СПОСОБ СУШКИ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ
METHOD FOR DRYING PASTA

Изобретение относится к пищевой промышленности и предназначено для сушки макаронных изделий.
Известные технологии сушки макаронных изделий без добавок неприемлемы из-за быстрого повышения кислотности и не позволяют производство качественных макаронных изделий с мясными добавками (Макаронное производство", под ред. М.Е. Чернова, М.: Мир, 1994 г., стр. 74, 91; Назаров Н.И. "Технология макаронных изделий" М.: Пищевая промышленность, 1978 г., стр. 216; Способ сушки макаронных изделий по пат. RU №2087104, А23L 1/16, 20.08.97 г.) [1, 2, 3].
Известен способ сушки макаронных изделий (Пат. 2240709)[4], направленный на обработку паром, высокотемпературное воздействие и охлаждение изделий, обработку паром проводят в сочетании с воздействием на полуфабрикат инфракрасных лучей. Высокотемпературное воздействие осуществляют конвективным способом, сначала до потери продуктом пластичных свойств, затем под действием микроволнового нагрева, а охлаждение изделий проводят воздухом с постепенно снижающейся температурой, причем о потере пластичных свойств судят по достижению полуфабрикатами предельного относительного удлинения при растяжении 105%. Данный способ не позволяет осуществить сушку макаронных изделий с мясными добавками.
Известен способ производства макаронных изделий (Патент №2358453) [5], принимаемый за прототип. Он имеет существенные недостатки в том, что макаронные изделия обладают пониженной прочностью и высокой пористостью, снижающие сроки хранения и варочные свойства продукта, из-за недостаточной связи частиц муки и ингредиентов. Процесс сушки макаронных изделий составляет 5-6 часов, при это он не позволят качественную сушку макаронных изделий с говяжьей печенью.
Технической задачей изобретения является придание возможности ускоренной сушки макаронных изделий с мясными добавками, до влажности 11% при сокращении расходов на электроэнергию и повышении сроков хранения готовых изделий.
Техническая задача решается за счет того, что выпрессованные полуфабрикаты из пшеничной муки и говяжьей печени с частицами размером не более 325 мкм в соотношении 70:30, укладываются в кассеты, а затем в сушильный шкаф, отличается тем, что полуфабрикаты укладывают на сетчатый поддон ячейкой 5×5 мм, сушат в пароконвектомате с жестко зафиксированным в двери ультразвуковым излучателем, работающим при уровне звукового давления 140 дБ, 2 минуты при температуре воздуха +95°С, влажности воздуха 95% и 53 минуты при температуре +60°С, влажности 70%, до влажности готовых изделий 11%, при скорости воздуха внутри камеры - 1 м/с, а также стабилизация готовых изделий происходит при температуре +25 - +30°С и влажности воздуха 60-65% в течение 3-4 ч.
Способ сушки макаронных изделий поясняется фиг. 1, 2, 3.
На фиг. 1 показан сушильный шкаф для сушки макаронных изделий, где обозначено: поз. 1 - пароконвектомат; поз. 2 - вентилятор; поз. 3 - блок управления; поз. 4 - противень; поз. 5 - полуфабрикаты; поз. 6 - ультразвуковой излучатель; поз. 7 - дверь; поз. 8 - крепежная рейка; поз. 9 - стекло; поз. 10 - отверстие; поз. 11 - камера; поз. 12 - генератор ультразвука.
Конструктивно сушильный шкаф для сушки макаронных изделий может быть выполнен, как показано на фиг. 1: противень (4) (как вариант, из сетки нержавеющей проволоки с ячейками 5×5 мм, толщина проволоки 1 мм). Ультразвуковой излучатель (6) (как вариант, пьезоэлектрический, серии Соловей УЗАГС-0,3/22- Ов (Хмелев В.Н. Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленности [6])) зафиксирован внутри отверстия (10) на 3 мм диаметром больше. Отверстие (10) проделано в стекле (9), жестко зафиксированном в двери (7). На внешней стороне двери (9) двумя концами, жестко (сварочным швом) фиксируется, на расстоянии 20 мм крепежная рейка (8) (как вариант, нержавеющая сталь, толщиной 3 мм). На крепежной рейке (8) жестко крепится ультразвуковой излучатель (6), проходящий через отверстие (10). Вентилятор (2) (как вариант, лопастной). Работа ультразвукового излучателя (6) регулируется генератором ультразвука (12), жестко зафиксированным на внешней стороне пароконвектомата (1).
Сушильный шкаф для сушки макаронных изделий работает следующим образом: полуфабрикаты (5) помещают на противень (4), а далее в камеру (11). На блоке управления (3) устанавливается программа процесса сушки. В камере (11) в течение 15-45 секунд автоматически устанавливается заданная температура +95°С, влажность воздуха 95%, включается ультразвуковой излучатель (6) (Хмелев В.Н. Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленности. Патент №2087104) [6, 7] при уровне звукового давления 140 дБ в первый период сушки - 2 минут. На втором этапе программа автоматически устанавливает температуру сушки полуфабриката (5) +60°С, влажность 70%, уровень звукового давления 140 дБ в течение 53 минут до сушки готовых изделий влажностью - 11%, обогрев камеры (11) прекращается, а ультразвуковой излучатель (6) продолжает работать, как и вентилятор (2), интенсифицируя процесс стабилизации и охлаждения макаронных изделий до температуры 30-26°С, после чего изделия выдерживаются перед упаковкой в сухом помещении. В процессе стабилизации макаронных изделий происходит выравнивание температурно-влажностных показателей по всему их объему (слоям) и снижение величин остаточных механических напряжений в изделиях до приемлемого уровня, исключающего возможность ухудшения механической прочности изделий, высушенных по предлагаемой технологии.
Для удаления влаги и поддержания определенной влажности в камеру (11) автоматически осуществлялась подача свежего воздуха и обеспечивалась заданная температура за счет нагрева электрическим ТЭНом.
Наряду с уменьшением пограничного слоя акустический метод сушки имеет и другие преимущества. На одном из этапов сушки акустические колебания проникают в поры и трещины макаронных изделий и создают в них быстро сменяющиеся зоны повышенного и разреженного давления, играя роль насоса влаги из глубинных слоев (Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Барсуков Р.В., Цыганок С.Н., Лебедев А.Н. Исследование эффективности ультразвуковой сушки) [8].
Проведенные эксперименты на базе ИТМО г. Санкт-Петербург в 2016 году показали, что эффекты применения ультразвука при сушке макаронных изделий с говяжьей печенью положительно отразились на ускорении процесса сушки (на 35-40%), фиг. 2, и качестве продукта, фиг 3. На фиг. 2 представлен график сушки макаронных изделий с комплексной добавкой: 1 - без ультразвука; 2 - с ультразвуком при уровне звукового давления 140 дБ. Характер кривых показывает, что ультразвуковой эффект весьма значителен, где применен комбинированный с ультразвуком нагрев для сушки макаронных изделий, который позволяет интенсифицировать процесс даже высокотемпературной сушки на 24-26%, без нарушения формы и прочности, обеспечивая высокое качество изделий. Образец 1 при сушке без ультразвука изменил форму и имели многочисленные трещины, а из-за медленной сушки печень говяжья подверглась микробиальному обсеменению (рН≥4°).
На фиг. 3 представлен график влагопоглощения макаронных изделий после сушки в поле ультразвука. Было обращено внимание на снижение процесса влагопоглощения макаронных изделий с говяжьей печенью, высушенных при разном уровне звукового давления УЗВ в сушильной камере, что подтверждает эффективность процесса сушки при уровне звукового давления 140 дБ.
Нами доказано, что предложенный нами сушильный шкаф с ультразвуковой установкой превосходит тепловые сушильные шкафы по экономичности (по затратам энергии) в 1,2-1,3 раза, а себестоимость макаронных изделий с говяжьей печенью уменьшится в 1,2 раза. Это происходит за счет снижения расхода электроэнергии и пара, так как цикл производства уменьшается. Расчетный годовой экономический эффект от апробации составил 162 тыс. руб. при сроке окупаемости затрат за 1,5 года.
Проводимое по окончании стабилизации охлаждение макаронных изделий до температуры окружающей среды посредством принудительного обдува их воздухом из помещения в присутствии ультразвука значительно ускоряет эту часть рабочего процесса.
Таким образом, предложенный способ сушки макаронных изделий обладает новизной и существенными отличиями от прототипа, придает возможность ускоренной сушки макаронных изделий с мясными добавками, до влажности 11% при сокращении расходов на электроэнергию и повышении сроков хранения готовых изделий.
Литература
1. Макаронное производство", под ред. М.Е. Чернова, М.: Мир, 1994 г., стр. 74, 91.
2. Назаров Н.И. "Технология макаронных изделии", М.: Пищевая промышленность, 1978 г., стр. 216.
3. Способ сушки макаронных изделий по пат. RU №2087104, А23L 1/16, 20.08.97 г.
4. Способ производства макаронных изделий Патент. №2358453.
5. Патент на полезную модель 158128 RU 12012015 г. Устройство для производства хлебобулочных изделий.
6. Хмелев В.Н. Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленности [Текст] / В.Н. Хмелев [и др.]. - Барнаул: АлтГТУ, 2007. - 416 с.
7. Патент на изобретение. RU №2087104, А23L 1/16, 20.08.97 г Способ сушки макаронных изделий.
8. Хмелев В.Н., Шалунов А.В., Барсуков Р.В., Цыганок С.Н., Лебедев А.Н. Исследование эффективности ультразвуковой сушки. Бийский Технологический институт ГОУ ВПО АлтГТУ, Электронный журнал «Техническая акустика 2009, №6».