Разработка и научное обоснование способа получения экструдированных гороховых палочек с белковой добавкой

• Автор: Василенко, Виталий Николаевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 189 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Г л а в а 1. Современное состояние теории, техники и технологии

производства экструдированных продуктов питания

1.1. Основы теории и краткий обзор техники и технологии процесса экструзии

1.2. Реологические уравнения и характеристики пластических материалов.

1.3. Анализ существующих математических моделей распределения давления продукта в дозирующих зонах экструдеров

1.4. Горох как объект исследования

1.5. Анализ литературного обзора и задачи исследования

Г л а в а 2. Теоретические и экспериментальные исследования процесса экструзии гороха, обогащенного белковой добавкой.

2.1. Экспериментальная установка и методика проведения исследований

2.2. Математическое планирование многофакторного эксперимента и оптимизация процесса экструзии гороха, обогащенного белковой добавкой
2.2.1. Обоснование выбора и пределов изменения входных факторов
2.2.2. Оптимизация процесса экструзии
2.3 Обоснование содержания белковой добавки в рецептурной
смеси.
2.4. Кинетика экструзионного процесса получения
гороховых палочек.
Г л а в а 3. Комплексная оценка качества экструдированных горохо вых палочек.
3.1. Влияние степени измельчения сырья на характер протекания процесса экструзии
3.2. Исследование гороха с белковой добавкой методом дифференциальнотермического анализа.
3.3. Исследование качественных показателей экструдированных гороховых палочек
3.3.1. Методы исследования физикохимических свойств образцов
3.3.2. Анализ качественных показателей экструдированных гороховых палочек
3.4. Определение микробиологических показателей экстру дата
3.5 Анализ пищевой ценности разработанного экструдированного
продукта
Г л а в а 4. Разработка конструкций экструдеров и способов автоматического управления их работой.
4.1. Методика инженерного расчета экструдера с регулируемой величиной давления в предматричной зоне.
4.2. Разработка конструкции многомодульного экструдера для переработки термолабильных пищевых смесей
4.3. Разработка конструкции автогенного корпусного экструдера
4.4. Разработка конструкции формующей головки экструдера
4.5. Разработка способа автоматического управления работой экструдера с линией рециркуляции продукта из предматричной зоны в зоны гомогенизации и сжатия.
4.6. Разработка способа автоматического управления работой экструдера с подачей комбинированной смазочной жидкости
в зону гомогенизации.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Таким образом, в ходе процесса исходный крахмалсодержащий материал, подвергнувшись термомеханической деструкции, переходит из дисперсного сыпучего состояния в упруговязкопластичную массу гель, характерную для крахмальных клейстеров высоких концентраций и денатурированных белков , , , . Эти превращения происходят при действии на сырье, с необходимым количеством влаги до , высоких температур до 0 С и давления до МПа. Нагревается продукт, как в результате преобразования механической энергии рабочих органов машины в тепловую энергию продукт, уплотняясь, прогревается за счет сил трения частиц о поверхности вращающихся рабочих органов и деформаций сдвига в самом продукте автогенный режим работы, так и вследствие дополнительного регулируемого нагрева от внешнего источника тепла, например, электрообогрева политропный режим работы. Образующаяся масса перемещается шнеком к матрице и при определенном давлении выпрессовывается через ее отверстия. Величина давления в значительной мере обусловлена сопротивлением отверстий матрицы и структурномеханическими свойствами обрабатываемой массы. После выхода продукта из отверстий матрицы в результате резкого перепада температуры и давления между зоной высокого давления МПа и зоной атмосферного давления происходит мгновенное 1, с испарение влаги, аккумулированная продуктом энергия высвобождается со скоростью примерно равной скорости взрыва, что приводит к образованию пористой структуры и увеличению объема экструдата вспучиванию. Доказано, что расширение продукта на выходе из отверстий матрицы непосредственно является следствием физических свойств воды 2, 8. При таких термических условиях изменение температуры в экструдере может быть в пределах от 0 до 0 С и под очень большим давлением вода существует только в жидком состоянии. Когда пластифицированный материал выходит из фильер и достигает атмосферного давления, вода из состояния перегретой жидкости мгновенно превращается в пар, выделяя значительное количество энергии. Под действием давления пара в продукте образуются поры, а оставшиеся целыми крахмальные зерна разрываются. Резкое понижение температуры обеспечивает затвердевание крахмала и фиксирует альвеолярную структуру, образовавшуюся под действием водяного пара . По типу основного рабочего органа экструдеры подразделяют на одношнековые, многошнековые, дисковые, поршневые, валковые, винтовые, шестеренчатые и комбинированные. В современной практике экструзионных технологий нашли применение два типа экструдеров одношнековые и двухшнековые, которые отличаются по производительности, назначению, технологические возможностям, по уровню технического исполнения. Несмотря на существенные различия в конструкциях, одно и двухшнековые экструдеры могут быть классифицированы по общим для этих машин принципиальным признакам термодинамическим характеристикам со следующими типами автогенные, политропные и изотермические 7, , 5. Автогенные экструдеры это машины, в которых тепло, необходимое для термической обработки растительного сырья, генерируется непосредственно в камере экструдера только за счет диссипации механической энергии. С. Такой принцип разогрева используется, как правило, в одношнековых экструдерах. В политропных экструдерах процесс термической обработки продукта осуществляется как за счет внутреннего разогрева массы, так и с помощью внешних источников тепла. Большинство экструдеров для варочной экструзии, являются политропными. Внутренний разогрев осуществляется за счет конструкции шнеков. Существует три метода внешнего нагрева экструдера электрический, жидкостной и паровой. Изотермические экструдеры ограничиваются спецификой их применения они предназначены для формования макаронных изделий и хлебного теста. В них выделяемое тепло контролируется за счет охлаждения внешним теплообменником. Кроме того, экструдеры рекомендуется классифицировать по геометрической форме, механическим, функциональным или термодинамическим характеристикам, поскольку они оказывают влияние на химические и структурные характеристики экструдированных продуктов. Особое значение имеют такие параметры, как количество тепловой энергии, образующейся в процессе экструдирования за счет механического преобразования энергии температура во время ведения процесса влажность экструдируемой массы.