Разработка режимов термопластического экструзионного аппарата и технологии полифункциональных добавок на основе физики сплошных сред

• Автор: Сартаков, Михаил Валериевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава I. Анализ современного состояния теории, техники и технологии производства экструзионных продуктов.

1.1. Термопластическая экструзия. Виды экструзии

1.2. Процесс экструдирования, или экструзионной обработки, продуктов питания.

1.3. Применяемые типы экструдеров при производстве

1.4. Функциональные свойства и применение пищевых волокон гуммиарабика

1.5. Свойства, производство и применение жиров и масел.

1.6. Цель и задачи исследования

Глава II. Применение математического моделирования и методов оптимизации для составления рецептурной смеси экструзионного продукта питания.

2.1. Меры сравнения состояний технологий

2.2. Алгоритм нахождения оптимальных соотношений различных видов сырья
2.3. Моделирование контрольных образцов.
2.4. Определение функциональнотехнологических свойств
2.5. Математическое моделирование процесса экструзии.
Глава III. Организация экспериментальных исследований
3.1. Экспериментальное исследование модели экструзионной технологии.
3.2. Алгоритм регулирования процесса экструдирования.
3.3. Выбор мясной и зерновой основы при разработке продуктов
литания методом термопластической экструзии
3.3.1. Выбор оптимального мясного ингредиента для экструзионного продукта питания.
3.3.2. Выбор оптимального зернового ингредиента для экструзионного продукта питания.
Глава VI. Численные методы определения марки гуммиарабика при производстве полуфабрикатов
4.1. Исследование систем, содержащих гуммиарабик
4.2. Разработка программы для определения оптимальной марки гуммиарабика для добавления в рецептуру продукта
Выводы
Список литературы


В зависимости от технологических параметров экструдирования сырья различают холодную, горячую и высокотемпературную экструзию /,,,/. При холодной экструзии температура формуемой массы не превышает °С, при горячей - находится в пределах от до 0°С, при высокотемпературной - составляет 0 - 0°С. Холодная экструзия. Для этого вида экструзии характерны только механические изменения в материале при медленном его перемещении под давлением в камере экструдера и формовании (шприцевания фаршей в колбасном производстве, производство паштетов, коэкструзия продуктов сложного состава). При этом виде экструзии происходит в основном механическое воздействие на тестовую массу, в результате которого идёт её уплотнение и продавливание через фильеры матрицы с одновременным приданием продукту определённой формы. Избыточная теплота трения, возникающая при холодном экструдирова-нии, отводится охладительной системой для того, чтобы предотвратить чрезмерный разогрев теста. Холодная экструзия широко используется для формования кондитерских масс в виде жгутов при изготовлении разного рода конфет, батончиков и других кондитерских изделий, жевательной резинки, тестовых заготовок хлебных палочек, а также для приготовления заготовок сухих завтраков с последующей их тепловой обработкой. Однако самое широкое распространение она получила в пищевой промышленности для производства различных видов макаронных изделий. Горячая (тёплая) экструзия. При этом методе сухие ингредиенты сырья смешивают с определённым количеством воды и подают в экструдер, где наряду с механическими воздействиями они подвергаются тепловой обработке. Дополнительно осуществляется нагрев продукта внешними обогревателями. Теплая экструзия проводится при температурах, превышающих температуру клейстеризации крахмала, но не выше 0°С, с целью получения полуфабрикатов или продуктов с частичным сохранением натуральных свойств сырья. Наряду с температурными, сырьё подвергается интенсивным механическим воздействиям. В этих условиях происходит частичная или полная желатини-зация крахмала. Получаемый продукт (экструдат), как правило, являющийся полуфабрикатом, отличается небольшой плотностью, увеличенным объёмом, пластичностью, ячеистым строением. Во многих случаях экструдату необходима дополнительная обработка: высушивание или охлаждение. Этим методом получают некоторые виды закусок. В качестве основного исходного сырья для их приготовления служат: картофельные мука, крахмал, крупка, хлопья; рисовые крахмал, мука, крупа и другое крахмалсодержащее сырьё. Высокотемпературная {варочная) экструзия осуществляется при более высоких механических нагрузках, температурах и давлениях, чем горячая экструзия. Обработка происходит при температурах выше 0°С, что приводит к глубоким физико-химическим изменениям состава сырья, повышенной степени деструкции (деструктуризации) крахмала и получению продуктов, полностью готовых к употреблению. Методом высокотемпературной экструзии получают крупяные палочки и другие «вспученные» продукты. Варочная экструзия позволяет изготавливать вспученные экструдаты с пенообразной, пористой структурой. Высокотемпературная экструзия обеспечивает вспучивание выпрессо-вываемого экструдата непосредственно при выходе из экструдера в результате резкого перепада давления и температуры и превращения воды в пар. Механизм пенообразования структуры экструдата при варочной экструзии и влияние тех или иных факторов на степень его вспучивания во многом подобен тем, которые имеют место в технологии приготовления экструдированных сухих завтраков с использованием горячей экструзии. При высокотемпературной экструзии основным показателем, определяющим технологические параметры процесса и качество экструдата, является вязкость экструдируемой массы, и, как и при горячей экструзии, степень деструкции крахмальных зёрен в процессе варочной экструзии может служить критерием оптимизации её технологических параметров. Преимущества применения варочной экструзии заключаются в первую очередь в скоротечности процесса и в отсутствии необходимости высушивания экструдата.