий

«…Это только кажется, что сварить макароны просто. И здесь есть свои секреты. Для того чтобы грамотно сварить спагетти, нужно запастись большой кастрюлей и достаточным количеством воды, чтобы в процессе варки макароны не слипались. ...».^*)

Большая (или та, что есть под рукой) кастрюля - самое простое, общеизвестное и, наверное, наиболее распространенное оборудование для варки макаронных изделий. Но секреты и тонкости в этом деле, конечно же, есть! А потому - существует и постоянно появляется новое, все более совершенное (а, значит, и более сложное) оборудование для варки макарон. Разработчики и изготовители этого оборудования стараются наиболее полно учесть все особенности и тонкости процесса варки, сделать это оборудование максимально эффективным и производительным, как можно более удобным для обслуживающего персонала и экономичным.

Кратко рассмотрим состояние дел в данной области и проведем анализ существующих аппаратов и устройств для варки макаронных изделий, так называемых макароноварок.

2.1 Обзор существующих образцов промышленных макароноварок

По своей конструкции и принципу работы большинство макароноварок весьма похожи на профессиональные фритюрницы, однако, вместо разогретого фритюра в них используется вода. Конструкцией аппарата может быть предусмотрено наличие одной, двух и более варочных ванн, изготовленных из нержавеющей стали. Объём ванн и их количество напрямую влияют на производительность макароноварки.

Макароноварка подключается к крану с проточной водой. В некоторых моделях предусмотрена специальная система, обеспечивающая предварительную очистку воды. Температурный режим задаётся при помощи термостата. Добавлять воду необходимо постоянно, так как необходимо компенсировать ее потери, обусловленные поглощением продуктами варки и испарением влаги в процессе приготовления. Уровень воды в варочной ванне поддерживается на необходимом уровне при помощи контроллера минимального и максимального уровня, а также датчика автоматического долива воды. Может быть также предусмотрен датчик, препятствующий включению оборудование при незаполненной ванне.

Слив воды из ванн осуществляется с помощью трубки с перфорированным фильтром. Это позволяет избежать засорений. Кроме того, в процессе варки может образовываться пена и выделяться крахмал, для удаления которых обычно предусматривается специальное устройство. Это позволяет оставлять воду чистой, так что в ней можно готовить несколько порций. На рисунке 3 приведены фотографии образцов некоторых серийно выпускаемых макароноварок.

Рисунок 3. Профессиональные макароноварки

Современные макароноварки достаточно просты в эксплуатации и обслуживании. Чтобы приготовить макаронные изделия, их необходимо поместить в специальную сетчатую корзину, которая погружается в варочную ванну. Наличие нескольких корзин дает возможность одновременного приготовления разных видов макаронных изделий, а так же использовать макароноварку для приготовления других продуктов, например, пельменей. Для приготовления спагетти используется, как правило, специальная, более длинная корзина.

В процессе приготовления макароны и другие изделия могут слипаться. Это отрицательно сказывается на качестве приготовляемых блюд. Предотвратить слипание позволяют специальные устройства, которые обеспечивают перемешивание продуктов в процессе варки. В ряде образцов макароноварок такие устройства предусмотрены.

После того, как макаронные изделия приготовлены, корзина извлекается из варочной ванны и фиксируется над ней. Это даёт возможность избавиться от излишков воды. В некоторых моделях макароноварок подъём корзин осуществляется автоматически по завершению приготовления продукта. Благодаря таким приспособлениям затраты времени на приготовление макаронных изделий в профессиональной макароноварке оказываются существенно меньше, чем в обычной кастрюле.

Макароноварки могут быть напольными и настольными. Напольные модели отличаются большей мощностью и, как следствие, производительностью. Такое оборудование оптимально для ресторанов и кафе с большим количеством посадочных мест. Особенно актуальны профессиональные макароноварки для заведений, предлагающих своим гостям блюда итальянской кухни. Меньшую мощность и производительность имеют настольные аппараты, которые подойдут для заведений, имеющих небольшое количество посадочных мест.

Так же профессиональные макароноварки могут быть электрическими или газовыми. В качестве источника тепла в газовых моделях выступает газовая горелка. При этом использоваться может сжиженный баллонный газ либо газ трубопроводный. В электрических макароноварках для нагрева и кипячения воды, как правило, используются тэны. Газовые модели более экономичны, однако электрические модели более универсальны, так как для их установки достаточно наличия стандартной электрической сети.

Ниже приведены фотографии и краткие характеристики некоторых макароноварок, предлагаемых на рынке пищевого оборудования .

Макароноварка Apach APPG-77P (Италия).

Характеристика	Значение
Модель	APPG-77P
Бренд	Apach (Италия)
Габариты (мм)	700х700х850
Мощность (кВт)	13,6
Вес (кг)	40
Объем ванны (литры)	40
Тип подключения	Газовые
Количество ванн	1

Макароноварка Electrolux E7PCEH2KF0 371099(Швеция).



Характеристика	Значение
Тип	Макароноварки
Габариты (мм)	800х730х850
Напряжение (В)	380
Мощность (кВт)	12
Вес (кг)	105
Количество корзин	8
Количество ванн	2

Макароноварка Kovinastroj EKT-40(Словения).

Характеристика	Значение
Тип	Макароноварки
Габариты (мм)	400х600х340
Напряжение (В)	380
Мощность (кВт)	1/3,5
Вес (кг)	23,5
Количество корзин	4
Тип подключения	Электрические
Количество ванн	1

Макароноварка Tecnoinox CP70E7 616046 (Италия).

Характеристика	Значение
Тип	Макароноварки
Габариты (мм)	700х700х850
Напряжение (В)	380
Мощность (кВт)	9,6
Вес (кг)	64
Количество корзин	8
Объем ванны (литры)	2х23
Тип подключения	Электрические
Количество ванн	2

Электроварка ЭВК-40/1Н (Россия).



Характеристика	Значение
Тип	Макароноварки
Габариты (мм)	400x700x470
Напряжение (В)	380/220
Мощность (кВт)	7,5
Вес (кг)	29
Количество корзин	2
Тип подключения	Электрические
Количество ванн	1

Электроварка KOCATEQ 4CP (Южная Корея).

Характеристика	Значение
Тип	Электрическая
Исполнение	Настольная
Количество ванн	1
Объем, л	15
Мощность, кВт	5
Напряжение, В	380
Высота (см)	25
Ширина (см)	36
Глубина (см)	60

Макароноварка (паста-бойлер) электрическая Lincat LPB (Великобритания)

Характеристика	Значение
Тип	Электрическая
Исполнение	Настольная
Количество ванн	1
Объем, л	5
Мощность, кВт	3
Напряжение, В	220
Вес, кг	11
Гарантия	1 год
Высота (см)	31.5
Ширина (см)	27
Глубина (см)	40

2.2 Новые тенденции развития варочного оборудования

Рассматривая и анализируя существующие макароноварки, мы видим, что их появление мало что изменило. По существу - это все та же большая кастрюля. Усовершенствованная, обвешенная различными дополнительными устройствами и приспособлениями, зачастую - полезными, а иногда - совершенно ненужными, но все та же кастрюля по своей сути и принципу действия.

В то же время в последние годы наблюдается существенный прогресс в создании и внедрении новых методов термической обработки пищевых продуктов [10]. Прежде всего, это явно выраженная тенденция перехода от устаревшего оборудования периодического действия к устройствам, реализующим процессы термической обработки непрерывно. Действительно, традиционным устройствам периодического действия - котлам для варки, печам для выпечки, сковородам для жарки и т.п. - присущ ряд существенных технологических и эксплуатационных недостатков. Для них характерны значительные затраты труда на загрузку и выгрузку, неоднородность качества готовых продуктов, существенные непроизводственные потери энергии и др. Напротив, устройства непрерывного действия гарантируют стабильность технологических параметров и высокую производительность, т. е. высокое качество продукта и более низкие производственные затраты.

В новых аппаратах для термической обработки пищевых продуктов разработчики заменяют устройства периодического действия устройствами, работающие непрерывно. Тем самым частично или полностью исключается неравномерность воздействия тепла на продукт. Одна из возможных схем такого устройства приведена на рисунке 4 [11].

Рисунок 4. Схема автоматического устройства для непрерывной варки в кипящей воде

Устройство имеет ряд одинаковых лотков небольшой вместимости. Эти лотки перемещаются соответствующей системой транспортеров. При этом определяющим является участок конвейера, на котором происходит тепловая обработка. Управление режимами тепловой обработки, а так же загрузка и выгрузка осуществляется автоматически. Нагрев продукта в лотках может осуществляться газом, паром или электричеством.

За счет соответствующего конструктивного решения начальной зоны нагрева такие аппараты позволяют обеспечить быстрое воздействие тепла на продукт, а так же автоматическое регулирование всего хода процесса термической обработки. Небольшая вместимость отдельных лотков позволяет обеспечить равномерность нагрева продукта и его термическую готовность при незначительной продолжительности обработки. Тем самым достигается высокая пропускная способность устройства и непрерывный выход готовой продукции. Автоматические устройства непрерывной варки такого типа пригодны для тепловой обработки продукта паром низкого давления, в кипящей воде, нагретым жиром, при воздействии инфракрасного или СВЧ излучения.

Устройства подобного типа выпускаются в ряде стран. Наиболее известны так называемые трансферавтоматы компании Нефф (Германия). Эксплуатационные параметры таких трансферавтоматов следующие: фритюрница непрерывного действия -- температура фритюра 140 - 150 °С, продолжительность обработки 4 - 5 мин; непрерывно действующее устройство для жарения - температура 225 - 240 °С; продолжительность жарения до 15 мин; непрерывно действующее устройство для варки - температура 80 - 90 °С, продолжительность обработки до 30 мин.

Примеры еще нескольких аппаратов такого типа. Автоматическая фритюрница ООО "ШЕЛДЕМ" (РФ), рисунки 5 и 6, предназначена для производства кваркини (творожных шариков), донатсов, фигурных колечек.



Рисунок 5. Автоматическая фритюрница компании SHELDEM

Технические характеристики фритюрницы:

ѕ производительность - 384 шт/час;

ѕ количество изделий во фритюрной ванне - 32 шт. (4 ряда);

ѕ электрическое потребление - 5,4кВт, 380 В;

ѕ объем воронки теста - 7л;

ѕ объем фритюрной ванны - 24л;

ѕ размеры фритюрницы - 1440х620х750 мм.

Непрерывный процесс фритирования погружным способом обеспечи-вает автомат. За счет этого достигается стабильное качество при одновремен-ном сокращении времени фритирования Тесто загружается в воронку дозатора тестовых заготовок, нажимается кнопка «Пуск». Дальше машина работает в автоматическом режиме. Дозатор теста отсаживает заготовки во фритюр, транспортер продвигает их, одновременно удерживая изделия в масле с полным погружением, а в конце готовые обжаренные изделия падают в приемную емкость для обсыпки сахаром или сахарной пудрой.



Рисунок 6. Автоматическая фритюрница компании "ШЕЛДЕМ" в действии

На рисунке 7 показана фритюрница непрерывного действия Riehle DLA 300 SC.

Рисунок 7. Фритюрница непрерывного действия Riehle DLA 300 SC.

Емкость фритюрной ванны фритюрница Riehle DLA 300 SC - 45л., потребляемая мощность - 9,1 кВт, исполнение - настольное или напольное.

3. Патентный поиск

Для того, что бы оценить состояние и проанализировать тенденции развития оборудования для тепловой обработки пищевых продуктов был проведен патентный поиск в подклассе А23L и близких к нему. Критериями отбора патентов были, во-первых, непрерывность обработки и, во-вторых, особенности подвода тепловой энергии к обрабатываемым продуктам и источники этой энергии. Некоторые наиболее интересные патенты приведены ниже.

3.1 Патенты

Способ и устройство глубокого прожаривания пищевых продуктов (патент RU 2527117). Способ глубокого прожаривания пищевых продуктов предусматривает подачу пищевых продуктов, предназначенных для глубокого прожаривания, в горячее масло или жир и перемещение из горячего масла по истечении определенного периода обработки. При этом над свободной поверхностью масла создается содержащая перегретый пар паронасыщенная зона, которая предохраняет масло от окружающего воздуха и из которой отводят поток пара, соответствующий количеству воды, испаряющемуся из глубоко прожаренных пищевых продуктов, причем между паронасыщенной зоной и окружающим воздухом поддерживают граничную область в пределах определенной вертикальной области, вследствие чего окружающий воздух практически не проникает в паронасыщенную зону и свободная поверхность горячего масла не соприкасается с окружающим воздухом.



Рисунок 8. Устройство глубокого прожаривания пищевых продуктов. 2-контейнер; 4-масло; 6-обод; 8-сливной канал; 12-подающий механизм; 14-подающий край; 16-свободная поверхность; 20-+конвейерный механизм; 22-одающий край; 24-конвейерная лента; 30-паровой конус; 32-обод; 40-паровой коллектор; 42-паровое сопло; 44-паропровод; 46 выводящий паропровод; 48-вентилятор; 50-паропровод; 52-теплообменник; 54-нагнетательный паропровод; 56-патрубок; 58-трехходовой клапан; 60-граничная область.

Печь для обжарки пищевых продуктов (Патент RU 2041700). Формула изобретения: Печь для обжарки пищевых продуктов, содержащая теплоизолированную ванну, на торцевых стенках которой установлен с возможностью вращения барабан, размещенный по центральной оси последнего, полый вал со шнеком внутри него, кожух с загрузочным лотком и вентиляционным патрубком, нагревательные элементы, термодатчики, бачок для масла и привод барабана, отличающаяся тем, что барабан снабжен укрепленными по его торцам перфорированными дисками, наружная поверхность вала между дисками представляет собой спираль, по длине которой в стенке выполнено прямоугольное отверстие, между дисками установлена транспортирующая лента, внутренний конец последней через опорную пластину закреплен на конце спирали, образуя виток, остальная часть ленты свернута в спираль, формируемую витком, а наружный конец ленты через запорную скобу закреплен у загрузочного отверстия заподлицо с наружной поверхностью перфорированных дисков, при этом оба диска по периметру соединены между собой посредством цилиндрической пластины, в которой выполнено прямоугольное отверстие для загрузки продукта.

Рисунок 9. Печь для обжарки пищевых продуктов

Печь содержит теплоизолированную ванну 1, на торцовых стенках которой установлен вращающийся перфорированный барабан 2, закрытый сверху кожухом 3, имеющим загрузочный лоток 4 и вентиляционный патрубок 5. В нижней части ванны 1 смонтированы нагревательные элементы 6, а также термодатчик 7. Днище ванны 1 с помощью магистрали 8 соединяется с атмосферой и с масляным бачком 9, служащим для поддержания постоянного уровня масла в ванне 1 в процессе работы. Барабан 2 состоит из полого вала 10, на котором закреплены два перфорированных диска 11 и 12 и звездочка 13. С противоположной стороны на валу 10 имеется несколько расположенных равномерно по окружности выгружных отверстий 14 (рисунок 9). По всей длине пространства между дисками 11 и 12 наружная поверхность вала 10 в поперечном сечении имеет форму спирали 15, между началом и концом которой на валу 10 выполнено отверстие 16 прямоугольной формы. Во внутренней цилиндрической полости вала 10 смонтирован вращающийся шнек 17 с закрепленной на нем звездочкой 18. Звездочки 13 и 18 с помощью роликовых цепей 19 соединены с блоком звездочек на выходном валу привода 20 вращения. Барабан 2 отделен от нагревательных элементов 6 полуцилиндром 21 из ситовой стали.

В пространстве между перфорированными дисками 11 и 12 установлена транспортирующая лента 22, которая представляет собой в развернутом виде перфорированную ленту с отбортованными под прямым углом, разновеликими по высоте зубцами. Печь работает следующим образом. Теплоизолированная ванна 1 заполняется растительным маслом до определенного уровня, затем включаются нагревательные элементы 6 для разогрева масла до необходимой температуры; при этом температура масла и поддержание ее в определенном диапазоне отслеживаются с помощью термодатчика 7 и автоматики. Включается привод 20 вращения и через цепные передачи барабан 2 и шнек 17 начинает вращаться. Передаточное отношение звездочек 13 и 18 с соответствующими звездочками блока на выходном валу привода 20 вращения выбрано таким, что скорость вращения шнека 17 значительно выше скорости вращения барабана 2. При подходе и совмещении отверстия барабана с загрузочным лотком сырой продукт поступает в канал на дно барабана и начинает перемещаться в нем, поднимаясь снизу вверх (с периферии к центру барабана) благодаря инерционной массе продукта и низкому коэффициенту трения относительно стенок. При выходе из спиралевидного канала продукт поступает в отверстие, где под собственным весом он перегружается в шнековый транспортер и затем выгружается по нему наружу.

Скорость вращения барабан, а также его конструктивные параметры (диаметр, форма и количество спиралей, сечение каналов) определяют исходя из технологического процесса обжаривания продукта и производительности печи.

Транспортирующая лента выполнена таким образом, что позволяет постепенно (от периферии к центру барабана) увеличить поперечное сечение канала с целью уменьшения сопротивления перемещению продукта по нему, а также благодаря простоте сборки и разборки позволяет легко производить санитарную инспекцию барабана в процессе работы.

Способ и устройство для приготовления пищи, такой как рис (Патент RU 2468730). Устройство (17) для приготовления пищи, такой как рис (4), выполнено с возможностью осуществления процесса приготовления, который выполняется посредством нагрева пищи (4) под воздействием кипящей воды в течение некоторого периода времени. Устройство (17) содержит средства (23) управления для управления работой устройством (17), причем средства (23) управления выполнены с возможностью управления компонентами устройства (17) таким образом, что общее количество воды (5), которое должно быть использовано в процессе приготовления, подается к пище (4) постепенно, причем подача большей части от общего количества воды (5) осуществляется, когда процесс приготовления уже начался. Предпочтительно процесс приготовления начинается посредством испарения относительно малой части от общего количества воды (5) в пар, с подачей этого пара к пище (4) и возможностью его конденсации на пище (4). Технический результат заключается в сокращении времени приготовления риса.

Рисунок 10. Устройство для приготовления пищи, такой как рис

Аппарат для непрерывной варки круп и т.п. (Патент SU 59875^*)). Принцип действия аппарата для непрерывной варки круп основан на пропускании через тонкий слой продукта острого пара. Предлагаемый аппарат выполнен в виде одного или нескольких этажно расположенных котлов, расширяющихся книзу и снабженных на вертикальных стенках жалюзиобразными вводами для пара. Котлы (рисунок 11) выполнены расширяющимися книзу, так как продукт во время варки увеличивается в объеме. Во время движения котла по окружности продукт два раза пронизывается острым паром, поступающим в котел из окружающей его паровой рубашки 5 через жалюзиобразные вводы 3 в стенках котла. Отработавший пар уходит с другой стороны аппарата через такие же жалюзиобразные выводы.

Рисунок 11. Котлы аппарата для непрерывной варки круп

Отметим реквизиты заявки: «Зарегистрировано е Бюро изобретений Госплана при СНК СССР Л.В.Володомонов и В.Н.Гуляев. Аппарат для непрерывной варки круп и т. и. Заявлено 22 мая 1940 года в НКПП за № 2630».

Устройство жалюзи позволяет равномерно распределять пар по всей площади продукта. Кроме того, жалюзи не забиваются продуктом, что наблюдается при применении сеток.

Для более равномерной разварки подача пара производится попеременно с обеих сторон котла. Внизу на выходе котел снабжен турникетом 4 для дозировки выгрузки, меняя обороты которого можно увеличивать или уменьшать скорость движения продукта, т. е. изменять в ту или другую сторону производительность аппарата и время варки. Под турникетом помещен шнек для выгрузки готового продукта из котла. Варка крупы в тонком слое позволяет осуществлять непрерывное производство варки, исключает образование комков и дает равномерную разварку.

Многофункциональный аппарат для термической обработки органического сырья (Патента РФ № 2529153). Устройство (рисунок 12) включает кожух с теплоизоляцией и размещенными внутри кожуха варочным каналом, каналом для теплоносителя и воздушным каналом. Варочный канал оснащен валом со шнеком с подключенными к нему патрубками подачи и отвода сырья. Вал варочного канала снабжен приводным механизмом. Канал для теплоносителя и воздушный канал снабжены входными и выходными патрубками. Канал для теплоносителя выполнен спиральным, в виде контактной навивки на стенку варочного канала. Воздушный канал расположен смежно-параллельно каналу для теплоносителя и образован направляющими канала для теплоносителя. Варочный канал снабжен патрубком подключения эжектора. Вал шнека выполнен со сквозным центральным каналом с подключенными к нему входным и выходным патрубками для теплоносителя. Изобретение позволяет совместить термическую обработку сырья с нагревом воздуха, используемого для его последующей сушки.



Рисунок 12. Многофункциональный аппарат для термической обработки органического сырья

Аппарат содержит цилиндрический кожух 1 с нанесенной на него теплоизоляцией 2. Внутри кожуха 1 размещен варочный канал 16 с навитым на его стенку спиральным каналом прямоугольного сечения для теплоносителя 13, к которому подключены входной патрубок 3 и выходной патрубок 4. Внутри варочного канала 16 размещен вал со шнеком 6, в котором выполнен центральный сквозной канал 17 для теплоносителя. К центральному каналу 17 подключены входной патрубок 9 и выходной патрубок 8 для подвода и отвода теплоносителя. К валу со шнеком 6 подключены патрубок 7 и патрубок 5 соответственно для подачи и отвода обрабатываемого сырья. Смежно-параллельно каналу для теплоносителя 13 выполнен спиральный канал для воздуха 12, к которому подключены входной патрубок 10 и выходной патрубок 11. Варочный канал 16 оборудован патрубком 14 для подключения эжектора. На валу со шнеком 6 установлено приводное колесо 15.

Работа устройства осуществляется следующим образом. На патрубок 7 подается измельченное органическое сырье, на патрубок 3 и на патрубок 9 подается выпускной газ судовой дизельной установки, а на патрубок 10 нагнетается воздух. Приводной механизм (на рисунке не показан) через притранспортировку сырья на выходной патрубок 5. Выпускной газ, перемещаясь по спиральному каналу для теплоносителя 13 к выходному патрубку 4, нагревает воздух, перемещающийся в противоток теплоносителю к выходному патрубку 11 по каналу для воздуха 12, и стенку варочного канала 16, внутри которого перемещается в противоток теплоносителю обрабатываемое сырье. Через патрубок 14 для подключения эжектора при помощи паро- или водоэжектора (на рисунке не показаны) обеспечивается поддержание разрежения в варочном канале 16, что позволяет понизить температуру варки до 80-90°С.

Способ выпечки хлебобулочных изделий в формах, движущихся прямо-линейно на конвейере внутри туннельной печи (Патент RU 2526396). Изобретение относится к технологии пищевых производств и может быть использовано для термической обработки хлебобулочных изделий. В способе формы перемещают прямолинейно на конвейере внутри туннеля, накрытого сверху теплоизоляцией, туннельной печи (рисунок 13). Изделия перемещают на ведущей ветви конвейера, нагревая туннель, изделия, ветвь и формы направлен...