СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНЫЙ АКТИВАТОР ДРОЖЖЕЙ
UHF YEAST ACTIVATOR

Сверхвысокочастотный активатор дрожжей
Предлагаемое изобретение относится к пищевой промышленности, в частности, для повышения подъемной силы дрожжей (бродильной активности дрожжевых клеток) при производстве формового хлеба. При этом уменьшается расход муки и улучшается показатели качества хлебобулочных изделий, т.е. улучшается пористость мякиша.
С целью создания оптимальных параметров для жизнедеятельности дрожжей и обеспечения высокой физиологической активности их перед внесением на замес мучного полуфабриката необходимо активировать. Для этого существуют химический и физический способы. Физическую активацию дрожжей осуществляют оптическим излучением, ультразвуком, магнитным полем, электромагнитным полем разного диапазона волн, гидроионизацией, аэроионизацией. Дрожжи с низкой подъемной силой следует предварительно активировать, чтобы укрепить структуру белковых молекул. Активация дрожжей не нужна, если тесто опарное, если тесто безопарное или по интенсивной технологии, обязательно нужна активация.
Известен способ активации хлебопекарных дрожжей (патент 2184145 от 27.06.2002 г.) [1]. Способ состоит в приготовлении мучной суспензии, ультразвуковой обработке этой суспензии при постоянном перемешивании и последующем внесении в нее дрожжей и их адаптации. Однако известно, что кавитационная эрозия является фактором, приводящим к летальному исходу микроорганизмов с размерами дрожжевых клеток.
Разработка установки, без использования мощных СВЧ-генераторов для активации дрожжей, непосредственно в малых хлебопекарнях, позволяющей улучшить микробиологические показатели, снизить потери продукции, является актуальной научной задачей. Управление обменом веществ дрожжевой клетки, влияющим на скорость процесса брожения, позволяет получать в наиболее короткие сроки качественный хлеб. Проводятся исследования по влиянию потока энергии электромагнитного излучения сверхвысокочастотного диапазона на рост, развитие, жизнедеятельность и технологические свойства дрожжей с тем, чтобы шире использовать этот метод в хлебопекарной промышленности.
Оценка поглощающей способности образца - дрожжей, и потери энергии за счет теплопередачи окружающему воздуху и теплового излучения показывает, что суммарные потери энергии намного меньше подводимой к образцу СВЧ-энергии. В электрическом поле сверхвысокой частоты при напряженности 0,15…0,3 кВ/см не происходит губительный нагрев дрожжевых клеток. Существенный губительный эндогенный нагрев клеток в электрическом поле СВЧ-диапазона происходит только при напряженности более 1,0 кВ/см. Такая напряженность электрического поля для дрожжевых клеток позволяет добиться примерного равенства между поглощаемой и отдаваемой за счет теплопередачи и теплового излучения энергии.
Прессованные дрожжи сформированы в брикеты влажностью 67…75%. Их всыпают в тесто во время замеса в раскрошенном виде. Поэтому в проектируемом СВЧ-активаторе дрожжей совмещены два рабочих органа: первый - крошитель, второй - объемный резонатор.
Технический результат заключается в ускорении процесса брожения дрожжей. Указанный технический результат достигается следующим образом. Сверхвысокочастотный активатор хлебопекарных дрожжей, характеризующийся тем, что он содержит рабочий цилиндр из неферромагнитного материала, внутри которого, вдоль центральной оси расположен шнек из неферромагнитного материала, вал которого опирается на подпорный узел и приводится в движение от мотора редуктора, причем на поверхность рабочего цилиндра после загрузочного патрубка вмонтирован СВЧ-генераторный блок так, что магнетрон стыкован с отверстием на поверхности рабочего цилиндра, при этом рабочая зона цилиндра, покрытая фторопластом с внутренней стороны, и витки шнека образуют резонаторные камеры СВЧ-генераторного блока, количество которых зависит от шага витка шнека, диаметр витка шнека отличается от внутреннего диаметра рабочего цилиндра не более чем на четверть длины волны электромагнитного излучения, при этом выгрузной патрубок и подпорный узел с прижимным устройством, установленные с торца рабочего цилиндра, обеспечивают экранизацию.
На фиг. 1 представлена схема общего вида сверхвысокочастотного активатора дрожжей (вид спереди): 1 - загрузочный патрубок; 2 - СВЧ-генераторный блок; 3 - магнетрон; 4 - шнек из неферромагнитного материала; 5 - витки шнека; 6 - рабочий цилиндр из неферромагнитного материала; 7 - подпорный узел; 8 - выгрузной патрубок; 9 - диэлектрическое покрытие (фторопласт); 10 - резонаторные камеры; 11 - прессованные дрожжи;
Сверхвысокочастотный активатор хлебопекарных дрожжей (фиг. 1) включает в себя: загрузочный патрубок 1; СВЧ-генераторный блок 2; магнетрон 3; шнек 4 с витками 5; рабочий цилиндр 6 с фторопластовым покрытием 9; подпорный узел 7; выгрузной патрубок 8; резонаторные камеры 10. Сверхвысокочастотный активатор хлебопекарных дрожжей содержит шнек 4 из неферромагнитного материала, помещенный в рабочий цилиндр 6. Витки 5 шнека 4 выполнены определенным шагом, влияющим на объем резонаторных камер 10. Внутренняя поверхность рабочего цилиндра 6 покрыта радиопрозрачным материалом 9 (фторопластом) в рабочей зоне (зона излучения от магнетрона 3). Поверхность цилиндра 6 в рабочей зоне одновременно служит стенкой объемных резонаторных камер 10 сверхвысокочастотного генератора 2. Поэтому цилиндр 6 выполнен из неферромагнитного материала. Витки 5 шнека 4 и часть рабочего цилиндра 6, находящаяся в области магнетрона 3 образуют резонаторные камеры 10. На поверхности цилиндра 6 имеется отверстие, куда состыкован магнетрон 4 с генераторным блоком 2. СВЧ-генераторный блок 2 жестко закреплен на поверхность цилиндра 6. Рабочая зона цилиндрической камеры 6, покрытая фторопластом 9 с внутренней стороны, и витки 5 шнека 4, диаметр которых отличается от внутреннего диаметра рабочего цилиндра 6 не более чем на четверть длины волны электромагнитного излучения, образуют резонаторные камеры 10 СВЧ-генераторного блока 2, количество которых зависит от шага витка 5. Вал шнека опирается на подпорный узел 7 и приводится в движение от мотора редуктора. При этом подпорный узел 7 установлен на выходе рабочего цилиндра 6 с помощью прижимного устройства. СВЧ-генераторный блок 2 находится после загрузочного патрубка 1. Подпорный узел 7 и выгрузной патрубок 8, установленные с торца рабочего цилиндра, обеспечивают экранизацию.
Процесс активации хлебопекарных дрожжей происходит следующим образом. Прессованные хлебопекарные дрожжи 11 загружают в загрузочный патрубок 1. Включают СВЧ-генераторный блок 2, содержащий магнетрон 3, а также одновременно включают электропривод шнека 4. Поток энергии электромагнитных излучений СВЧ-диапазона от магнетрона 3 направлен внутрь резонаторных камер 10. При этом прессованные хлебопекарные дрожжи 11 с помощью витков 5 шнека 4 крошатся и перемещаются через резонаторные камеры 10, где и растапливаются за счет эндогенного нагрева. Вязкие активированные хлебопекарные дрожжи с помощью шнека 4 выгружаются через выгрузной патрубок 8 в тестомесильную машину.
В связи с тем что скорость нагрева хлебопекарных дрожжей 11 не превышает 0,5…0,8°C/с, а температура эндогенного нагрева не более 40…45°C, поэтому происходит активация хлебопекарных дрожжей. Производительность активатора хлебопекарных дрожжей регулируется частотой вращения шнека 4 и дозой воздействия потока электромагнитных излучений сверхвысокочастотного диапазона. Такой активатор позволяет снизить удельный энергетический расход и сократить продолжительность брожения тестовых полуфабрикатов. Известно, что на обмен веществ в дрожжах оказывают особое влияние температура и давление, поэтому скорость эндогенного нагрева, удельную мощность СВЧ-генераторного блока следует оптимизировать в зависимости от видового состава дрожжей. Эффект такого способа заключается в повышении энергии брожения за счет перестройки энергетического обмена с дыхательного на бродильный.
Библиографический список
1. Патент 2184145. Способы активации хлебопекарных дрожжей. 27.06.2002.