Способ контроля хлебопекарных свойств пшеничной муки Советский патент 1989 года по МПК G01N33/10 

Изобретение относится к технологии хлебопекарного производства и предназначено для осуп1ествления контроля за хлебопекарными свойствами пшеничной муки.

Цель изобретения - повышение точности и сокращение времени контроля - достигается тем, что при контроле хлебопекарных свойств пшеничной муки измеряют величину крутящего момента на валу рабочего органа тестомесильной машины, число оборотов и массу замешиваемого теста с последующим установлением удельной интенсивности замеса и оптимальной продолжительности; массу навески муки определяют с учетом коэффициента заполнения тестомесильной емкости, оптимальную удельнук работу замеса - с учетом удельной интенсивности и оп315

тималыюй продолжительности (определяемой по экстремальному максимальному значению крутящего момента), содоноглотительную способность муки - по обратной величине крутящего момента - подвижности теста с учетом тангенса угла наклона зависимости подвижности теста и водопоглотитель- иой способности муки; хлебопекарные свойства пшеничной муки оценивают по удельной работе замеса и водо- поглотительной способности муки.

Определение навески муки, используемой для замеса теста, с учетом коэффициента заполнения месильной емкости позволяет повысить точность контроля хлебопекарных свойств пшеничной муки: предложенный способ контроля обеспечивает постоянство массы теста в процессе замеса, в то время как при контроле хлебопекарных свойств муки на фаринографе не учитывается масса замешиваемого теста, так как для получения теста определенной консистенции в зависимости от водопоглотительной способности муки добавляется разное количество воды, в результате чего конечная масса теста различна, что сказьгоается на вел1гчи1тс крутящего момента и )и- циента заполнения месильной емкости и ведет к CHiraenino точности контроля Оценка хлебопекарных свойств пшеничной муки по удельной работе замеса позволяет повысить точность контроля: предложенный способ исключает влияние субъективного фактора, существующего при определении силы муки методом отмьтания клейковины н растяжения ее над линейкой или сжатия на приборе ИДК-1Мо

Определение водопоглотительной способности муки по подвижности теста повышает точность и оперативность контроля: предложенный способ контроля обеспечивает постоянство массы замешиваемого теста, определение данного показателя из одного замеса с применением микроЭВМ.

Определение хлебопекарных свойств пшеничной муки по удельной работе замеса и водопоглотительной способности с применением диапогопого вычислительного комплекса повышает оперативность и точность контроля, CHiraaeT трудоемкость определения хлбопекарных свойств пшеничной муки, повышает культуру производства.

104

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

На фиг. 1 показано изменение удель- Hoi i интенсивности замеса теста; на фиг. 2 - графическая интерпретация определения водопоглотительной способности по подвижности теста; на фиг. 3 - структурная схема комплекса для определения хлебопекарных свойств муки; на фиг. 4 - взаимо связь между удельной работой замеса теста и показателем альвеографа, характеризующим хлебопекарные свойс- ства пшеничной муки; на фиг. 5 - взаимосвязь между подвижностью теста и водопоглотительной способностью муки для различных проб муки по силе.

Измерите л ьно-ин(11Ормационный комплекс для контроля хлебопекарных свойств пшеничной муки по водопоглотительной способностей муки и реологическим характеристшсам замешиваемого теста (фиг. 3) состоит из тестоме- сш1ьной машины, включающей месильную емкость (16) фаршюграфа на массу замепишаемой муки 300 г и электропривод, состоящий из двигателя (7) постоянного тока (1131-У-4), блока (5) тиристорного регулятора (ЭТО-2), блока дросселя (4) , маг1И1тного пускателя (1), панели ручного управления (6), панели индикации (8), переключателя ручного и автоматического уп- раь ления (2) , блока регулировки скорости двигателя (3).

Крутящий момент от электродвига- теля и тестомесильной емкости передается с помощью клиноременной передачи (13). Тестомесильная машина оснащена измерительными приборами (10), потребляемого двигателем, и напряжения (11), а также первичньии измерительными преобразователями (12, 15 и 17) крутящего момента на валу двигателя, числа оборотов и температуры замешиваемого теста соответственно.

Аналоговые сигналы с первичных из.- мерительных преобразователей в бло-. ке (14) преобразуются в частоту для передачи по линиям связи в устройство сопряжения с объектом. Основные параметры замеса выводятся на панель индикации (8). Электронные узлы уста- ноики питаются от автономного мсточ- питания (9). Для стабилиза-цин температурных параметров месильной емкости фаринографа используется ультратермостат (18).

51

Установка может работать в двух режимах: в ручном и автоматическом. Режим работы определяется положением переключателя (2).

В ручном режиме управление тестомесильной машиной осуществляется с помощью панели ручного управления (6), на которой находятся кнопки Пуск, Стоп и ручка потенциомет- ра дли задания скорости враще1шя месильных органов. -Включение и отключение тестомесильной машины осуществляется магнитным пускателем (1). В автоматическом режиме управление тестомесильной машиной осуществляется через блок регулировки скорости двигателя (3) и подключенную в этот управления микроЭВМ.

Установка работает следующим об- разом.

Сначала тестомесильную машину включают с пустой месильной емкостью для измерения характеристик холостого хода и проверки первичного изме- рительного преобразователя крутящего момента. В зависимости от влажности муки, рецептуры замешиваемого теста и коэффициента заполнения месильной емкости определяют по специально раз работанной программе массу муки, воды и других рецептурных компонентов. Исходные данные вводят с устройства ввода - клавиатуры знакового дисплея

V

04

Рецептурные компоненты вьшодятся на экран дисплея и документируются на устройстве печати.

Способ контроля осуществляют следующим образом.

Для тестомесильной емкости определяют оптимальный коэффициент ее зполнения. Результаты определения дл тестомесильной машины, на которой проводились исследования, приведе}1ы В табл. 1.

Коэффициент заполнения месильной емкости (см. табл.2) определяют по

формуле VT

К - п,

I .V т. м

где К- коэффициент заполнения

месильной емкости; V - объем теста, м ;

V .. - объем месильной емкос- г. лл

ти, м .

Проанализировав динамику изменения показателей з (см. табл. 1), определяют оптимальный коэфсЬициент заполнения месильной емкости К. В нашем случае он равен 0,6. Данное значение К выбрано по минимальным значениям контролируемых параметров УА л ° ° этому коэффициенту определяют оптимальный объем теста, который должен быть постоянным для любой рецептуры теста.

Затем определяют массу пшен1-гчной муки, дозируемую на замес теста:

Изобретение относится к технологии хлебопекарного производства и предназначено для осуществления контроля за хлебопекарными свойствами пшеничной муки. Целью изобретения является повышение точности и сокращение времени контроля. В процессе замеса теста измеряют величину крутящего момента на валу рабочего органа тестомесильной машины, число оборотов и массу замешиваемого теста. По измеренным значениям вычисляют удельную интенсивность замеса и оптимальную продолжительность. Массу навески муки определяют с учетом коэффициента заполнения тестомесильной емкости. Оптимальную удельную работу замеса определяют с учетом удельной интенсивности и оптимальной продолжительности, устанавливаемой по экстремальному максимальному значению крутящего момента. Водопоглотительную способность муки определяют по обратной величине крутящего момента - подвижности теста с учетом тангенса угла наклона зависимости подвижности теста и водопоглотительной способности муки. Оценку хлебопекарных свойств пшеничной муки осуществляют по удельной работе замеса и водопоглотительной способности. 3 табл.,5 ил.

(i;;: :;/;;. ,,/,,. .ji.t. („

i - ,%)

(2)

45

де V - объем теста, м ;40

Сщ - масса муки, кг;

f - плотность муки, кг/м ;

j, - плотность дрожжей, кг/м- ;

PJ. - плотность соли,

W - влажность теста, %;

W - влажность муки, %;

Wi - влажность дрожжей, %;

W(. - влажность соли, %;

Pg - плотность воды,

ал - количество дрожжей по

рецептуре на 1 кг муки, кг/кг;

а - количество соли по рецептуре на 1 кг муки, кг/кг, дозировку остального сырья: 55 в сухом виде

(

50

где GJ - масса i-ro сырья, кг; С„ - масса муки, кг; W р - влажность муки расчетная, %;

W, 6 - то же, базисная, %; а. - количество i-ro сырья по рецептуре на I кг муки, кг/кг; - в виде растворов

50

G - 21-109

.

(3)

где GJ - масса 1-го сырья в сухом виде, кг;

55

G :

о - масса раствора х-го сырья,

кг;

А . - количество сырья в 100 кг pacTjopa, кг„

Определяют массу воды, необходимой для приготовления растворов:

GB, -G, ., -G. . (О

и массу воды, необходимой для замеса теста:

G. G

W г - W.

в 100 - W

(5) ,0

масса воды, кг;

масса всего сырья, вносимого D тесто, кг; влажность теста, %; средневзвешенная влажность сырья, %„

сырья определяют но фор

GC (if р.ро+ G., (6)

где GC

tl H

-масса всего сырья, кг;

-масса муки, кг; Gfp.pc, - масса сырья, вносш-ioro

в тесто в виде раство- п ров, кг; GJ - то же, в сухом виде, кг

Средневзвешенную влажность сырья определяют но формуле

GM W«+ZG i p-pa(100 -Aj +lGi W,

с -с7Г1:г-; : iG-- -JЕсли рецептура замешивания теста не меняется, то исходя из коэффициента заполнения месильной емкости определяют массу замешиваемого теста, которую поддерживают постоянной.

При определении хлебопекарных свойств пшеншпюй муки осз И .естиляют замес теста из муки и . Массы навесок муки и воды определяют по формулам (8) и (9) соответстпенно:

VT

Ил

1/Рг Gft - G,,- QQ ,

WT - WM

()-p7

W т - W «

; (3)

(9)

При контроле хлебопекарных свойств муки технолог на клавнатуре пультового терминала набирает исходные данные, получает на экране дисплея значения массы муки и воды, взвешивает муку, отмеряет воду, помещает их в тестомесильную емкость (16),

а затем вклочает измерительно-инфор- мапио1пН)1Й комплекс.

В процессе замеса теста значения крутящего момента на валу рабочего органа тестомесильной машины и числа оборотов от- первичных измерительных преобразователей (12, 15) через устройство сопряжения с объектом поступают в микроэвм, где рассчитьтает ся удельная интенсивность по следующему уравнению:

2 ГГ- п УЛ п

(10)

0

5

П

где 1, - удельная интенсивность замеса, кДж/кг-с; - крутящий момент на валу

рабочего органа, Н-м; п - частота вращения месильных органов. С ; G-f - средняя масса теста, кг, В процессе замеса теста анализируют динамику изменения удельной интенсивности замеса и по достижении ею экстремального максимального значения определяют оптимальную продолжительность замеса -С (фнг„ 1).

Затем определяют удельную работу замеса по уравнению: г

А. -(Ос. .

(П)

5

Q

j

0

5

Значение удельной работы является интегральным показателем хлебопекарных свойств пшен1гчной муки При замесе теста скорость вращения месильных органов составляла 180об/мип (3 с- ).

Пределы изменення при этой интенсивности удельной работы замеса теста из пшеничной муки 1 с в зависимости от ее хлебопекарных свойств представлены в табл. 3.

Изменения удельной работы для слабой, средней и сильной муки определены по пределам, которые изложены в методике контроля хлебопекарных свойств пшеничной муки с использованием альвеографа. Для этого была установлена взаимосвязь между оптимальными значениями удельной работы замеса теста и показателем альвеогра(})а для пшеничной муки с различными, хлебопекарными свойствами (фиго 4).

Водопоглотительная способность муки обусловлена ее способностью поглощать определенное количество воды

91

при условии получения теста с заданными реологическими свойствами (например, 500 едо прибора фаринографа).

Водопоглотительнуго способность муки (%) определяют по отношению количества воды, поглощаемой мукой 14%-ной базисной влажности, к массе муки с учетом ее расчетной влажности при условии получения теста требуемой консистенции:

впс

/л

( . 100 (12) G, 100-W«p)

где ВПС.. - водопоглотительная споЛп

собность му1;и, %; Gg - количество воды для замеса теста, кг; Од, - количество муки, кг; W с - влажность муки базисная, %;

W/VN р - то же, расчетная, % В процессе замеса оценивают реологические свойства теста при влажности его, например, 44,5%. Исходя из заданной влажности теста определяют водопоглотительную способность муки (%) по формуле

, (Wir-W-)-iioO-i-y-)-.,oo. (100- wj-doo - )

(13)

впс - водопоглотительная способность муки при заданной влажности теста, %; Ы„ „ - влажность муки расчетР07

нал, %; W1, 5 - то же, базисная, %;

W.

- влажность теста, %.

В результате проведенных исследований установлена взаимосвязь между водопоглотительной способностью муки и подвижностью теста - показатель, обратно пропорциональный крутящему моменту (фиг. 5).

Дпя пшеничной муки с различными хлебопекарными свойствами существует линейная зависимость между подвижностью теста и водопоглотительной способностью муки. В общем виде уравнение представлено формулой

ПТ о(-ВПС „+ б.

где ПТ с(

-подвижность теста, 1/Н-м;

-тангенс угла наклона, 1/% Н.м;

1310А.10

б - свободный член ypanHGiuino Тангенс угла наклона равен 0,005, коэффициент корреляции - 0,99

В зависимости от хлебопекарных свойств nmeHvr4HoA муки прямые 1,2,3 (фиг, 5), отражающие взаимосвязь ВПСм и подвижности теста, сдвинуты одна по отношению к другой, но тангенс угла наклона у них одинаков.

10

Эта закономерность принята для расчета ВПС по одному замеру крутящего момента в момент готовности теста при его замесе с заданной влажностью.

15 После измерения крутящего момента в момент готовности теста определяют ПТ , т.е. подвижность теста экспериментальную при заданной влажности теста - ВПС . На поле ВПС,-ПТ

20 (фиг. 2) находим точку А; зная тангенс угла наклона oi 0,005, находим точку пересечения луча из точки А с прямой, соответству1оп{ей ПТ - подвижности теста в 500 ед. Прибора

25 фаринографа (точка Б). Из точки Б опускаем прямую, параллельную оси ординат, и находим точку С пересечения ее с прямой, параллельной оси абсцисс, проходящую через точку А. ВПС при заданной консистенции складывается из ВПС„ при заданной влажности и отрезка АС:

30

ВПС„ ВПС + АС;

АС

ПТ - ПТ

(15) (16)

Производя один замес, при любой влажности теста можно получить информацию о водопоглотительной способности муки по формуле:

впс„ .

м

(17)

45

Пример. Технолог на клавиатуре пультового терминала . набирает влажность пшеничной муки (расчетную и базиснзпо) и конечн то влажность теста (44,5%); исходя из коэффициента заполнения месильной емкос- 50 ти определяется необходимое количест- . во муки и воды на замес теста.

В месильную емкость (16) помещают рассчитанное количество муки и воды, необходимое для замеса тес- 55. та заданной влажности. Муку и ноду берут с температурой . Темпе- ратура термостатирования также составляет 20i2°Co По команде с монитоpa включается электродвигатель тестомесильной машины Скорость вращения месильных органов 180 об/мин, В процессе замеса те:ста значения крутящего момента на палу рабочего органа тестомесильной машины и числа оборотов через устройство сопряжения с объектом постзтают в микроЭВМ, где определяется время готовности теста по экспериментальному значению крутящего момента и оптимальное значение удельной работы замеса:

-е

2 1Г- п пЗ

SA

GT

- S M,p(C).d , (18)

А

УА

- оптимальное значение удельной работы замеса, кДж/кг;

МкрС) крутящий момент как 20 функщгя времени, II.м;

п

- частота вращения меп-1.

сильных органов,. G - масса теста, кг,

Остановку электродвигателя осуще- ствляют автоматически по сигналу, поступающему из ыикроЭВМ. При этом на дисплее выводятся энергетические параметры замеса, а также качестпен- ная оценка силы муки и значение ВОДО поглотительной способности.

За основу прогноз7:рования силы муки по замесу теста берется то, что оптимальные значения удельной работы лежат в пределах: для слабой муки - до 48 кДж/кг; для средней муки - от 48 до 58 кДж/к для сильной муки - свыще 58 кДж/кг.

Водопоглотительная способность му ки рассчитывается в микроЭВМ по формуле (17).

Информация, вывод1С 1ая на дисплее микроэвм:

4.Оптимальная продолжительность замеса о5.Водопоглотительная способность мук и.6.Сила муки,

Определяемые показатели позволя- сют оптимизировать процесс тестопри- готовления с. учетом хлебопекарных свойств пшеничной муки и рецептуры вырабатываемьк хлебобулочных изделий.

Формула изобретения

Способ контроля хлебопекарных спойств пшеничной муки, предусматривающий смеш1шание навески муки с водой, измерение в процессе смешивания величины крутящего момента на палу рабочего органа тестомесильной машины, установление значега1й водо- поглотительной способности муки и физического показателя, коррелирующего с реологическими свойствами замешиваемого теста, с последующим контролем хлебопекарных свойств муки путем сравнения установленных значений с заданными, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и сокращения времени, фиксируют экстремальную максимальную зeлiiчииy крутящего момента на валу рабочего органа тестомесильной ма- . шины и устанавливают по ней оптимальное значение удельной работы замеса, причем массу навески муки корректируют с учетом коэффициента заполнения месильной емкости, а водо- поглотительп то способность муки - с учетом экстремальной величины крутящего момента, при этом в качестве физического показателя, коррелирующего с хлебопекарными свойствами муки, используют оптимальное значение удельной работы замеса.

Таблица 1

V . 10% м

0,21 0,430,64 0,86

V. . 10 ,075

К0,20,40,60,8

Слабая мука До 48 До 180 Средняя мука От 48 до 58 От 180 до 280 Сильная мука Свыше 58 Свыше 280

ПТ

Таблица 2

Таблица 3

в ПС ВПСВ/}Смуни%

фиг.2

so so no 70 2iO 50 SO 330 IV,

.37 (/ U5 us S3 57 61 55 63fffC,%

фиг.З

e.ri.