תופעות הקוויטציה ידועות בהידרודינמיקה כתופעות ההורסות את המבנים של מכונות הידראוליות, ספינות וצינורות. קוויטציה יכולה להתרחש בנוזל במהלך מערבולת זרימה, כמו גם כאשר הנוזל מוקרן על ידי שדה אולטראסוני הנרגש על ידי פולטי אולטרסאונד. שיטות אלו לייצור שדה קוויטציה שימשו לפתרון בעיות טכנולוגיות בתעשייה. מדובר בבעיות של פיזור חומרים, ערבוב של נוזלים בלתי ניתנים לערבב, תחליב. אבל בשל העלות הגבוהה של הציוד ומאפייני החוזק של הפולטים, טכנולוגיות אלה לא הפכו נפוצות בתעשייה הרוסית.
הפתרון המוצע לבעיות טכנולוגיות אלו מבוסס על מכונות הידראוליות רציפות ליצירת שדה קוויטציה בזרימת נוזלים. בניגוד לשיטות המסורתיות לקבלת שדה קוויטציה באמצעות מכשירים אולטרסוניים ושריקות הידרודינמיות, מכונות הידראוליות אלו מאפשרות לקבל שדה קוויטציה בכל נוזל, עם פרמטרים פיזיים שונים ועם מאפייני תדר מוגדרים. זה מרחיב את הגיאוגרפיה של היישום של מכונות אלה לשימוש בתהליכים תעשייתיים. מכונות אלו, המכונה בדרך כלל "קוויטטורים" על ידי היזם, יכולות לשמש בתעשיות כמו תעשיית המזון לייצור מוצרי מזון נוזליים (לדוגמה: מיונז, מיצים, שמנים צמחיים, מוצרי חלב, תוספי מזון, מזון לבעלי חיים וכו'). ; כגון התעשייה הכימית (ייצור צבעים ולכות), השגת דשנים לחקלאות; בענף הבנייה (להעשרת חימר, שיפור איכות הבטון, השגת חומרי בניין חדשים מאריזות קונבנציונליות).
כמה מחקרים בוצעו גם על השפעת הקוויטציה של מכונות אלה כשהן משמשות כמשאבות חום. הפקת אנרגיה תרמית מבוססת על שחרור אנרגיה כאשר הקשרים הבין-מולקולריים של נוזל נשברים במהלך מעברו בשדה הניווט. מחקר בקנה מידה מלא בעניין זה עשוי להביא לדור חדש של יחידות חימום שיהיו בעלות אוטונומיה ומגוון רחב של יישומים לחימום מבנים קטנים ומבנים מרוחקים מרשת חימום ואפילו קווי חשמל.
במונחים של אנרגיה, מכונות אלו שימשו לייצור סוגי דלק חדשים: מזוט מלאכותי, דלק בריקט עם קלסרים ידידותיים לסביבה מכבול טבעי, וכן בטכנולוגיות לשימוש בדלקים קונבנציונליים (נפט, סולר, מזוט) לחסכון צריכת הדלקים הללו ב-25-30% מההוצאות הקיימות.
- שימוש בקוויטטור לייצור מיצים, קטשופ מירקות ופירות, פירות יער המכילים זרעים קטנים שקשה להפרידם בעת הכנת המוצר. הקוויטטור מאפשר לייצר מיצים מפירות יער כמו פטל, דומדמניות, אשחר ים, עיבוד פירות היער ללא הפרדת הזרעים המפוזרים לגודל חלקיקים של 5 מיקרון ומהווים את מרכיב הקצף במוצרים.
- השימוש ב-cavitator בטכנולוגיה של הפקת שמנים צמחיים מאפשר להגדיל את תפוקת השמן ואת תפוקת הציוד. טכנולוגיה זו מאפשרת להשיג שמן מכל מבני צמחים המכילים שמן, וכן להשיג תוספי מזון מוקצפים לחיות משק.
- קו טכנולוגי להכנת מיונז.
- קו טכנולוגי לייצור שמן ותוספי מזון מענפי אשוח של עצי מחט.
- התקנות קוויטציה מאפשרות להשיג סוגים חדשים של הזנה מפסולת עיבוד כבול ותבואה.
- מכבול, בעזרת קוויטורים, ניתן להשיג גם דשנים מלאים ליצרנים חקלאיים מירקות וגידולי תבואה, אלו הם מה שנקרא "הומטים".
II. אֵנֶרְגִיָה - הפקת דלק נוזלי מפסולת ייצור פחם וכבול. הדלק יכול לשמש כתחליף למזוט. (דלק כבול-פחם).
- קו טכנולוגי לייצור לבניות נסורת כבול וחומרי בניין.
- ייצור סופגים למוצרי נפט.
- ישנם מחקרים ראשוניים על השימוש בקאוויטטורים להפקת דלקי מנוע ושמנים מנפט גולמי ללא פיצוח ישירות בבארות לא תעשייתיות.
- השימוש בקוויטטורים לחימום אוטונומי של הנחות כמחמם נוזל קירור בהספק נמוך עד 100 קילוואט.
III. בְּנִיָה - הטכנולוגיה לייצור חומרי צבע ולכה באיכות משופרת עקב פיזור עדין של חומרי מילוי וצבעים נבדקת.
- קו טכנולוגי לייצור שמן ייבוש, פיזור וצבעים על בסיס מים.
- השימוש בקוויטורים לייצור חומרי בניין חדשים עשוי להיות מבטיח:
- בטון ומרגמות בעלי חוזק מוגבר;
- העשרת חימר לייצור לבנים. - ניתן להשתמש בקאוויטטורים לניקוי מתכות וחלקים מחלודה, אבנית וכו'.
- קאוויטטורים יכולים לשמש כמערבלים של רכיבים שאינם מתערבבים בתנאים רגילים ולהשגת מבנים הומוגניים בתעשיית המזון והכימיה.
IV. אַחֵר - פותחה יחידה להפקת קיטור באמצעות חשמל. יחידת הקיטור יכולה לשמש לייצור מזון, חומרי בניין, עיקור וכו'.
- טיפול בשפכים להפקת דלק מחומרי משקעים. טיהור מים ממוצרי שמן.
השיטה מתייחסת לייצור מזון לבעלי חיים. השיטה כוללת הרטבה, טחינה והידרוליזה אנזימטית של דגן, כאשר היחס בין דגן למים הוא 1:1, טמפרטורת המים 35-40 מעלות צלזיוס, והאנזימים בהם משתמשים הם -עמילאז 1.0-1.5 יחידות/ג עמילן וקסילאנז 1- 2 יחידות/גרם תאית. השיטה מאפשרת להשיג מוצר המכיל פחמימות קלות לעיכול. 1 שולחן
כיום, ייצור בעלי חיים משתמש במולסה המתקבלת מפסולת ייצור סוכר. מולסה זו, המתקבלת על ידי הידרוליזה חומצית, מכילה 80% חומר יבש ובעלת ריכוז גבוה של גלוקוז.
השימוש במולסה סלק כמזון לבעלי חיים ידוע ברבים. בשל תכולת הקלוריות הגבוהה של מוצרים אלה, השימוש בהם במזון גדל כל הזמן. עם זאת, מולסה היא נוזל צמיג, מה שמקשה על העיבוד. כאשר מוסיפים אותו להאכיל, יש לחמם אותו. בנוסף, המולסה מכילה מעט מאוד חנקן, זרחן וסידן ואינה עונה על צורכי החלבון של חיות המשק.
לכן, ב-20 השנים האחרונות נעשה שימוש במולסה המתקבלת מדגנים או עמילן באמצעות הידרוליזה אנזימטית בחקלאות בעלי חיים.
כיום, הידרוליזה אנזימטית של חומרים המכילים עמילן מתבצעת עם טיפול מקדים של חומרי גלם בלחץ גבוה של 4-5 kgf/cm 2 למשך 120 דקות.
עם טיפול מקדים שכזה של גרגרים מתרחשת התנפחות, ג'לטינציה, הרס של גרגרי עמילן והיחלשות הקשר בין מולקולות תאית, חלק מהצלולאזות והעמילאזות הופכות למסיסות, וכתוצאה מכך גדל שטח הפנים הנגיש לאנזימים וגידול משמעותי של יכולת הידרוליזה של החומר.
החסרונות של שיטה זו כוללים טמפרטורות גבוהות ומשך העיבוד, אשר מובילים להרס של קסילוז עם היווצרות של furfural, hydroxymethylfurfural ופירוק של כמה סוכרים. ישנה גם שיטת הכנת מזון, למשל לפי א.ש. מס' 707560 הכולל הרטבת התבואה בנוכחות עמילאז ולאחר מכן רידוד, טשטוש וייבוש המוצר המוגמר. בשיטה זו רק עד 20% מתכולת העמילן הראשונית הופכת לדקסטרין ועד 8-10% לסוכרים מפחיתים (כגון מלטוז, גלוקוז).
מוצעת שיטה דומה לעיבוד תבואה להזנה (ע"ש מס' 869745), הכוללת עיבוד תבואה בדומה לא.ש. 707560, אך נבדל בכך שלאחר הטמפרור, הגרגר הפחוס מטופל בנוסף בתכשיר האנזים glucavamorin בכמות של 2.5-3.0% במשקל עמילן למשך 20-30 דקות. במקרה זה, אחוז הפחתת הסוכרים במוצר עולה ל-20.0-21.3%.
אנו מציעים מוצר חדש מבחינה איכותית עם פחמימות קלות לעיכול - מולסה של חיטה (שיפון), המתקבלת על ידי הידרוליזה אנזימטית.
מולסה הזנה היא תוצר של הידרוליזה לא מלאה של עמילן ותאית (המיצלולוזה וסיבים). הוא מכיל גלוקוז, מלטוז, טרי-וטטרסכרידים ודקסטרינים במשקלים מולקולריים שונים, חלבונים וויטמינים, מינרלים, כלומר. כל מה שחיטה, שיפון ושעורה עשירים בו.
מולסה להאכיל יכול להיות גם תוסף טעם, כי... מכיל גלוקוז, הכרחי בעת גידול חיות משק צעירות.
טעם, מתיקות, צמיגות, היגרוסקופיות, לחץ אוסמוטי, תסיסה של הידרוליזטים תלויים בכמויות היחסיות של ארבע קבוצות הפחמימות הראשונות לעיל ובדרך כלל תלויים במידת ההידרוליזה של עמילן ותאית.
להידרוליזה של תאית ועמילן, נעשה שימוש בתכשירים מורכבים של אנזימים: אמילוסומטילין G18X, צלובירידין G18X, קסילנאז, גלוקוואמורין G3X.
אנו מציעים גם שיטה חדשה לעיבוד דגנים (שיפון, חיטה) והפקת מולסה להזנה באמצעות קוויטציה עם פעולה בו-זמנית של קומפלקס אנזים.
שיטת עיבוד התבואה מתבצעת במנגנון קוויטטור מיוחד, שהוא מיכל מסתובב עם תוף מחורר, בו מתרחש תהליך קוויטציה, המבוסס על רעידות הידרודינמיות בעוצמה גבוהה בתווך נוזלי, המלווה ב-2 סוגי תופעות:
הידרודינמית
אֲקוּסְטִי
עם היווצרות של מספר רב של בועות-חללים. בבועות cavitation מתרחש חימום חזק של גזים ואדים, המתרחש כתוצאה מהדחיסה האדיאבטית שלהן במהלך קריסת הקוויטציה של הבועות. בבועות קוויטציה מתרכז עוצמת הוויברציות האקוסטיות של הנוזל וקרינה המנתרת משנה את התכונות הפיזיקליות והכימיות של החומר הנמצא בסמוך (במקרה זה החומר נמעך עד לרמה המולקולרית).
דוגמה 1: תחילה כותשים את התבואה גס במגרסת הזנה בגודל חלקיקים של לא יותר מ-2-4 מ"מ, ולאחר מכן מערבבים באופן חלקי עם מים המסופקים ל-cavitator. היחס בין דגן ומים הוא 1:1 חלקים במשקל, בהתאמה. טמפרטורת המים 35-40 מעלות צלזיוס. זמן השהייה של תרחיף התבואה והמים בקוויטטור הוא לא יותר מ-2 שניות. הקוויטטור מחובר למכשיר בו נשמרים pH וטמפרטורה באמצעות ויסות אוטומטי. נפח תערובת התגובה במכשיר תלוי בכוחו של הקוויטטור ונע בין 0.5 ל-5 מ'3.
לאחר האכלה של מחצית מכמות הדגן, מוזנת קומפלקס של אנזימים לקאוויטטור: עמילאז חיידקי 1.0-1.5 יחידות/ג עמילן וקסילאנז 1-2 יחידות/ג תאית.
במהלך cavitation, הטמפרטורה של מסת התגובה נשמרת בתוך 43-50 מעלות צלזיוס ו-pH 6.2-6.4. ה-pH של התערובת נשמר עם חומצה הידרוכלורית או אפר סודה. לאחר 30-40 דקות של קוויטציה, תרחיף עדין נוזלי עם גדלי חלקיקי גרגרים של לא יותר מ-7 מיקרון מחומם לטמפרטורת הג'לטינציה של עמילן חיטה של 62-65 מעלות צלזיוס ונשמר במשך 30 דקות בטמפרטורה זו ללא קוויטציה. ואז המסה המקובצת מוכנסת שוב למצב cavitation למשך 30-40 דקות. תהליך הקוויטציה נעצר על ידי בדיקת יוד, המוצר נשלח להסתרה למיכל גדול יותר עם מכשיר ערבוב. כדי להסוכר עוד יותר את מסת התגובה, הוסף glucavamorin G3X בשיעור של 3 יחידות/ג עמילן. תהליך הסכרה מתבצע בטמפרטורה של 55-58 מעלות צלזיוס ו-pH 5.5-6.0 עמילאז חיידקי 1.0-1.5 יחידות עמילן ו-xylanase 1-2 יחידות תאית במהלך הקוויטציה נשמרת הטמפרטורה של מסת התגובה 43-50 מעלות צלזיוס ו-pH 6.2-6.4, וסוכר נוסף של התערובת המתקבלת מתבצע עם glucavamorin GZH בשיעור של 3 יחידות/גרם עמילן בטמפרטורה של 55-58 מעלות צלזיוס ו-pH 5.5-6.0.
480 לשפשף. | 150 UAH | $7.5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> עבודת גמר - 480 RUR, משלוח 10 דקות, מסביב לשעון, שבעה ימים בשבוע וחגים
גורביליבה יקטרינה ויקטורובנה. חקר המאפיינים האיכותיים של תרחפי דגנים והשימוש בהם בייצור מזון: עבודת גמר... מועמד למדעים טכניים: 18.05.15 / Gorbyleva Ekaterina Viktorovna; [מקום הגנה: קמר. טכנול. המכון לתעשיית המזון] - קמרובו, 2008. - 175 עמ': ill. RSL OD, 61 09-5/1247
מבוא
פרק 1. סקירת ספרות 9
1.1 ניתוח סוגי ואמצעי טחינה קיימים 9
1.2. תורת הקוויטציה 17
1.2.1 הגדרת תופעת הקוויטציה 17
1.2.2 סוגי קוויטציה 19
1.2.3 התרחשות קוויטציה 21
1.2.4 יישום מעשי של קאוויטציה 23
1.3 מאפייני גרעין החיטה המשמשים בעבודה 26
1.4 דרכים להעלאת הערך התזונתי של מזונות דגנים 30
1.4.1 חלב כאמצעי להעלאת הערך התזונתי של מוצרי עיבוד דגנים 30
1.4.2 השריית תבואה כדרך להעלאת הערך הביולוגי והתזונתי של מזון 34
1.5 מסקנה של סקירת הספרות 36
פרק 2. אובייקטים ושיטות מחקר 39
2.1. מטרות לימוד 39
2.2 שיטות מחקר 40
2.3 עיבוד סטטיסטי של נתוני ניסוי 45
פרק 3. תוצאות מחקר ודיון 47
3.1 קביעת שיטת הכנת תבואה לטחינת קוויטציה 47
3.2 השגת מתלי תבואה. קביעת הטמפרטורה הראשונית, מרווחי דגימה 49
3.3 הערכה אורגנולפטית של ההשעיות שהתקבלו 54
3.4 שינוי טמפרטורת מתלי גרגרים במהלך קוויטציה 54
3.5 מחקר של השפעת טיפול בקוויטציה על החומציות 58
3.6 מחקר של קומפלקס הפחמימות 59
3.7 קביעת תכולת חלבון 64
3.8 קביעת תכולת השומנים 67
3.9 מחקר של השפעת טיפול בקאוויטציה על תכולת ויטמין E69
3.10 מחקר של השפעת טיפול בקוויטציה על תכולת המקרו-אלמנטים 70
3.11 מחקר של השפעת טיפול בקאוויטציה על המיקרופלורה של תרחפי דגנים 72
3.12 מחקר יציבות מוצר הדגן במהלך האחסון 75
3.13 קביעה מוקדמת של אופנים אופטימליים של טחינת גרגירי קוויטציה 82
3.14 הערכת מדדי בטיחות של מתלי תבואה 83
פרק 4. דוגמאות לשימוש מעשי אפשרי של מתלי תבואה 87
4.1 שימוש בתרחיף גרגירי מים באפייה 88
4.1.1 פיתוח מתכון ללחם דגנים 88
4.1.2 תוצאות אפייה במעבדה. הערכה אורגנולפטית ופיזיו-כימית של מוצרים מוגמרים 91
4.1.3 בדיקת ייצור של טכנולוגיית ייצור לחם באמצעות תרחיף גרגירי מים 95
4.1.4. יעילות כלכלית 98
4.1.4.1 תיאור המיזם 98
4.1.4.2 תכנית השקעות 98
4.1.4.3 תכנית ייצור 101
4.1.4.4 תכנית פיננסית 109
4.2 שימוש בתרחיף חלב-דגנים להכנת פנקייק ולביבות 112
4.2.1 פיתוח מתכונים ללביבות דגנים ולביבות 112
4.2.2 תוצאות אפייה במעבדה. הערכה אורגנולפטית ופיזיקוכימית 113
4.2.3 אישור תעשייתי 119
4.2.4 עלות-תועלת 122
מסקנות 125
רשימת ספרות משומשת 127
יישומים 146
היכרות עם העבודה
הרלוונטיות של הבעיה.
בעיית התזונה האנושית הבריאה היא אחת המשימות החשובות ביותר של זמננו. מוצרים מעובדים דגנים עומדים בצורה מושלמת בדרישות של תזונה מלאה. בהקשר זה, יש צורך ליצור מגוון רחב של מוצרי דגן חדשים המאפשרים שימוש רציונלי בכל הרכיבים הטבעיים היקרים תוך הוזלה משמעותית בעלויות הייצור.
לכן בפרקטיקה של ייצור עיבוד תבואה מוקדשת תשומת לב רבה להכנסת טכניקות מתקדמות וציוד בעל ביצועים גבוהים על מנת להגביר את יעילות השימוש בדגן במהלך עיבודו.
אחת הטכנולוגיות המבטיחות המעניקות העצמה משמעותית של תהליכי הייצור ופותחת הזדמנויות רחבות להרחבת מגוון מוצרי התבואה, מאפה ושאר סוגי המוצרים היא עיבוד קדרות של חומרי גלם, המאפשר להשיג תרחפי דגנים - מוצרים בעלי כמות מסוימת סט של תכונות פיזיקוכימיות ואורגנולפטיות.
הטכנולוגיה המוצעת מבוססת על תופעה פיזיקלית - קוויטציה, שנוצרת על ידי אולטרסאונד (אקוסטית) או פולסים הידראוליים (סיבוביים). יחידות קוויטציה אקוסטית כבר נמצאות בשימוש במגזרים שונים של תעשיית המזון. עד כה, התוצאות המעשיות הגדולות ביותר בכיוון זה הושגו על ידי דוקטור למדעים טכניים. ש.ד. שסטקוב.
עם זאת, לאחרונה, כדי לפזר חומרי גלם, הם מתחילים להשתמש בחומר פירוק חזק יותר - גנרטורים סיבוביים דופק הידראוליים, שהראו יעילות גבוהה בבדיקות מעבדה.
באופן כללי, פיזור חלקיקים מוצקים במחוללי פעימה סיבוביים הידראוליים מלווה בפעולת זעזוע הידראולי,
שחיקת קוויטציה ושחיקה במרווח הטבעתי בין הרוטור לסטטור. עם זאת, מנגנון ההשפעה המורכבת של קוויטציה הידרופולס על חומרי גלם מזון לא נחקר מספיק.
בהתבסס על האמור לעיל, רלוונטי לחקור את ההשפעה של טיפול בקוויטציה הידרופולס על התכונות האורגנולפטיות והפיזיקוכימיות של מוצרי דגן.
יַעַדו נושאי מחקר.
מטרת מחקר זה הייתה לחקור את המאפיינים האיכותיים של תרחפי דגנים והשימוש בהם בייצור מזון.
כדי להשיג מטרה זו, היה צורך לפתור את המשימות הבאות:
לקבוע את הטמפרטורה ההתחלתית, את היחס בין רכיבים מוצקים ונוזליים לפני טחינת cavitation ואת משך הזמן המרבי האפשרי של עיבוד cavitation hydropulse של גרגרי חיטה;
לחקור את השפעת משך טחינת הקוויטציה ההידרופלסית על האינדיקטורים האורגנולפטיים והפיזיקליים-כימיים של איכות השעיות דגנים;
מחקר אינדיקטורים מיקרוביולוגיים של השעיות דגנים;
לקבוע את יכולת האחסון של תחנות תבואה;
להעריך את מדדי הבטיחות של מתלי תבואה;
לפתח מתכונים וטכנולוגיות למוצרי מזון באמצעות תרחיפים דגנים. לספק הערכת סחורות של מוצרים מוגמרים;
בהתבסס על כל המחקרים לעיל, לקבוע את הפרמטרים האופטימליים לטיפול בקוויטציה הידרופוס של גרגרי חיטה;
לבצע בדיקות פיילוט של מוצר דגנים חדש ולהעריך את היעילות הכלכלית של הטכנולוגיות המוצעות.
חידוש מדעי.
ההיתכנות של טחינת קוויטציה הידרופולסית של גרגירי חיטה על מנת להשיג תרחפי דגנים כמוצר מוגמר למחצה בייצור מזון הוכחה מדעית ואוששה בניסוי.
השפעת משך הדופק ההידראולי
השפעות קוויטציה על המאפיינים הפיזיקליים והאורגנולפטיים של מוצרי עיבוד גרעיני חיטה.
לראשונה נחשפה השפעתו של טיפול בקוויטציה בהידרופולס על המיקרופלורה של חומרי גלם דגנים מעובדים.
בוצעה הערכה של מדדי הבטיחות של תחנות תבואה שהושגו בשיטה של טחינת גרגירי קוויטציה הידרופולסית.
נקבעו הפרמטרים האופטימליים להשגת מוצר חצי מוגמר דגן לאפייה בשיטת טחינת קוויטציה הידרופולסית של גרגרי חיטה.
לראשונה, הוכחה האפשרות להשתמש בתרחיף של גרגיר חיטה מונבט, המתקבל בשיטת טחינת קוויטציה הידרופולסית, בייצור לחם דגנים.
לראשונה פותחה טכנולוגיה להכנת לביבות דגנים ולביבות המבוססות על תרחיף גרגירי חלב המתקבל על ידי עיבוד קוויטציה הידרופולס של דגן עם חלב.
משמעות מעשית של העבודה.
על סמך המחקר פותחו המלצות מעשיות לייצור מתלי גרגרים בשיטת טחינת קוויטציה הידרופולס ואחסונם.
מוצגות דוגמאות לשימוש מעשי אפשרי בתרחפי דגנים המתקבלים בטחינת קוויטציה הידרופולסית לייצור מוצרי מאפה שונים: תרחיף של דגן חיטה מונבט - לייצור לחם דגנים, תרחיף דגנים חלב - להכנת לביבות דגנים ו פנקייקים.
השיטה שפותחה לייצור לחם עברה בהצלחה בדיקות ייצור במאפייה של המיזם הפרטי "טורופצ'ינה נ.מ."; שיטת הכנת פנקייק גרגרים - בקנטינה של האוניברסיטה הטכנית של מדינת אלטאי "דיאטה +".
ההשפעה הכלכלית הצפויה מהכנסת לחם דגנים תהיה 155,450 רובל. בשנה. ההשפעה הכלכלית הצפויה מהכנסת לביבות דגנים היא 8505 רובל. בשנה.
פותחה טיוטת תיעוד רגולטורי עבור לחם דגנים.
אישור עבודה.תוצאות העבודה דווחו בכנס המדעי והטכני ה-62 של סטודנטים, סטודנטים לתארים מתקדמים ומדענים צעירים "אופקי חינוך" בשנת 2004, בכנס המדעי והטכני ה-64 של סטודנטים, סטודנטים לתארים מתקדמים ומדענים צעירים "אופקי חינוך" בשנת 2006. ישנם 10 פרסומים, כולל 3 דוחות כנס, 7 מאמרים.
מבנה והיקף העבודה.עבודת הגמר מורכבת ממבוא, סקירת ספרות, תיאור חפצים ושיטות מחקר, תוצאות הדיון וניתוחם, תיאור דוגמאות לשימוש מעשי אפשרי בתרחפי דגנים באפייה, מסקנות, רשימה ביבליוגרפית של 222 כותרים. , כולל 5 לועזיים, ו-6 נספחים. העבודה מוצגת על 145 עמודים של מבחן מודפס, מכילה 23 דמויות ו-40 טבלאות.
חלב כאמצעי להעלאת הערך התזונתי של מוצרי דגן
בפרקטיקה העולמית, העבודה על יצירת מוצרי מאפה המאופיינים בתכולה גבוהה של חומרים פעילים ביולוגית הופכת לנפוצה יותר ויותר. בתיאוריה ובפרקטיקה של האפייה, זוהו שני כיוונים להעלאת הערך הביולוגי של מוצרי מזון העשויים מדגנים.
אחד התחומים הללו הוא העשרת מוצרים בחומרי גלם המכילים כמויות גדולות של חלבון, יסודות מינרלים וויטמינים. זה ממומש על ידי יצירת לחם מועשר במוצרי חלב, תרכיזי סויה, קמח דגים, ויטמינים וכו'.
הכיוון השני הוא להשתמש בכל הפוטנציאל הגלום בדגן מטבעו, שכן במהלך טחינת זנים אובד חלק ניכר מהחומרים המועילים של הדגן.
חלב ומוצריו המעובדים הם חומרי גלם יקרי ערך המכילים חלבון וסוכר. בתהליך הכנת השמנת מחלב נוצר חלב דל שומן כתוצאה מהפרדה. תוצר לוואי של ייצור חמאה משמנת הוא חלב חמאה. במהלך ייצור גבינות, גבינת קוטג' וקזאין נוצרת מי גבינה. כל המוצרים המפורטים יכולים לשמש באפייה, הן בצורתם הטבעית והן לאחר עיבוד מיוחד.
אחד המרכיבים החסרים ביותר בתזונה הוא סידן. לחם הוא מקור מוגבל לסידן. בהקשר זה, מוצרי חלב משמשים להגברת תכולת הסידן בו.
חלב הוא מערכת polydisperse מורכבת. השלבים המפוזרים של החלב, המהווים 11...15%, נמצאים במצב יוני-מולקולרי (מלחים מינרליים, לקטוז), קולואידי (חלבונים, סידן פוספט) וגס (שומן). מצע הפיזור הוא מים (85...89%)). התוכן המשוער של חלק מהרכיבים בחלב פרה מוצג בטבלה 1.1.
ההרכב הכימי של החלב אינו קבוע. זה תלוי בתקופת ההנקה של בעלי חיים, גזע החי, תנאי האכלה וגורמים אחרים. כמות והרכב השומן עוברים את השינויים הגדולים ביותר. בתקופת ההמלטה ההמונית בפרות (מרץ-אפריל), לחלב תכולת שומן וחלבון נמוכה, ובאוקטובר-נובמבר היא במקסימום.
שומן בצורת כדורים בקוטר 1 עד 20 מיקרון (הכמות העיקרית היא 2...3 מיקרון בקוטר) יוצר אמולסיה בחלב לא מקורר, ובחלב מקורר פיזור עם שומן מוקשה חלקית. שומן חלב מיוצג בעיקר על ידי טריגליצרידים מעורבים, מהם יש יותר מ-3000. טריגליצרידים נוצרים משאריות של יותר מ-150 חומצות שומן רוויות ובלתי רוויות. שומן חלב נלווה הם חומרים דמויי שומן: פוספוליפידים וסטרולים. פוספוליפידים הם אסטרים של גליצרול, חומצות שומן במשקל מולקולרי גבוה וחומצה זרחתית. בניגוד לטריגליצרידים, הם אינם מכילים חומצות שומן רוויות במשקל מולקולרי נמוך, אלא נשלטות על ידי חומצות רב בלתי רוויות. הנפוצים ביותר בחלב הם לציטין וצפלין.
חלבוני החלב (3.05...3.85%) הם הטרוגניים בהרכבם, בתכולתם, בתכונות הפיזיקוכימיות ובערך הביולוגי. בחלב קיימות שתי קבוצות חלבונים בעלות תכונות שונות: קזאין וחלבוני מי גבינה. הקבוצה הראשונה, כאשר החלב מחומצן ל-pH 4.6 ב-20C, משקע, השנייה, באותם תנאים, נשארת במי גבינה.
קזאין, המהווה 78 עד 85% מתכולת החלבון הכוללת בחלב, נמצא בצורה של חלקיקים קולואידים, או מיצלים; חלבוני מי גבינה נמצאים בחלב במצב מומס, כמותם נעה בין 15 ל-22% (כ-12% אלבומין ו-6% גלובולין). חלקים של קזאין וחלבוני מי גבינה שונים במשקל מולקולרי, תכולת חומצות אמינו, נקודה איזואלקטרית (IEP), הרכב ומבנה.
ההרכב היסודי של חלבוני החלב הוא כדלקמן (%): פחמן - 52...53; מימן - 7, חמצן - 23, חנקן - 15.4...15.8, גופרית - 0.7...1.7; קזאין מכיל גם 0.8% זרחן.
פחמימות חלב מיוצגות על ידי סוכר חלב (לקטוז), דו סוכר המורכב ממולקולות גלוקוז וגלקטוז, כמו גם סוכרים פשוטים (גלוקוז, גלקטוז), אסטרים זרחניים של גלוקוז, גלקטוז, פרוקטוז.
סוכר חלב כלול בחלב בצורה מומסת בצורות a-ו-jB, וצורת ה-a מאופיינת בפחות מסיסות מאשר בצורת /?-. שתי הצורות יכולות להשתנות מאחת לאחרת. סוכר חלב מתוק פחות מסוכרוז בערך פי חמישה, אך ערכו התזונתי אינו נחות מזה האחרון ונספג כמעט לחלוטין בגוף.
מינרלים מיוצגים בחלב כמלחים של חומצות אורגניות ואי-אורגניות. המלחים השולטים הם סידן (תכולה 100...140 מ"ג%) וזרחן (95...105 מ"ג%). בנוסף, חלב מכיל מיקרואלמנטים: מנגן, נחושת, קובלט, יוד, אבץ, בדיל, מוליבדן, ונדיום, כסף וכו'. תכולת הוויטמינים בחלב תלויה בגזע החי, בתקופת ההנקה ובגורמים נוספים.
עיבוד סטטיסטי של נתוני ניסוי
כדי לקבל מודל מתמטי של התהליך הנחקר, תוך התחשבות בשינויים במספר גורמים המשפיעים על התהליך, נעשה שימוש בשיטות של תכנון ניסוי מתמטי.
כדי ליישם את אחד הכיוונים, היה צורך להנביט תחילה את גרגר החיטה. לכן, בתחילה, במהלך המחקרים הללו, נקבעה השיטה האופטימלית להכנת גרגירי חיטה. במקביל, הוטלו על תהליך זה הדרישות הבאות: לשיטת הכנת הדגן לא אמורה להיות השפעה שלילית על ערכו התזונתי והביולוגי; השיטה צריכה להיות פשוטה ולא גוזלת זמן במיוחד יישום שלה לא צריך לדרוש ציוד יקר מורכב וכוח אדם נוסף, כך, במידת הצורך, כל מפעל יכול לבצע נביטה עם מינימום ציוד מחדש ועלויות כספיות מינימליות.
כפי שניתוח של נתוני הספרות הראה, באופן מסורתי, לבצע פיזור על מנת לקבל מסת דגן, הדגן מושרים למשך 6-48 שעות, המלווה בהנבטה ראשונית של הדגן. הכיוון העיקרי של תהליכים ביוכימיים בדגן נובט הוא הידרוליזה אינטנסיבית של תרכובות מולקולריות גבוהות המופקדות באנדוספרם והפיכתן למצב מסיס, זמין לאספקה לנבט המתפתח.
עם זאת, היווצרותם של חומרים מזינים המגדילים את הערך התזונתי של דגנים מונבטים אינה מתרחשת מיד. השלב הראשוני של הנביטה (נביטה סמויה, או תסיסה) מלווה בירידה בחומרים במשקל מולקולרי נמוך הנצרך על ידי העובר הגדל. לפיכך, בהשרייה של 12 שעות, תכולת הסוכר בדגן מצטמצמת בכמעט פי 1.5, ותכולת הדקסטרין בכ-1.7. תכולת ויטמין C בשלבי הנביטה הראשונים יורדת כמעט פי 1.5. אבל ניסויים מראים שלאחר 12 שעות של השריית הדגן, תכולת הסוכרים והדקסטרינים בדגימות שנחקרו החלה לעלות.
כתוצאה מכך, השלב הבא של נביטת הדגן מלווה בהצטברות של חומרים בעלי משקל מולקולרי נמוך, כולל ויטמינים, עקב עלייה בפעילות האנזימטית המובילה להידרוליזה של תרכובות במשקל מולקולרי גבוה. עם זאת, השרייה ממושכת מדי (יותר מיממה) מובילה להתפתחות אינטנסיבית של מיקרופלורה חיידקית, עובש ולהופעת ריח חמוץ חד. לכן, לאחר ניתוח כל המידע, אומצו הפרמטרים הבאים להכנת דגן: משך ההשריה - 24 שעות; טמפרטורת מי השרייה - 25C.
השרייה כזו מבטיחה את הנביטה הראשונית של הדגן עם היווצרותם של חומרים מזינים ואינה מגדילה משמעותית את המיקרופלורה של הדגן. 3.2 השגת מתלי תבואה. קביעת טמפרטורה התחלתית, מרווחי דגימה
המטרה העיקרית של המחקר הניסיוני הייתה לקבוע את משך הזמן האפשרי של טיפול בקוויטציה בדגן ולזהות מרווחי דגימה למחקר מעבדתי נוסף. כדי לפתור בעיה זו, בוצעו ניסויי ניסוי להשגת תרחפי דגנים.
עיבוד קוויטציה של תבואה בוצע על בסיס מפעל Tekhnokompleks LLC, הממוקם בברנאול, רחוב Karaganda, בניין 6.
ברגע שפתח הרוטור נחסם על ידי הדפנות הצדדיות של הסטטור, מתרחשת עלייה חדה בלחץ לכל אורך הפתחים הגליליים של הרוטור (הלם הידראולי ישיר), מה שמגביר את "התמוטטות" בועות הקוויטציה באזור א.
באזור B, "התמוטטות" האינטנסיבית של בועות קוויטציה מקלה על ידי לחץ עודף קבוע. כפי שכבר נדון בסעיף 1.1, סגירת בועות קוויטציה תורמת להרס התבואה.
תהליך הטחינה בוצע במצב מחזור. היחס בין חלקים מוצקים לנוזלים היה 1:2. עלייה בשבר המוצק בתערובת בלתי אפשרית בגלל התכונות הטכניות של יחידת הקוויטציה. הגדלת השלב הנוזלי אינה מעשית מנקודת המבט של הערך התזונתי של המוצר המתקבל.
כדי לבצע את הניסויים, השתמשנו במי ברז קרים רגילים, שהטמפרטורה שלהם הייתה 20C. שינוי הטמפרטורה הראשונית אינו מעשי, שכן הוא מצריך השקעות חומר נוספות וזמן מושקע בחימום או קירור, מה שיאריך משמעותית את התהליך הטכנולוגי וייקר את עלות המוצר הסופי. מחקרים ניסיוניים הראו כי משך הטיפול האפשרי של דגן חיטה הוא 5 דקות עבור תרחפי מים ודגני חלב ו-5.5 דקות עבור תרחיף של גרגרי חיטה מונבטים. במקרה זה, הטמפרטורה הסופית של מתלי הדגן הגיעה ל-60-65C.
עיבוד נוסף של התבואה הוא בלתי אפשרי, מכיוון שבמהלך טחינת הקוויטציה, צמיגות המוצר עולה באופן משמעותי, אשר בסוף התהליך רוכש את עקביות הבצק, וכתוצאה מכך צינור היניקה של המתקן אינו מסוגל למשוך פנימה התערובת בעיבוד והתהליך נעצר.
מחקר של השפעת טיפול בקוויטציה על החומציות
שינוי בחומציות של תרחפי דגן במהלך הקוויטציה בניתוח התוצאות, ניתן להסיק שכתוצאה מהקאוויטציה, החומציות של המוצרים בדקה הראשונה של טיפול בקוויטציה עולה בחדות בהשוואה לערך ההתחלתי פי 2 - 2.5. אבל בהמשך התהליך הוא יורד ל-1.6 מעלות עבור תרחיף גרעיני מים, ל-2.1 מעלות עבור תרחיף של גרגירי חיטה מונבטים ול-2.4 מעלות עבור תרחיף גרעיני חלב.
זה יכול להיות מוסבר על ידי העובדה כי התרחשות של cavitation מלווה ביצירת רדיקלים חופשיים OH-, NCb-, N-, כמו גם את התוצרים הסופיים של הרקומבינציות שלהם H2C2, HNCb, HN03, אשר חומצים את הסביבה. אך מכיוון שכתוצאה מהפעימה והתמוטטות של בועת קוויטציה אחת, נוצרים כ-310 זוגות של רדיקלים, בעיקר OH-, והמימן שנוצר במהלך התהליך מתאדה חלקית, ככל שהתהליך מתקדם, מספר קבוצות ההידרוקסיל גדל, אשר מוביל לאקליזציה של הסביבה והחומציות יורדת.
פחמימות הן משאבי האנרגיה העיקריים המרוכזים בתאי האנדוספרם של הקריופסיס. מבחינת כמות הפחמימות הניתנות לעיכול, מוצרים העשויים מדגנים נמצאים במקום הראשון בין שאר המזונות האנושיים. חשיבותן של הפחמימות בתהליך הטכנולוגי של עיבוד דגנים ובעיקר בשימוש בדגן בתהליך הכנת הבצק גבוהה מאוד.
בעבודה זו, חקרנו את ההשפעה של טיפול בקוויטציה בהידרופולס על השינוי בקומפלקס הפחמימות של גרגרי חיטה. כדי להעריך את השינויים המתרחשים, נקבעה תכולת עמילן, דקסטרינים, סוכרוז וסוכרים מפחיתים.
העמילן ממלא את התפקיד המשמעותי ביותר בתהליך לישת הבצק ואפיית הלחם. תוצאות המחקרים, המוצגות באיור 3.5, מצביעות על כך שטיפול בקוויטציה בהידרופולס של דגן תורם להרס העמילן הכלול בו.
ההפחתה המקסימלית בכמות העמילן נצפתה בתרחיף של גרגרי חיטה מונבטים. זאת בשל העובדה שכתוצאה מנביטה, פעולתם של אנזימי דגן עולה בחדות, ותהליך המסת החומרים המורכבים המופקדים באנדוספרם מתחיל בהיווצרותם של חומרים פשוטים יותר. בהתאם לכך, עמילן הופך לדקסטרינים ולמלטוז. לכן, עוד לפני הגשת הדגן המונבט לטיפול בקוויטציה, תכולת העמילן בו הייתה נמוכה ב-6-8% בהשוואה לדגן החיטה המקורי, ושבריר המסה של הדקסטרינים היה גבוה יותר.
תכולת הסוכרוז בדגן אינה משמעותית, וגלוקוז ופרוקטוז בדגן שבדרך כלל מבשיל ומאוחסן בתנאים של לחות נמוכה הוא זניח. זה גדל באופן משמעותי רק במהלך הנביטה. לכן, העלייה המשמעותית בסוכרים בתרחיפים במהלך תהליך הקוויטציה הייתה חשובה במיוחד. התוצאות של שינויים אלה מוצגות באיורים 3.7 ו-3.8. 1.2 ו-3 4 5
שינוי בתכולת הסוכרוז תכולת הפחתת הסוכרים עלתה באופן משמעותי במיוחד בתהליך הקוויטציה: פי 5-7 בהשוואה לערכים ההתחלתיים, בעוד שכמות הסוכרוז עלתה רק פי 1.2-1.5. ראשית, הסיבה לכך היא שהפחתת סוכרים היא התוצר הסופי של הידרוליזה של עמילן. שנית, במקביל לפירוק העמילן, כאשר מחומם בנוכחות כמות קטנה של חומצות מזון, מתרחשת הידרוליזה של סוכרוז עצמו עם היווצרות של סוכרים מפחיתים (גלוקוז, פרוקטוז).
החלק העיקרי של סוכרי דגנים הוא הטריסכריד רפינוז, גלוקודיפרוקטוז וגלוקופרוקטנים, שהם אוליגוסוכרים בעלי משקלים מולקולריים שונים שעברו הידרוליזה בקלות. ככל הנראה, אלה הם אשר, במהלך הידרוליזה במהלך הקוויטציה, סיפקו עלייה בכמות הסוכרוז.
תכולת הסוכר המוגברת בתרחיף דגני החלב בהשוואה למוצרי מים-דגנים הושפעה ככל הנראה מהסוכרים הכלולים בחלב עצמו.
לפיכך, טיפול בקוויטציה של גרגיר החיטה גורם לשינויים חיוביים משמעותיים במבנה קומפלקס הפחמימות שלו. המשמעות של עובדה זו נובעת מהעובדה שבפיזור הדגנים המסורתי, מידת טחינת הדגנים אינה מבטיחה את העוצמה התקינה של יצירת סוכר וגזים במהלך תסיסת הבצק. כדי לשפר את איכות בצק הדגנים, מוצע להוסיף סוכר, תרכיזי פוספטיד, פעילי שטח (לציטין, סוכרי שומן). ניתן להניח כי השימוש בטכנולוגיה זו באפיית לחם יאפשר תסיסה אינטנסיבית של הבצק ללא הכנסת תוספים נוספים, אלא רק בשל הסוכרים של הדגן עצמו. 3.7 קביעת תכולת החלבון
כידוע, כ-25-30% מכלל צרכי החלבון של גוף האדם מכוסים על ידי מוצרים לעיבוד דגנים. יחד עם זאת, שברי החלבון הם שקובעים את התכונות הטכנולוגיות של מוצרי עיבוד דגנים ואת היכולת לייצר לחם ופסטה באיכות גבוהה. מובן, אם כן, שחקר חלבוני הדגן במהלך הקוויטציה היא אחת המשימות החשובות ביותר.
מחקרים על השפעת טיפול בקוויטציה אקוסטית על תכולת החלבון הכוללת, שנעשו על ידי S.D Shestakov, מצביעים על עלייתו. לפי התיאוריה שלו, כאשר מים המופעלים על ידי קוויטציה יוצרים אינטראקציה עם מסה מרוסקת המכילה חלבון מן החי או הצומח, מתרחשת תגובת הידרציה אינטנסיבית - חיבור של מולקולות מים עם ביופולימר, הפסקת קיומו העצמאי והפיכתו לחלק מחלבון זה. . לדברי האקדמיה V.I מים הקשורים בדרך זו הופכים לחלק בלתי נפרד מחלבונים, כלומר, הם מגדילים באופן טבעי את המסה שלהם, שכן הם מתאחדים איתם באמצעות פעולת מנגנונים דומים לאלה המתרחשים בטבע החי בתהליך הסינתזה שלהם.
מאחר שלא בוצעו בעבר מחקרים על השפעת קוויטציה הידראולית על תכולת החלבון בתרחפי דגנים, היה צורך לקבוע את מידת ההשפעה הזו. לשם כך, תכולת החלבון בדגימות נבחרות של מוצר הדגן נקבעה בשיטות סטנדרטיות. תוצאות הקביעות מוצגות באיור 3.9.
בדיקת ייצור של טכנולוגיית ייצור לחם באמצעות תרחיף גרגירי מים
תוצאות מחקרים מורכבים על שימוש בתרחיף מים מדגן חיטה מונבטת כמרכיב מתכונים ללחם הראו שהשימוש בו מאפשר להשיג מוצרי מאפה בעלי ערך תזונתי גבוה, בעלי מאפיינים אורגנולפטיים ופיזיו-כימיים טובים.
בדיקות ייצור של הטכנולוגיה המוצעת בוצעו במאפייה של המיזם הפרטי "Toropchina N.M." (נספח 4)
הערכת הפרמטרים האורגנולפטיים והפיזיקוכימיים של הלחם המוגמר, המוצגת בטבלה 4.5, בוצעה על פי שיטות סטנדרטיות המפורטות בפרק 2.
על בסיס המאפייה הקיימת, מיזם פרטי "Toropchina N.M.", הממוקם בטריטוריית אלטאי, מחוז Pervomaisky, הכפר. Logovskoye, st. טיטובה, בית 6א, מתארגן ייצור לחם דגנים על בסיס תרחיף מים-גרגר.
המאפייה מייצרת לחם מקמח חיטה כיתה א', כיכרות פרוסות וזוטות מאפייה. התפוקה של המאפייה היא 900 ק"ג ליום של מוצרי מאפה. השטח של מאפייה זו מאפשר לך להציב קו לייצור לחם דגנים. חומרי גלם - קמח מסופק על ידי LLC "Melnitsa", הממוקם בכפר Sorochiy Log, דגן - על ידי SEC "Bugrov and Ananyin".
לחם הדגנים יימכר בחנות במאפייה ובמספר חנויות הממוקמות בסמוך. אין מתחרים משמעותיים ללחם דגנים, שכן אין מפעלים המייצרים מוצרים דומים.
מאפייה מיזם פרטי "Toropchina N.M." במהלך עבודתה היא פיצה על עלותה הראשונית. הערך השיורי הוא 270 אלף רובל. ייצור לחם הדגנים מהווה שישית מתפוקת המאפייה. לפיכך, קו ייצור לחם הדגנים מהווה שישית מעלות הבניין. זה מסתכם ב-45 אלף רובל. להפקת לחם דגנים המבוסס על תרחיף גרגירי מים, יש צורך לרכוש את הציוד הטכנולוגי הבא: יחידת קוויטציה לטחינת חומרים אורגניים (מפזר Petrakov), חומר מפיץ Binatone MGR-900, אמבט השרייה. שאר הציוד נמצא בארגון וניתן להשתמש בו בייצור לחם דגנים.
הפחת מחושב בהתאם לחיים השימושיים של הרכוש הקבוע. מבנים ומבנים שייכים לקבוצת פחת 6 עם אורך חיים שימושי של 10 עד 15 שנים, מאחר והבניין אינו חדש. אורך החיים השימושי של הבניין הוא 12 שנים. הציוד שייך לקבוצת פחת 5 עם אורך חיים שימושי של 7 עד 10 שנים.
להכנת לביבות גרגירים ולביבות, הוצע להחליף חלב וקמח בתרחיף גרגירי חלב. חישוב המתכון למוצרי דגן התבסס על כמות חלב של 1040 גרם לפנקייק ו-481 גרם לפנקייק. היות וטיפול בקוויטציה של גרגרי חיטה עם חלב מתבצע ביחס של 1:2, הגרגירים נלקחו בחצי, כלומר 520 גרם לפנקייק ו-240 גרם לפנקייקים. שאר חומרי הגלם נלקחו בכמויות כמו במתכון המקורי. עם זאת, הלחות של הבצק לפנקייק ולביבות צריכה להיות 65-75%. לכן, במידת הצורך, אפשר להוסיף כמות קטנה של קמח כדי לקבל את הבצק בעל עקביות אופטימלית. כמות התוסף חושבה על פי תכולת הלחות של חומרי הגלם. לפיכך, המתכון לפנקייק ולביבות דגנים הוא כדלקמן.
התרחיף, השמרים והסוכר ניתנו על הבצק, הבצק לישה והונחו בתרמוסטט למשך 90 דקות בטמפרטורה של 32 C לתסיסה. לאחר חלוף זמן התסיסה של הבצק נוספו לו כל חומרי הגלם הנותרים לפי המתכון ולישה הבצק.
לאחר מכן, אפינו לביבות ולביבות. לביבות ולביבות נאפו על כיריים מעבדה, במחבת בטמפרטורה ממוצעת של 270 C. זמן האפייה של לביבה אחת היה בממוצע 1.5 דקות, זמן האפייה של לביבה אחת היה 3 דקות.
כתוצאה מהאפייה גילינו שאי אפשר להכין לביבות מהתרחיף האחרון. כאשר יוצקים את הבצק בתרחיפים הללו לטיגון, הוא מקציף, נמרח, נדבק, ואי אפשר להוציא אותו מהמחבת.
עיבוד: טכנולוגיה וציוד
UDC 664:621.929.9 V.I. לובנוב,
V.V. טרושניקוב
פיתוח מיקסר רציף עם מנועים הפועלים לניקוי עצמי
בייצור שימורים של נקניקים ובשר, לאחר טחינת חומר הגלם, מערבבים אותו עם מרכיבי המתכונים לקבלת מערכות הומוגניות. הצורך בפעולה זו עשוי להתעורר גם בעת ערבוב רכיבים שונים, ללישה של חומרי גלם לעקביות מסוימת, בתהליך הכנת תחליבים ותמיסות, על מנת להבטיח מצב הומוגני של המוצר למשך זמן מסוים, במקרים בהם יש צורך בכך. להעצמת תהליכי העברת חום ומסה.
בתעשיית הבשר, הערבוב המכני הוא הנפוץ ביותר, משמש כעיקרי (בייצור נקניקיות, שימורים ממולאים ומוצרים חצי מוגמרים) או נלווה (בייצור מוצרי בשר מלוחים ומעושנים, שומני מאכל וטכניים, דבק , ג'לטין, עיבוד דם) פעולות.
מערבלים, מערבלי בשר טחון, מערבלי בשר טחון וכו' משמשים לערבוב שתי קבוצות המכונות הראשונות מסווגות כציוד אצווה. מיקסרים יכולים להיות רציפים או לסירוגין.
לאחר שבדקנו את העיצובים של מיקסרים מקומיים וזרים, הגענו למסקנה שלכולם יש חסרונות משמעותיים - הדבקה של חומרים
ריאל על גופי העבודה במהלך תהליך הערבוב (הידבקות) ותפוקה נמוכה.
במחלקה ל-MPSP נעשה ניסיון ליצור מערבל בשר טחון רציף עם גופי עבודה בניקוי עצמי (בקשת פטנט מס' 2006116842) לבתי מלאכה בעלי קיבולת קטנה, שניתן להשתמש בו הן במפעלי עיבוד בשר בעלי קיבולת נמוכה והן ב. חנויות נקניקיות מודולריות (סוג MKTs-300K או סדנת נקניקיות מודולרית של חברת CONVICE) וחוות בנות גדולות, החשובות לשלב זה של התפתחות כלכלית של ארצנו, כאשר עד 60% מכלל מוצרי החי בשוק מסופקים על ידי חוות בנות.
המיקסר המוצע לחומרים צמיגים מורכב מגוף 1 (איור 1), עשוי על מסגרת 2, בה מותקנים גופי עבודה 3, שכל אחד מהם מורכב מפיר 4 עם שני להבי עבודה 5, העשויים לאורך של גוף העבודה לאורך קו סליל עם עילוי זווית בטווח של 0°30"-0°50", בעוד הבורג של אלמנט עבודה אחד מסובב בכיוון השעון, והשני - נגד כיוון השעון. הכונן 6 של גופי העבודה 3 מתוכנן כך שהגופים מסונכרנים זה עם זה. העיצוב מצויד במגש טעינה 7 ובמגש פריקה 8.
אורז. 1. תרשים המיקסר המוצע
לאחר הטחינה במטחנת בשר, הבשר הטחון נכנס למגש הטעינה 8 ונופל מתחת לחלקי עבודה 3 שתוכננו במיוחד, מסתובבים זה לעבר זה באותן מהירויות זוויתיות (בדרך חצויה), אשר מתנקים מעצמם במהלך הפעולה עקב הספציפיות הספציפיות. צורת החתך שלהם. במיקסר מערבבים את הבשר הטחון באופן פעיל על ידי גופי עבודה 3 עם להבים 5 העשויים לאורך קו סליל, טחונים עקב הרווח בין הפירים 4 ונעים לאורך גופי העבודה אל מגש הפריקה 7. תנועת החומר קדימה מובטחת
סליל שנוצר על ידי תזוזה אחידה של קטע גוף העבודה לכל אורכו בזווית מסוימת א. סיבוב גופי העבודה מתבצע באמצעות כונן 6.
הצורה המוצעת של גופי העבודה נלקחה מפטנט גרמני מס' 1199737, שבו שני להבים מסתובבים במהירויות קבועות אחד כלפי השני לאורך מסלולים מצטלבים. כדי לבנות את הפרופיל של חלקי העבודה של המערבל המוצע, אנו משתמשים בתרשים (איור 2), שבו המרחק הבין צירי נבחר כך שגופי העבודה יתחברו בזווית של 45 מעלות.
אורז. 2. תכנית לבניית פרופיל הגופים הפועלים
בהתבסס על ההצעה לעיל, אנו יכולים לכתוב
R+g = R-42, (1)
כאשר R הוא הרדיוס של הגוף העובד, m; r - רדיוס של פיר הגוף העובד, מ.
על מנת להגדיר את עקומת ה-SL, עליך לדעת כיצד הזווית b והמרחק OK משתנים בהתאם לזווית a. לפיכך, נגדיר עקומה במערכת הקואורדינטות הקוטבית עם זווית b ורדיוס עקמומיות p = OK כאשר זווית האב a משתנה מ-45 ל-0°. אז בואו נחבר את הזווית b ו-a.
ממשולש NPK:
NK = R - sinа; (2)
ON = r42 - NP = R(4l - cos a) (h)
ממשולש ONK:
ט ב-NK R sin а חטא а
ON R (J2 - cos a) (42 - cos a)
לָכֵן,
הבה נחבר את רדיוס העקמומיות p לזוויות b ו-a:
ממשולש ONK:
on = r(V2 - cos a)
בסדר cos to cos to (6)
לפיכך, עקומה במערכת הקואורדינטות הקוטבית ניתנת על ידי מערכת המשוואות הבאה:
r (V2 - cos a)
בהתחשב בכך שהקופסאות לאספקת אוויר קר מותקנות באופן דיסקרטי, תהליך ייבוש החומר חוזר על עצמו מספר פעמים ומתעצם, המהווה השגת התוצאה הטכנית המיועדת.
ניתוח מייבשי תוף
Ho/yudiO bozduh
אורז. פריסת מייבש תוף מוצעת
המייבש המוצע (איור) מורכב מבית 1, שבתוכו מותקנת פיית להב הרמה 3, ומארז נייח 2 מחובר לקונסולת הבית 1, שעליו מותקן צינור 4 לאספקת חם. אוויר. לאורך היקף הצינור 4 יש חלונות אורכיים-רדיאליים 5, ובקצות הבית 1 יש צינור להעמסת חומר 6, תא פריקה 7 עם צינורות לפינוי אוויר חם 8 ופריקת חומר 9. על בית 1 מתחת למעטפת קבועה 2 מספר קופסאות 10 מותקנות בסדרה עם צינור כניסה 11 וצינורות יציאה 12 לאספקת אוויר קר. פיית להב ההרמה 3 בעלת הנעה מיוחדת.
מייבש התוף פועל באופן הבא. חומר המקור נכנס לבית 1 דרך צינור 6. כאשר פיית להב ההרמה 3 מסתובבת, הלהבים שלו לוכדים את החומר ומרימים אותו. נופל מהלהבים, החומר יוצר סילוני אורך החודרים את זרמי החום העוברים דרך הצינור 4 והחלונות האורכיים-רדיאליים 5. הלחות מוסרת מהמשטח החיצוני של החומר. לאחר מכן החומר נע לאורך הגוף 1 לשקע עקב הטיית התוף ומהירות זרימת החום. ברגע שהחומר נע לאורך המשטח הפנימי של הגוף, הוא נכנס לאזור ההידוק של הקופסאות 10, שדרכן מסופק אוויר קר. אוויר קר מסופק
דרך צינורות אספקה 11, מקררים באופן מקומי חלק מהבית 1 ומופרש דרך צינורות 12. במגע עם החלק המקורר של הבית, משטח החומר מקורר, בעוד האמצע שלו נשאר מחומם. הלחות הקיימת בחומר תטוה מהמרכז אל הפריפריה. לאחר מכן, כאשר עוברים באזור המארזים, החומר יופיע שוב על פני השטח החמים של הדיור, וזרימת האוויר של נוזל הקירור תסיר לחות מפני השטח של החומר. תהליך זה חוזר על עצמו מספר פעמים (בהתאם למספר הקופסאות 10). אז החומר בתפזורת נכנס לתא הפריקה 7, שם הוא מופרד מנוזל הקירור ומוסר ממייבש התוף.
בימים אלה מיוצר מתקן ניסיוני לייבוש תבואה וחומרים בתפזורת אחרים.
בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה
1. ייבוש תבואה חסכוני באנרגיה / נ.י. מאלין. מ.: KolosS, 2004. 240 עמ'.
2. ייבוש תבואה ומייבשי תבואה / א.פ. Gerzhoy, V.F. סמוצ'טוב. מהדורה שלישית. מ.: KolosS, 1958. 255 עמ'.
3. חיטה והערכת איכותה / ed. ועם הקדמה. דוקטור לביולוגיה מדע פרופ. נ.פ. קוזמינה ומכובדת מדען של RSFSR פרופ. ל.נ. ליוברסקי; נתיב מאנגלית דוקטורט. ביול. מדעים ק.מ. Selivanova ואי.נ. כסף. מ.: KolosS, 1967. 496 עמ'.
UDC 664.7 V.V. גורשקוב,
כפי ש. Pokutnev
יעילות עיבוד התבואה על ידי חלל הידרודינמי במהלך ייצור הלחם
מבוא
נכון לעכשיו, נושא הרחבת מגוון מוצרי המאפה נותר רלוונטי. התפקיד העיקרי הוא להגביר את הטעם והתכונות התזונתיות של הלחם תוך שמירה על מחירו הנמוך. זה מושג על ידי שיפור טכנולוגיית האפייה על ידי שינוי פרמטרים של הכנת הדגנים, מידת ושיטת הטחינה שלו, גיוון המתכון על ידי הכללת דגנים נוספים ורכיבים נוספים במהלך הלישה, שיפור טכנולוגיית התרופפות הבצק ותנאי אפיית הלחם.
אחת האפשרויות האפשריות למודרניזציה של שלב טחינת התבואה היא השימוש בטחנות לטחינת קוויטציה. זה מבטל את הצורך להעביר תבואה שוב ושוב דרך מטחנות ואז להפריד אותו לשברים. יחד עם זאת, בשל העובדה שמתרחשת טחינה רטובה בטחנת הקוויטציה, אין גורם אבק מזיק בסדנת הכנת התבואה. כתוצאה מכך, השעיה הומוגנית של דגנים כתושים מסופקת למאפים.
מתודולוגיית מחקר
מטרת המחקר הייתה לחקור את האפשרות לייצר לחם דגנים על בסיס תרחיף דגנים המתקבל בחומר מפזר של פטרקוב.
ניתוח כימי של תבואה ותרחיף בוצע במעבדה של האוניברסיטה האגררית הממלכתית של אלטאי במונחים של תכולת לחות, גלוטן וזגוגיות. איכות הלחם שהתקבל נקבעה במרכז הבדיקות למוצרי מזון וחומרי גלם של המוסד החינוכי הממלכתי להשכלה מקצועית גבוהה "האוניברסיטה הטכנית של מדינת אלטאי" על פי מדדים אורגנולפטיים - צורה, משטח, פירור, נקבוביות, ריח, טעם, צבע ופיזיקלי-כימי - לחות, חומציות
אטימות, תכלילים זרים, סימני מחלות ועובש, קראך מזיהומים מינרלים. על סמך תוצאות המחקר נעשה חישוב של היעילות הכלכלית של ייצור לחם חיטה על בסיס תרחיף דגנים המתקבל על ידי פיזור קוויטציה.
תוצאות מחקר
כדי לערוך את הניסוי, היה צורך להשתמש בדגן חיטה מלא ללא קליפה ובמי שתייה ביחס של 1:2.
לצורך המחקר, נעשה שימוש באב-טיפוס של מחולל חום קוויטציה סיבובי עם הספק מנוע חשמלי של 11 קילוואט, קצב זרימת נוזל של 0.15-0.5 ליטר/שניה ולחץ של 0.2-0.4 MPa.
התקבל בצק מתרחיף דגנים על ידי הוספת 35% קמח. הלישה נעשתה ידנית עד שהבצק קיבל עקביות הומוגנית.
התסיסה של הבצק נמשכה שעתיים עם לישה פעמיים, שנעשתה ידנית. החימום הראשון נעשה לאחר 40 דקות. לאחר תחילת התסיסה, השני - לאחר 40 דקות נוספות. (שעה 20 דקות לאחר תחילת התסיסה). החיתוך בוצע בצורה מכנית לצורות סטנדרטיות. זמן ההגהה היה 50 דקות. בטמפרטורה של 40 מעלות צלזיוס. משך האפייה - 25 דקות. בטמפרטורה של 240 מעלות צלזיוס.
כדי להגדיר את הניסוי, נלקחה חיטה בעלת תכונות אפייה חלשות. דגן עם מאפיינים כאלה לא נבחר במקרה. זה איפשר להעריך את האיכות המינימלית האפשרית של חומרי הגלם בייצור הלחם ולהוזיל עלויות למינימום. במקרה זה, מאפייני האפייה של הבצק מפולסים על ידי הוספת קמח אליו. אינדיקטורים, מאפיינים
המשפיעים על איכות הדגן המקורי מפורטות בטבלה 1.
כפי שעולה מהנתונים המוצגים בטבלה 1, לדגימות הדגן המנותחות היו מדדי איכות ממוצעים: מבחינת חלבון וגלוטן הן תואמות לזנים חלשים של חיטה, ומבחינת זגוגיות הן תואמות לזנים חזקים. דרגות בינוניות מבחינת תכונות טכניות מתאימות להפקת קמח אפייה ללא הוספת משפרים.
פותח מתכון להשגת לחם. ההבדל במתכון הוא שהוא מבוסס לא על 100 ק"ג קמח, אלא על 100 ק"ג תערובת. זה נובע מהעובדה שבסיס הבצק אינו קמח, אלא התערובת שלו עם תרחיף דגנים. התרחיף התקבל מדגנים מלאים ללא שימוש בקמח. התערובת כללה 65% תרחיף דגנים ו-35% קמח חיטה כיתה א'. ל-100 ק"ג מהתערובת נוספו 0.9 ק"ג מלח שולחן "אקסטרה" ו
0.3 ק"ג שמרים.
ניתוח אורגנולפטי שבוצע לאחר האפייה הראה שלמוצר המוגמר יש צורה אופיינית
עבור יצוק, מתאים לתבנית הלחם שבה בוצעה האפייה; משטח - ללא סדקים גדולים או קרעים; פירור - אפוי ואלסטי; נקבוביות - פותח ללא חללים ודחיסות; טעם וריח - אופייניים למוצר מסוג זה; צבע חום.
הערכת פרמטרים פיזיקוכימיים ניתנת בטבלה 2.
התוצאות המופיעות בטבלה 2 מראות שמבחינת אינדיקטורים פיזיקליים וכימיים, הלחם המתקבל מתאים ל: מבחינת הלחות - דרניצקי, מבחינת חומציות ונקבוביות - לחם לבן כיתה א'.
ההשפעה הכלכלית של הכנסת הטכנולוגיה הוערכה על ידי הפחתת עלות הלחם ונקבעה תוך התחשבות בעלויות תהליך הפיזור וחיסכון בכסף בחומרי גלם. לשם השוואה, נלקח לחם מקמח חיטה כיתה א'. נתונים על היעילות הכלכלית של ייצור לחם חיטה על בסיס תרחיף דגנים המתקבל על ידי פיזור קוויטציה מוצגים בטבלה 3.
שולחן 1
הערכת איכות גרעיני החיטה, %
אינדיקטור מדגם ניסוי זני חיטה חלשים זני חיטה חזקים
לחות 14.23 - -
חלבון,% 11.49 9-12 14
גלוטן 20.59 עד 20 28
זגוגיות 59 עד 40 40-60
שולחן 2
פרמטרים פיסיקליים-כימיים של לחם דגנים
מחוון תוצאת בדיקה GOST 26983-86 "לחם דרניצה" GOST 26984-86 "לחם קפיטל" GOST 26987-86 "לחם לבן עשוי מקמח חיטה כיתה 1"
לחות, % לא יותר מ-48.0±0.71 48.5 47 45
חומציות, מעלות לא יותר מ-2.0±0.36 8 8 3
נקבוביות, % לא פחות מ-68.0±1.0 59 65 68
תכלילים זרים לא זוהו - - -
סימני מחלה ועובש לא זוהו - - -
קראנץ' מזיהומים מינרלים לא מורגש - - -
שולחן 3
השפעה כלכלית של ייצור לחם לכל טון
פריטי עלות ייצור מוצר
לחם מקמח כיתה א' (גרסה בסיסית) לחם דגנים (גרסת עיצוב)
1. ייצור כללי והוצאות כלכליות כלליות, לשפשף. 7570 7809
2. חומרי גלם, לשפשף. 6713 4335
3. עלויות כוללות לייצור 1 טון לחם, לשפשף. 14283 12114
4. השפעה כלכלית, לשפשף. - 2139
חיסכון בעלויות מתרחש עקב הפחתה בעלות חומרי הגלם עקב החלפת חלק מהקמח בתרחיף דגנים. מטבלה 3 עולה כי ההשפעה הכלכלית לכל טון 1 של מוצרים מוגמרים (לחם) תהיה 2139 רובל.
הנתונים שהתקבלו מאפשרים לנו להמליץ על שימוש בקוויטציה הידרודינמית בשלב הטחינה בייצור לחם חיטה על בסיס תרחיף דגנים, מה שיבטל את הצורך בהעברת תבואה שוב ושוב דרך מטחנות, ולאחר מכן ניפוי לשברים, ימנע הפסדים מהתצורה של אבק טחנה ולהשיג השפעה כלכלית של 2139 רובל/ט.
בִּיבּלִיוֹגְרָפִיָה
1. GOST 5667-65. לחם ומוצרי מאפה. כללי קבלה, שיטות דגימה, שיטות לקביעת מאפיינים אורגנולפטיים ומשקל של מוצרים.
2. רומנוב א.ש. בחינת לחם ומוצרי מאפה. איכות ובטיחות: ספר לימוד. קצבה / א.ש. רומנוב, N.I. Davydenko, L.N. שטניוק, I.V. Matveeva, V.M. פו-ז'ניאקובסקי; תַחַת. סה"כ ed. V.M. פוזניקובסקי. נובוסיבירסק: Sib. Univ. הוצאת ספרים, 2005. 278 עמ'.
3. GOST 26983-86. לחם דרניצקי. להיכנס. 01.12.86 עד 01.01.92. מ.: הוצאת תקנים, 1986. 6 עמ'.
4. GOST 26987-86. לחם לבן עשוי מקמח חיטה פרימיום, כיתה א' וב'. תנאים טכניים.
