Интенсификация процесса сушки макаронных изделий (стр. 6 из 8)

На рис. 4 приведены кривые изменения максимального напряжения макаронной трубки в процессе сушки. Кривые имеют два характерных участка. Точка перегиба лежит на границе перехода от первого ко второму периоду сушки, которая в то же время соответствует переходу от пластического состояния вещества к упругому. В опытах начальная влажность и максимальное напряжение сжатия изделий одинаковы W

= 45 %, _mах = 105 кПа. В результате гигротермообработки происходит увлажнение изделий до W = 54,6 % и при этом максимальное напряжение сжатия увеличивается до _mах = 200 кПа. Уже с этого момента разница между значениями величин максимального напряжения сжатия изделий, подвергнутых гигротермообработке и без нее, равна 100 кПа, а к концу сушки при W = 16% эта разница возрастает до 750 кПа,

Точки перехода от прямого участка к криволинейному не совпадают ни по значению влажности, ни по величине максимального напряжения сжатия. Переход в упругое состояние у макарон, подвергнутых гигротермообработке, происходит с опережением (на 4 – 5 %) по сравнению с изделиями без обработки. Из приведенных графиков следует, что гигротермообработка изделий приводит к их существенному упрочнению. В процессе сушки многие материалы, в том числе и макароны уменьшают свои размеры, т.е. происходит усадка. При неправильном ведении процесса сушки макаронные изделия растрескиваются. Причиной последнего является неравномерная усадка слоев высушиваемого материала. Интенсифицированные режимы сушки макарон лимитируются их усадкой.

Гигротермообработка приводит к упрочнению структуры макаронных изделий, вызванному денатурацией белков. В свою очередь денатурация белков способствует уменьшению размеров материала. Но гигротермообработка увеличивает массу вещества за счет увлажнения изделий. Этим объясняется неизменность размеров макаронных изделий, подвергающихся обработке паром.

Рис. 4. Кривые изменения максимального напряжения сжатия макаронной трубки в процессе сушки:

1 - без гигротермообработки; 2 – с двухминутной гигротермообработкой

Однако в процессе сушки характер усадки макаронной трубки гигротермообработанных макарон отличен от усадки обычо приготовленных. По данным экспериментов установлены коэффициенты линейной усадки для двух периодов сушки

и , относительная усадка δ, коэффициенты объёмной усадки β и объёмная усадка δ . Сравнивая значения коэффициентов линейной и объемной усадки макаронных изделий без гигротермообработки и с ней, видно, что обработка паром способствует снижению коэффициента линейной усадки. Коэффициент объемной усадки также уменьшается с применением гигротермообработки. Такое изменение линейной и объемной усадки в связи с применением гигротермообработки позволяет вести сушку макаронных изделий при «жестком» режиме, так как возможность появления трещин снижается.

Но опасность возникновения трещин все-таки остается, и особенно во второй стадии сушки. В качестве критерия для оценки опасности трещинообразования можно принять критерий Кирпичева:

K

(3)

где

- поток массы;

- определяющий размер;

- среднее влагосодержание, соответствующее критерию Фурье

F

Важно отметить, что при обычном методе сушки максимально допустимое значение массообменного критерия Кирпичева для макарон составляет около 0,6. Применение предварительной гигротермообработки способствует увеличению прочности и приводит к тому, что изделия способны выдержать более высокие касательные напряжения. Поэтому максимально допустимое значение массообменного критерия Кирпичева для макарон, прошедших предварительную гигротермическую обработку, возрастает до 1,3, что говорит о снижении возможности образования трещин.

Как видно из полученных данных, гигротермообработка оказывает существенное влияние на структурно-механические характеристики макарон.

Изменение структурно-механических показателей в упрочнение структуры изделий являются одним из основных факторов интенсификации сушки изделий, подвергнутых предварительной гигротермической обработке, изделия становятся "восприимчивыми" к ведению "жесткого" режима сушки.

МАССООБМЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И РАВНОВЕСНАЯ И КРИТИЧЕСКАЯ ВЛАЖНОСТИ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Кинетика переноса массы вещества во влажных материалах определяется разностью потенциалов массопереноса. Молекулярно-кинетическая теория явлений тепломассопереноса предполагает, что в изотермических условиях плотность потока влаги прямо пропорциональна градиенту потенциала массопереноса:

q

кг/м ч, (4)

где

- градиент потенциала массопереноса, ;

- коэффициент массопроводности, определяющий способность влажного материала к переносу влаги при величии градиента потенциала, кг/м.ч. ;