Продолжительность и интенсивность замеса

Как упоминалось выше, назначение стадии смешивания ин­гредиентов макаронного теста, условно называемой замесом теста, — получение крошковатой, мелкокомковатой сыпучей массы, равномерно увлажненной по всему объему. При этом для получения однотонного цвета изделий, без белых частиц непромеса, все частицы муки должны полностью пропитаться влагой (пастифицироваться), чтобы при дальнейшей доработке теста в шнековой камере пресса произошла полная их пастификация.

Вследствие этого продолжительность замеса макаронного теста определяется двумя факторами: достижением равномерного распределения воды по всей массе теста, образующегося в тесто­месильном корыте и скоростью проникновения влаги внутрь частиц муки.

Чем в более диспергированном, распыленном виде будет по­даваться вода в месильное корыто, тем быстрее и более равно­мерно она распределится по всей тестовой массе. При подаче воды в корыто в виде одной струи она впитывается отдельными порциями муки, встречающими струю, и затем требуется дли­тельное и интенсивное вымешивание для перераспределения влаги по всему объему теста. К сожалению, именно таким спо­собом подается вода в тестомесильное корыто распространенно­го на макаронных предприятиях пресса ЛПЛ-2М. Целесообразно же, подавать воду в корыто в разбрызганном состоянии, т.е. в виде множества мелких струек, или в распыленном виде, как это предусмотрено в устройстве, запатентованном в Японии, схема которого изображена на рис. 11.

Устройство представляет собой камеру 5, в которую подают муку и воду. Мука распыляется через сопло 7, куда она нагнета­ется по трубопроводу 8 сжатым воздухом от воздуходувки 9. В трубопровод мука поступает из промежуточного бункера 11 через дозатор 10, с приводом 12 Вода необходимой температуры из бака-смесителя 4 подается насосом 3 по трубопроводу 2 к соплу /, через которое она в виде мельчайших капелек распыляется в камере навстречу частицам муки. Конструкция сопел позволяет регулировать количество и скорость распыления через них муки и воды в соответствии с заданными параметрами. Равномерно и быстро увлажненные частицы муки падают на ленту транспорте­ра 6, который подает их на окончательное вымешивание в коры­то тестосмесителя.

Рис. 11. Устройство для предварительного увлажнения муки перед замесом теста

Другой эффективный способ ускорения равномерного распре­деления влаги в макаронном тесте — интенсификация смешива­ния муки и воды. Для этого в многокорытных прессах тестоме­сильный вал первого корыта вращается с большей частотой, чем валы последующих корыт, а в современных прессах фирмы «Паван» муку и воду предварительно смешивают в центробеж­ном мукоувлажнителе «Турбоспрей». Это устройство представля­ет собой прозрачный цилиндр небольших размеров, внутри кото­рого вращается вал с частотой около 3000 мин . На валу по винтовой линии закреплены лопасти в виде штырей. В цилиндр подсасываются мука и вода в заданном соотношении. Частицы муки быстро и равномерно увлажняются и поступают в корыто тестосмесителя.

Интенсивность пропитывания частиц муки влагой определя­ется в первую очередь размерами частиц муки. Естественно, более крупные частицы требуют более длительного вымешива­ния. Кроме того, при одинаковом размере частиц влага будет медленнее проникать в частицы продуктов помола твердой пше­ницы, чем в менее плотные частицы продуктов помола мягкой пшеницы.

При старом, периодическом способе производства макарон­ных изделий подготовка теста к прессованию дли­лась около часа. В этом случае было оправдано использование крупки с размерами частиц до 500 мкм и более, которые за такой длительный период приготовления теста полностью про­питывались влагой и пастифицировались.

В связи с переходом на непрерывный способ замеса и прессования теста на шнековых прессах, на которых длительность об­работки не превышает 20 мин, потребовалось использование крупки более тонкого помола, с размером частиц не более 350 мкм. Более крупные частицы крупки, среди которых может быть достаточно большое количество белых крупинок, получен­ных размолом примеси мучнистой пшеницы, не успевают пол­ностью пропитаться влагой и, сохраняя свою индивидуальность, просматриваются на поверхности сухих макаронных изделий в виде белых точек. Особенно часто такой дефект наблюдается при работе с крупкой на однокорытных прессах ЛПЛ-2М, в которых длительность замеса не превышает 9... 10 мин. Поэтому на одно­корытных прессах непрерывного действия более целесообразно вырабатывать макаронные изделия из муки тонкого помола, в частности из хлебопекарной муки. Правда, следует заметить, что при использовании матриц без тефлоновых вставок шероховатая поверхность изделий будет скрывать следы непромесов, а если отформованные изделия сушат при жестких режимах, то на фоне микротрещин и воздушных пузырьков не промешенные частицы не будут выделяться на поверхности готовых изделий.

Таким образом, для производства макаронных изделий с однотонным цветом без следов непромесов при наличии крупки с размером частиц до 350 мкм и тем более до 500 мкм необходи­мо использовать многокорытные прессы, продолжительность за­меса теста в которых составляет 16...20 мин. При работе на прессах с продолжительностью замеса 8... 10 мин целесообразно использовать муку с размерами частиц не более 200...250 мкм (полукрупку или хлебопекарную муку).

Исходя из этих рассуждений, следует устанавливать продол­жительность замеса теста на мини-прессах, которые снабжены месилками периодического действия.

Кроме рассмотренных факторов продолжительность и интен­сивность замеса макаронного теста оказывают определенное вли­яние на структурно-механические свойства формуемых сырых макаронных изделий.

Н. И. Назаров, Н. Н. Шебершнева и Г. К. Бергман установили следующую эмпирическую зависимость предела прочности g (кПа) и пластичности & (%) сырых изделий от влажности теста W (%) частоты вращения месильного вала п (мин^-1) и продол­жительности замеса теста т (мин):

g = 4347,9 - 122,26W- 0,67315& - 1,7243т + 0,5225n.

На рис. 12. приведена полученная теми же исследователями зависимость прочности и пластичности выпрессовываемых изде­лий от продолжительности вымешивания теста.

При определении реологических характеристик тесто замешивали при частоте вращения рабочего вала тестомесильного ко­рыта 115 мин при разных значениях влажности теста.

Прочность сырых изделий возрастает с увеличением продол­жительности замеса, достигая своего максимального значения, а затем начинает снижаться. Пластичность изделий при этом все время увеличивается. Подобная зависимость сохраняется для лю­бого значения влажности теста. Однако при меньших значениях влажности прочностные свойства сырых изделий выше. Зависи­мость пластических свойств изделий от влажности иная: чем ниже влажность, тем менее пластичны изделия, и наоборот, — с увеличением влажности пластичность возрастает.

В результате проведенных опытов замеса теста при частоте вращения месильного вала 90, 115, 140 и 180 мин была найде­на максимально допустимая продолжительность замеса теста, при которой формуемое тесто достигает оптимальных физичес­ких свойств.

5 /О 15 205 /0 15 20

Продолжительность замеса мин Продолжительность замеса мин

Рис. 12 Зависимость предела прочности (в) и пластичности (б) сырых макарон­ных изделий от продолжительности замеса теста влажностью:1-30 %; 2 – 30,5%; 3 – 31%; 4-31,5 %

Этими же опытами установлено, что наиболее эффективным является двухстадийный замес: на первой стадии интенсивное перемешивание теста, на второй — перемешивание при пони­женной частоте вращения месильного вала. На основании полу­ченных данных был рекомендован следующий режим замеса теста:

I стадия — частота вращения вала 140 мин , продолжитель­ность замеса 11 мин;

II стадия — частота вращения вала 40 мин , продолжитель­ность замеса 5 мин.

Для выполнения этого режима следует иметь, по крайней мере, двухкорытный тестосмеситель.

Вследствие непродолжительности замеса макаронного теста и относительно низкой доли влаги в нем биохимические процессы на этой стадии находятся в начальном состоянии и не оказывают практического влияния на свойства теста и отформованных сырых изделий. Основная фаза биохимических процессов проте­кает во время сушки изделий при использовании низкотемпера­турных режимов сушки. Однако параметры замеса (влажность и температура теста) и использование вакуумирования могут в до­статочной степени отразиться на глубине протекания биохими­ческих процессов в изделиях во время последующей сушки.

В то же время в тесте, налипшем на вал и стенки тестоме­сильного корыта, которое долгое время остается без движения, могут протекать значительные по глубине микробиологические процессы. Это может привести к закисанию теста, вследствие чего необходимо периодически, через 1—2 ч работы пресса, счи­щать налипшее на вал, лопатки и стенки корыта тесто.

Влажность теста

Рис. 13. Характер изменения скорости выпрессовывания (Г) и давления прессо­вания (2) макаронного теста в зависи­мости от его влажности

Температура теста, °С

Влажность макаронного теста — один из двух главных пара­метров (наряду с температурой теста), которые технолог может менять в определенных пределах, оказывая влияние на физичес­кие свойства теста, сырых изделий и качество продукции. В самом деле, при поступлении на предприятие определенной пар­тии муки возможности технолога влиять на ее макаронные свой­ства весьма ограничены: нет возможности изменить грануломет­рический состав муки, нельзя увеличить влажность муки и изме­нить свойства клейковины (без добавления сухой клейковины хорошего качества, которую не выпускают в нашей стране, или без подмешивания дефицитной муки с высоким содержанием клейковины, что, с другой стороны, будет ухудшать ее макарон­ные свойства). Еще в большей степени ограничены возможности технолога в условиях непрерывного процесса замеса и прессова­ния теста на шнековом прессе определенной марки: нельзя изменить продолжительность и интенсивность замеса теста техни­ческие параметры шнека и матрицы.

В то же время увеличение влажности теста приводит к увели­чению толщины сольватных оболочек, окружающих частицы муки в уплотненном тесте, а значит, к снижению когезионной прочности теста. Вследствие этого с увеличением влажности снижаются вязкость теста и прочность сырых изделий, увеличи­вается их пластичность.

Таким образом, для приготовления теста из порошкообразной муки с реологическими свойствами, т. е. с соотношением плас­тичности и вязкости, идентичными свойствам теста из крупитча­той муки, можно повысить влажность теста при замесе в преде­лах 1...2 %. Иными словами, при переводе работы пресса с круп­ки твердой пшеницы на хлебопекарную муку для поддержания режима формования изделий. На прежнем уровне необходимо увеличить количество воды, подаваемой в корыто пресса для замеса теста. Естественно, это относится к тому случаю, когда содержание влаги и клейковины в хлебопекарной муке примерно такое же, как в крупке. Уменьшение же клейковины приводит к снижению пластичности теста и выпрессовываемых сырых изде­лий и требует дополнительного увеличения влаги в тесте.

С повышением влажности теста увеличиваются пластичность, текучесть теста и облегчается процесс его выпрессовывания через матрицы. Это приводит (как показывают соответствующие кривые на рис. 13) к снижению давления прессования и к увели­чению скорости выпрессовывания, т. е. к повышению произво­дительности пресса. Однако если при работе на поршневых прессах такая зависимость наблюдалась при повышении влаж­ности теста до 34 % и выше (на рис. 13 эти кривые показаны пунктиром), то для шнековых прессов скорость выпрессовыва­ния сырых изделий увеличивается только до повышения влаж­ности теста примерно до 32 %. Дальнейшее повышение влажнос­ти при замесе теста приводит к образованию крупных комков, плохо проходящих сквозь вход­ное отверстие шнековой каме­ры. Поэтому, хотя пластичность теста и повышается, плохое пи­тание им шнековой камеры ведет к резкому падению давле­ния прессования и, как следствие, к снижению скорости выпрессовывания (сплошная кривая на рис. 13). Таким образом, с точки зрения экономичности ра­боты шнекового пресса оптимальная влажность теста 32 %. Но при этом надо учитывать и другие факторы: гранулометрический состав, содержание клейковины в исходной муке (о чем мы уже говорили), а также способы разделки и сушки изделий (на чем мы остановимся ниже). Наконец, надо еще раз отметить, что влажность теста влияет на степень шероховатости поверхности изделий при использовании матриц без тефлоновых вставок, что также связано с влиянием влажности теста на величину давления прессования.

Рассматривая зависимость влажности теста от величины дав­ления прессования, следует иметь в виду, что уменьшение влаж­ности теста приводит к увеличению давления прессования и, казалось бы, к увеличению скорости выпрессовывания изделий. Однако при этом в еще большей степени увеличивается вязкость теста и снижается его текучесть. Как показывают кривые на рис. 13 в области влажности теста до 32...33 %, хотя более крутое тесто и приводит к увеличению давления, при этом в 'большей степени снижается скорость выпрессовывания изделий из матри­цы. Следовательно, при конкретных условиях формования теста оптимальные соотношения скорости выпрессовывания сырых изделий и величины давления прессования следует находить эм­пирическим путем: с одной стороны, необходимо поддерживать давление на достаточно высоком уровне, чтобы обеспечить до­статочную прочность выпрессовываемых изделий, с другой сто­роны, величина давления не должна превышать определенного предела, установленного для конкретного пресса, во избежание его поломки.

Наконец, следует отметить, что на шнековых прессах встреча­ется явление, когда снижение влажности теста практически не увеличивает величины давления прессования, но приводит к снижению скорости выпрессовывания сырых изделий. Это явле­ние наблюдается при работе на изношенных шнеках с матрица­ми, имеющими низкую пропускную способность (коэффициент живого сечения 0,05...0,1 ед.). В этом случае резко возрастает противодвижение теста в зазоре между шнеком и стенкой каме­ры, вследствие чего снижается подача высоковязкого, низкотекучего теста к матрице.

Температура теста

Рис. 14. Характер изменения скорости выпрессовывания (/) и давления прес­сования (2) макаронного теста в зави­симости от его температуры

Вторым важным технологическим параметром, которым может оперировать технолог в процессе замеса теста, является температура теста.

В условиях старой технологии прессования макаронного теста на поршневых прессах, когда тесто не испытывало относительиого смещения внутренних I поев вплоть до его выпрессовывания через отверстия матри­цы (ламинарный характер дви­жения теста), скорость выпрес­совывания и давление прессования зависели следую­щим образом от температуры 1еста. При увеличении температуры приблизительно до 60 °С скорость выпрессовывания уве­личивалась, а давление прессо­вания снижалось (пунктирные линии на рис. 14). Это связано с увеличением пластичных и снижением вязкостных свойств геста вследствие ослабления межмолекулярных связей в структуре теста при повышении его температуры. Однако даль­нейшее увеличение температуры теста приводило к резкому уве­личению давления на матрицу и резкому падению скорости выпрессовывания изделий. Такой характер изменения текучести геста при ламинарном движении объясняется тем, что при тем­пературах выше 60 °С происходит денатурация клейковины, «за­печатывание» связанных ею крахмальных зерен ко­торые, в свою очередь, набухают в результате повышения темпе­ратуры и уплотняют фиксирующуюся белковую матрицу. В результате этого процесса, который называется завариванием теста, оно становится плотным и с трудом поддается формова­нию. Исходя из сказанного, оптимальной температурой теста при его формовании на поршневых прессах являлась температу­ра 55 °С.

При прессовании теста на шнековых макаронных прессах рас­сматриваемые зависимости имеют иной характер.

При нагнетании уплотненного теста к матрице в шнековой камере внутренние слои теста испытывают постоянные деформа­ции сдвига, смещения слоев. Наблюдается турбулентный харак­тер движения теста. При увеличении температуры выше 60 °С структура теста не фиксируется: денатурирующаяся клейковина, находящаяся в постоянном смещении, не может сформировать устойчивую структурную решетку вплоть до продавливания теста через отверстия матрицы. Набухающие же зерна крахмала увели­чивают свою пластичность, повышая текучесть теста. В результа­те этого при формовании теста на шнековых прессах увеличение температуры приводит к постоянному росту скорости выпрессо­вывания изделий и снижению давления прессования в исследованном нами интервале температур вплоть до 90 °С (сплошные кривые на рис. 14).

Контрольные вопросы:

1. Какие требования предъявляются к качеству и количеству клейковины

муки?

2. В чем заключается гранулометрический состав муки?

3. Принцип работы устройства для предварительного увлажнения муки перед

замесом теста?

4. На какие факторы влияет продолжительность и интенсивность замеса

теста?

5. Какую роль играет влажность при замесе теста?

6. Какие изменения происходят при выпрессовывании макаронного теста в

зависимости от температуры?

Литература

1. Медведев Г.М. «Технология макаронного производства».- М.:Колос,2000.

2. Чернов М.Е. Макаронное производство.-М.: Издательство «Мир»,1994г.

3. Чернов М.Е. Оборудование предприятий макаронной промышленности.-

М.: Пищевая промышленность,1978г.-232с.

Лекция 6