СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2002 года по МПК A23L1/16 F16B9/00 

Способ производства макаронных изделий относится к области пищевой промышленности и предназначен для изготовления макаронных изделий путем прессования из тестовых заготовок и последующей сушки.

Известен способ изготовления макаронных изделий [1], заключающийся в том, что производят предварительный замес дозированного количества муки и воды, направляют смесь мелкими порциями в чан выходного замеса, где производят основной замес, направляют смесь в шнековую вакуумную камеру, выпрессовывают тесто через нагретую матрицу, а затем нарезают сырые макаронные изделия определенной длины и отправляют в сушильные агрегаты, где их высушивают до заданной влажности. Недостатками указанного способа являются:
- из-за непрерывного проникновения воздушных частиц вместе с маленькими порциями смеси в чан выходного замеса не удается полностью удалить влагу и обеспечить равномерную плотность теста в чане выходного замеса, приводящую к ухудшению качества макарон;
- из-за невозможности в реальных условиях определения влажности макарон, поступающих на сушку, а также и в конце сушки время сушки устанавливается субъективно. Измерение влажности в специальных лабораториях трудоемко и требует продолжительного времени. При непрерывном производстве из-за отсутствия контроля влажности макарон на входе сушильных агрегатов и субъективной установки времени сушки (или скорости перемещения макарон) на выходе сушильных агрегатов получаются макароны с большим разбросом значений влажности от прогнозируемой.

Известен также способ производства макарон [2], заключающийся в том, что производят предварительный замес дозированного количества муки и воды, направляют смесь в чан выходного замеса, замешивают и далее направляют в шнековую камеру и выпрессовывают тесто через принудительно нагретую матрицу, а затем нарезают макаронные изделия определенной длины, при этом контролируют уровень истечения теста из чана выходного замеса и периодически его разгерметизируют при достижении заданного уровня, затем направляют очередную порцию смеси из чана предварительного замеса и повторяют процесс замеса и выпрессовывания, после которого нарезанные макаронные изделия подвергают сушке до заданной влажности в течение заданного времени. Этот способ принят за прототип.

Он имеет следующие недостатки:
1) на вход сушильного агрегата сырые макароны поступают различной влажности, измерение которых в реальных условиях производства затруднено, поэтому при известных параметрах сушильного агрегата, например влажности и температуры сушильного воздуха, субъективно задают время сушки для периодических сушилок или скорость перемещения макарон для непрерывных сушилок, отчего не выдерживается заданная влажность макарон на выходе сушильного агрегата.

2) при использовании средств измерения влажности специальных лабораторий проходит достаточно много времени, поэтому для реального процесса становится невозможным откорректировать время сушки для массы макарон, находящихся в сушилке или уже вышедших из нее, т.е. эта масса фактически является браком.

Предлагаемое изобретение решает задачу более объективного задания времени сушки для поддержания заданной влажности макарон на выходе сушильного агрегата, повышения уровня автоматизации операции сушки и сокращения брака при производстве макарон.

Это достигается тем, что в способе, заключающемся в том, что производят предварительный замес дозированного количества муки и воды, направляют смесь в чан вакуумного замеса, замешивают и далее направляют в шнековую камеру и выпрессовывают тесто через принудительно нагретую матрицу, а затем нарезают макаронные изделия определенной длины, при этом контролируют уровень истечения теста из чана выходного замеса и периодически его разгерметизируют при достижении заданного уровня, затем направляют очередную порцию смеси из чана предварительного замеса и повторяют процесс замеса до выпрессовывания, а после выпрессовывания и нарезания осуществляют сушку до заданной влажности путем перемещения их, например, в противотоке сушильного воздуха, при этом замеряют разность температур сушильного воздуха в двух точках по ходу перемещения макарон, определяют технологическое время сушки, измеряют скорость их перемещения, по которой вычисляют техническое время сушки, вычисляют разность между технологическим и техническим временем сушки для данной скорости перемещения макарон, корректируют скорость в сторону достижения технологического времени сушки, вновь измеряют разность температур сушильного воздуха в тех же двух точках и процесс повторяют до достижения заданной разности между технологическим и техническим временем сушки, при этом технологическое время сушки определяют из выражения

где t₁ - технологическое время сушки, ч;
ΔT - разность температур сушильного воздуха в двух точках, ^oC;
W - задаваемая влажность макарон на выходе сушильного агрегата, %;
k₁, k₂, α, β - коэффициенты, экспериментально определенные заранее для соответствующего сушильного агрегата при заданных значениях скорости перемещения макарон, технического времени сушки и измеренных при этом разности температур сушильного воздуха в двух точках и влажности макарон на выходе сушильного агрегата.

На фиг.1,2 приведены соответственно структурная схема производства макаронных изделий по данному способу и алгоритм управления процессом сушки, где обозначены:
1 - структурная схема изготовления сырых макарон, включающая операции: предварительный замес, основной замес, выпрессовывание, нарезание;
2 - структурная схема сушки;
2.1 - патрубок для подачи сырых макарон;
2.2. - макароны;
2.3. - привод, осуществляющий перемещение транспортера 2.4. со скоростью V_м;
2.5. - датчик скорости движения транспортера с макаронами;
2.6. - патрубок для съема готовых макарон;
2.7. - патрубок для подачи сушильного воздуха с температурой Т_о и влажностью W_во.

2.8.. 2.9. - измерители температуры сушильного воздуха в двух точках;
2.10.- патрубок для выхода сушильного воздуха.

Сущность производства макаронных изделий по данному способу заключается в том, что производят изготовление сырых макарон, а после выпрессовывания и нарезания сырые макароны подают через патрубок 2.1. в сушильный агрегат 2 и перемещают с помощью транспортера 2.4. в противотоке сушильного воздуха, подаваемого через патрубок 2.7. определенной температуры Т_о и влажности W_во. Сушильный воздух, перемещаясь со скоростью V_B, при взаимодействии с макаронами теряет свою температуру, датчиками 2.8. и 2.9. определяют температуру в двух точках T₁ и Т₂, одновременно замеряют скорость транспортера 2.4. (перемещения макарон) датчиком скорости 2.5. Вычисляют разность температур ΔT = T₁-T₂, по которой с использованием задаваемой влажности W макарон на выходе вычисляют технологическое время сушки t₁, т.е. время, необходимое для достижения макаронами заданной влажности по формуле

где k₁, k₂, α, β - коэффициенты, определяемые заранее на данном сушильном агрегате. Затем вычисляют техническое время сушки t₂ по формуле
t₂=S/V_M,
где S - длина транспортера, которая для данного сушильного агрегата является величиной постоянной.

По вычисленным значениям t₁ и t₂ определяют их разность и вычитают заданное значение разности между технологическим и техническим временем сушки. Определяют знак второй разности
Δt₂ = Δt₁-Δt_зад = (t₂-t₁)-Δt_зад.
Если знак положительный (Δt₂>0), то увеличивают скорость транспортера, если знак отрицательный, то скорость транспортера уменьшают в сторону достижения технологического времени сушки и вновь измеряют разность температур воздуха в двух упомянутых точках и процесс повторяют до достижения минимально заданной разности между технологическим и техническим временем сушки. Вычисление описанных параметров и управление процессом сушки осуществляют в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг.2.

Конкретная реализация способа производства макаронных изделий была осуществлена на одном из предприятий г. Орла, при этом предварительно были определены значения коэффициентов k₁=9,22; k₂=0,60; α = 0,33; β = 1,23.
Значения коэффициентов определялись экспериментально следующим образом:
Задавали четыре значения технического времени сушки t₂', t₂'', t₂''' и t₂''' путем изменения скорости перемещения макаронных изделий, насыпаемых на транспортер. Подавали в противотоке сушильный воздух с температурой Т_o и влажностью W_во.

При каждом значении t₂ замеряли разность температур сушильного воздуха в двух точках (ΔT₁, ΔT₂, ΔT₃, ΔT₄). По истечении каждого значения t₂ на выходе сушильного агрегата замеряли влажность макарон W_m1, W_m2, W_m3, W_m4.

Составляли четыре уравнения:




в которых четыре неизвестных (k₁, k₂, α, β). Решая полученные уравнения, определяли k₁, k₂, α, β.
В таблице 1 приведены результаты вычисления указанных коэффициентов при решении приведенных уравнений
Пример производства макаронных изделий по предлагаемому способу.

Производили предварительный замес, выпрессовывание, нарезание, а затем сырые макароны подавались на транспортер сушильного агрегата с длиной транспортера S=36 м, шириной L-2 м, и начальными параметрами сушильного воздуха Т_o=70 ^oC и W_во=70%.

Датчики температуры были установлены на расстоянии 1 м. Макароны типа рожки 10 мм длиной, внешним диаметром 5 мм и внутренним диаметром 1,2 мм насыпались на транспортер сушильного агрегата слоем с толщиной 5-7 см.

Процесс измерения параметров, их расчета и регулирования представлены в таблице 2.

После установки скорости перемещения макарон в сушильном агрегате V_Mi= 2,6 м/ч, через 13,8 ч брали на выходе пробу макарон и в лаборатории на специальном оборудовании в соответствии с нормативными документами (ГОСТ 14849-89) определяли влажность макарон. В описанном примере она имела значение 13,10%, т.е. отклонение от заданной составило 0,60%. Процедура расчета и регулирования скорости в ручном режиме занимает время до 40 мин, при автоматическом режиме это время определяется только количеством шагов регулирования и временем измерения разности температур Δ и значительно меньше 40 мин. Таким образом, представленный способ, не производя прямого измерения влажности макарон перед сушкой путем настройки за ограниченное время, позволяет установить время сушки для получения заданной влажности на выходе, что в конечном счете позволяет сократить брак и повысить уровень автоматизации всего процесса изготовления макаронных изделий.

Источники информации
1. Вакуумный пресс "Cтандарт 120" фирмы LIHOTZKY (Германия). Проспект выставочного комплекса на Красной Пресне, М.: 1997.

2. Патент РФ 2158523 МПК А 23 L 1/16. Способ изготовления полуфабрикатов макаронных изделий. БИ 31 от 10.11.2000.

Изобретение относится к области пищевой промышленности и предназначено для изготовления макаронных изделий путем прессования из тестовых заготовок и последующей сушки до заданной влажности. Производят предварительный замес дозированного количества муки и воды, направляют смесь в чан выходного замеса, замешивают и далее направляют в шнековую камеру и выпрессовывают тесто через принудительно нагретую матрицу. Затем нарезают макаронные изделия определенной длины и подвергают их сушке в противотоке сушильного воздуха, при этом замеряют разность температур сушильного воздуха в двух точках по ходу перемещения макарон и скорость перемещения макарон. Вычисляют технологическое время сушки и техническое время сушки при данной скорости. Оценивают разность вычисленных времен сушки. Корректируют скорость в сторону достижения технологического времени сушки и вновь измеряют разность температур сушильного воздуха в двух упомянутых точках. Процесс повторяют до достижения минимальной заданной разности между технологическим и техническим временем сушки. Способ позволяет получить более объективное задание времени сушки для поддержания заданной влажности на выходе сушильного агрегата. 2 ил., 2 табл.

Способ производства макаронных изделий, заключающийся в том, что производят предварительный замес дозированного количества муки и воды, направляют смесь в чан выходного замеса, замешивают и далее направляют в шнековую камеру и выпрессовывают тесто через принудительно нагретую матрицу, а затем нарезают макаронные изделия определенной длины, при этом контролируют уровень истечения теста из чана выходного замеса и периодически его разгерметизируют при достижении заданного уровня, затем направляют очередную порцию смеси из чана предварительного замеса и повторяют процесс замеса до выпрессовывания, после которого нарезанные макаронные изделия подвергают сушке до заданной влажности, отличающийся тем, что после выпрессовывания и нарезания сушку макарон осуществляют путем перемещения их в противотоке сушильного воздуха, при этом замеряют разность температур сушильного воздуха в двух точках по ходу перемещения макарон и скорость перемещения макарон, вычисляют технологическое и техническое время сушки для данной скорости, оценивают разность вычисленных времен сушки, корректируют скорость в сторону достижения технологического времени сушки, вновь измеряют разность температур сушильного воздуха в двух упомянутых точках и процесс повторяют до достижения минимальной заданной разности между технологическим и техническим временами сушки, при этом технологическое время сушки определяют из выражения

где t₁ - технологическое время сушки в часах;
ΔT - разность температур сушильного воздуха в двух точках, ^oC;
W - задаваемая влажность макарон на выходе сушильного агрегата, %;
k₁%/град^α, k₂%/ч^β, α, β - коэффициенты, экспериментально определяемые заранее для соответствующего сушильного агрегата при задаваемых значениях скорости перемещения макарон, значениях технического времени сушки и измеренных при этом разности температур сушильного воздуха в двух точках и значений влажности макарон на выходе сушильного агрегата.