Исследование и разработка процесса многослойного формования халвы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.12, кандидат технических наук Зуева, Юлия Викторовна

• Зуева, Юлия Викторовна
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Зуева, Юлия Викторовна

Введение

Глава 1 Технологический процесс производства халвичных брикетов, анализ процесса резания халвы как способа формования брикетов.

1.1 Технологический процесс производства халвы и формования халвичных брикетов.

1.2 Влияние технологических параметров на структурно-механические свойства халвы.

1.3 Анализ способов формования в порядке классификационной принадлежности формующих 19 устройств.

1.4 Приборы применяемые для определения структурно-механических и адгезионных свойств пищевых 24 продуктов.

1.5 Анализ процесса резания как способа формования некоторых материалов и продуктов. 28 Цели и задачи исследования.

Глава 2 Системные исследования производства халвичных брикетов.

2.1 Методика проведения исследований по оценке целостности технологической системы производства глазированных халвичных брикетов.

2.2 Системный анализ процессов производства халвичных брикетов

2.3 Технологические системы халвичного производства.

2.4 Оценка стабильности работы и целостности связи при производстве халвичных брикетов.

2.5 Исследование формования халвы в виде брикетов методом априорного ранжирования факторов.

Выводы.

Глава 3 Исследование структурно-механических и адгезионных свойств халвичного брикета.

3.1 Методика определения структурно-механических свойств халвы и халвичного брикета.

3.2 Определение зависимости твердости халвичного брикета от способа нагнетания.

3.3 Определение зависимости твердости халвичного брикета от температуры.

3.4 Определение зависимости толщины карамельных волокон от способа нагнетания при формовании халвичного брикета и влияние толщины волокон на твердость брикета.

3.5 Разработка методики экспериментов по определению адгезионных свойств на работающих в поточных линях машинах.

3.6 Исследование адгезионных свойств двухслойных халвичных брикетов.

Выводы.

Глава 4* Экспериментальное и теоретическое исследование процесса резания халвичного пласта.

4.1 Теоретический анализ процесса резания плоским ножом.

4.2 Методика проведения экспериментов и установка для резания халвичного пласта.

4.3 Анализ зависимостей усилий резания от конструктивных и технологических факторов.

4.4 Анализ зависимостей величины отходов в виде халвичной крошки от различных факторов.

4.5 Анализ и синтез ранжированных показателей качества халвичных брикетов.

4.6 Сравнение результатов теоретических и практических исследований.

Выводы.

Глава 5 Практическая реализация результатов исследований.

5.1 Разработка рекомендаций по модернизации машины для формования мелких халвичных брикетов.

5.2 Разработка рекомендаций по проектированию машины для формования многослойных брикетов халвы.

5.3 Опытно-промышленное испытание устройств по разработанным рекомендациям. 112 Выводы. 115 Список использованной литературы. 118 Приложения.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и разработка процесса многослойного формования халвы»

Кондитерская промышленность - отрасль, производящая высококалорийные пищевые продукты, в том числе и те, в рецептуре которых, как правило, содержится большое количество сахаристых веществ.

В состав кондитерской промышленности входят две группы производств по выработке сахаристых и мучных кондитерских изделий. Эти группы, в свою очередь, включают в себя ряд производств: карамельное, конфетное, шоколадное, пастиломармеладное, вафельное, производство печенья, крекеров, галет, тортов, пирожных и др., различающихся по технологии, применяемому оборудованию и конечной продукции. [9]

В России первые кондитерские фабрики были построены во второй половине XIX века. Так, в 1855 году открылась фабрика «Сиу и К» (ныне «Большевик»), которая до 1930 года вырабатывала карамель, конфеты и шоколад, а после 1930-го перешла на производство только мучных кондитерских изделий. В 1867 году было основано товарищество «ЭйнемЪ» (ныне фабрика «Красный Октябрь»). На сегодняшний день фабрика выпускает около 300 наименований кондитерских изделий в год. Она производит 10% выпускаемой в России карамели и 25% - ириса.

В начале XX века в России уже насчитывалось более 140 кондитерских предприятий и 10 кустарных кондитерских, на которых вырабатывалось 125 тысяч тонн различных мучных и сахаристых изделий. I

В число таких производств входили и заводы компании «Бородино», имеющие давнишние традиции. Так, до 1918 года один из заводов компании «Бородино», входил в состав Товарищества Калинкина, являющегося поставщиком конфет Двора Его Императорского Величества.

В настоящее время компания «Бородино» постоянно расширяет свой ассортимент и выпускает около ста видов различных кондитерских изделий, в том числе конфеты класса «премиум» из шоколада, орехов и фруктов. За последние годы «Бородино» увеличила объемы производства в несколько раз, отправляя около 20% своей продукции на экспорт в страны СНГ, Америку, Германию и Израиль[4].

В наши дни в Российской Федерации насчитывается более 400 кондитерских фабрик, цехов при хлебозаводах и малых пекарен, которые в общей сложности вырабатывают более 5 тысяч наименований мучных и сахаристых изделий, при этом постоянно ведутся работы по созданию новых видов изделий, улучшению качества уже имеющихся, механизации и автоматизации процесса изготовления кондитерских изделий.

В 2004 году было выпущено 1,5 млн. тонн кондитерских изделий в целом, к концу 2005 года объем производства достигает 1,6 млн. тонн. Если принять общий объем выработки кондитерских изделий за 100%, то выпуск сахаристых изделий составляет 45%, а мучных - 55% [9]. карамель 12% мягк. Конфеты 18% шоколад 7% халва 4% прочее 7% печенье 23% галеты 5% пряники 11% торты 6% В вафли 7%

Рис. 1.1. Диаграмма выпуска кондитерских изделий в групповом ассортименте за 2006 г. в целом по России

Кондитерские изделия имеют, как правило, высокую пищевую ценность и хорошую усвояемость. Российская кондитерская-промышленность, на данном этапе развития, значительно механизирована и автоматизирована. При производстве кондитерских изделий используются ведущие разработки, мировых производителей техники [2];.

Внедрение высокопроизводительных, машин и автоматов, работающих в оптимальных режимах, рассчитанных на научной»: основе: в соответствии; со свойствами обрабатываемого объекта; обеспечивает высокую эффективность производственного процесса, резкое, повышение производительности труда, ликвидацию трудоемких ручных операций, сокращение потерь пищевого сырья, ликвидацию промежуточной тары, а также, улучшает качество продукции; и санитарно-гигиенические условия производства.

Поэтому все автоматизированные линии< должны работать, таким образом, что бы продукция не теряла своего качества, физико-химических свойств, не крошилась и не теряла "форму в процессе обработки, что позволит сократить количество работников контролирующих обработку масс в процессе формования и при дальнейшей обработке.

Наиболее сложными для формования являются неоднородныемассы, такие как халвичная масса.

Халва — это кондитерское изделие' восточная сладость. Халва в переводе с арабского означает сладость. Она представляет собой слоисто-волокнистую, массу, состоящую из растертых обжаренных масличных ядер и тонких волокон сбитой карамельной массы.

Халва - продукт с хорошими вкусовыми свойствами* и особенно высокой, по сравнению со многими другими- кондитерскими изделиями, пищевой ценностью, поскольку содержит 14 - 16%; белковых веществ. Калорийность халвы 510 - 520 кКал на 100 г. продукта или 210 • 10* кДж/кг. По содержанию жира и калорийности халва близка к таким изделиям, как шоколад, но превосходит его по содержанию и ценности белковых веществ.

Халву делали и делают в Турции, Ираке, Афганистане, а также в Греции, Болгарии, Румынии. В Россию халва попала через Одессу, где ее впервые начал изготовлять заводчик Кази. Кази был не только дельцом, но и хорошим кондитером, и способным инженером. Свой завод он оснастил аппаратами собственной конструкции, что позволило ему ежедневно выпускать до 800 кг продукта. Халва Кази долго славилась во всей России. Несколько позднее халву стали готовить в Москве, Петербурге, Казани и Ростове.

В зависимости от вида маслосодержащих ядер готовят кунжутную (тахинную), арахисовую и ореховую, подсолнечную и комбинированную халву (используя два или более вида масличных семян или орехов).

В' настоящее время выпускают неглазированную и глазированную шоколадом халву; в соответствии с рецептурами в нее могут быть введены какао-продукты, орехи, изюм, цукаты и другие добавки.

Сырье, применяемое в халвичном производстве, делится на основное и вспомогательное.

Основным сырьем для производства халвы являются семена кунжута и подсолнечника, ядра арахиса, кешью, сахар, патока, мыльный или солодковый корень.

Вспомогательное сырье - различные вкусовые и ароматические добавки (какао тертое, какао-порошок, шоколадная глазурь, ванилин и др.), а также вода и поваренная соль. Иногда, когда жира в ядре подсолнечника содержится мало, для приготовления халвы используется подсолнечное масло.

Целью настоящей работы является анализ процесса резки, т.к. при формовании с помощью рубящего гильотинного ножа халвичных жгутов на отдельные корпуса образуется большое количество возвратных отходов (крошки). Чтобы выявить возможности уменьшения количества крошек, образующихся при резке, а также улучшить внешний вид корпусов перед нанесением глазури, проведены теоретические и экспериментальные исследования процесса.

Заключение диссертации по теме «Процессы и аппараты пищевых производств», Зуева, Юлия Викторовна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.

1. На основе системного анализа поточных механизированных линий производств халвы выявлена подсистема, вносящая наибольшую нестабильность в работу линии, по показателям качества готовой продукции. Такой подсистемой является подсистема образования халвы в виде отдельных брикетов.

2. Разработана методика проведения исследований и получены реологические параметры и адгезионные свойства халвы на стадии формования, показана возможность моделирования свойств халвы при формовании, в виде тела Сен-Венана. А также получены расчетно-практические данные по адгезии слоев двухслойных халвичных изделий.

3. Разработана математическая модель процесса резания халвы плоскими ножами, позволяющая рассчитывать усилие резания и прогнозировать объем возвратных отходов в виде мелкой крошки.

4. Установлено, что способ формования халвичного брикета является определяющим фактором, обуславливающим реологические характеристики халвы. Установлено, что формование халвы с валковым нагнетанием обеспечивает рациональную структуру халвы по потребительским показателям.

Установлена связь параметров адгезии двухслойных брикетов от длительности и усилия нагружения, получены уравнения регрессии, которые могут служить основой расчета устройств и механизмов обеспечивающих формование двухслойных изделий. Экспериментально подтверждена адекватность теоретической модели процесса формования резанием. Определены рациональные параметры процесса резания при формовании халвы в брикеты для уменьшения отходов в виде мелкой крошки на 0,3% и снижения усилий при резании плоским ножом, минимальное значение усилия получено при температуре халвичной массы 60°С, угле наклона лезвия ножа 60° и скорости 3м/сек.

Разработана конструкция машины для формования двухслойных кондитерских изделий, обеспечивающих рациональные режимы при соединении слоев и резания их на брикеты, одновременно разработан узел получения халвичного брикета других линейных размеров (28x18x76), который устанавливается на действующих машинах для формования брикетов халвы, формующих брикеты (28x18x38).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Зуева, Юлия Викторовна, 2008 год

1. Мачихин Ю.А., Берман Г.К., Клаповский Ю.В. Формование пищевых масс. М., «Колос» 1992г. 272 стр.

2. Зубченко A.B. Влияние физико химических процессов на качество кондитерских изделий. М., Агропромиздат 1986г. 295 стр.

3. Гуськов К.П., Мачихин Ю.А., Мачихин С.А., Лунин Л.Н. Реология пищевых масс. М., «Пищевая промышленность» 1970г. 206стр.

4. Аналитические статьи. Сахаристые кондитерские изделия -импорт и экспорт. Журнал «Russian Food&Drinks» №8, 2002г.

5. Резник Н.Е. Теория резания лезвием и основы расчета режущих аппаратов. М., «Машиностроение» 1975г. 310стр.

6. Калачев М.В. Исследование процесса резания и структурно-механических свойств кондитерских полуфабрикатов волокнистой структуры с целью усовершенствования устройств для формования халвы, диссертация, М., ВЗИПП 1975г. 216стр.

7. Под ред. Горбатого A.B. Структурно-механические характеристики пищевых продуктов. М., «Легкая и пищевая промышленность» 1982г. 293 стр.

8. Николаев Б.А. Измерение структурно-механических свойств пищевых продуктов. -М., Экономика, 1964г. 224стр.

9. Поплавская Н.В. Современное состояние и перспективы развития ' производства кондитерских изделий. Журнал «Библиотека хозяина» М., «Пищевая промышленность» 2002г. 102стр.

10. Исследование механических характеристик мяса методом проволочной тензометрии / Горбатов A.B., Лимонов Г.Е.,

11. Спирин Е.Т., Небурчилов В.В. Мясная индустрия СССР, 1968, №3 с 28-29.

12. Хромеенков В.М., Рензяев О.П. Динамика рабочих органов многоножовых резательных ножей. М., статья МГТА 9 Международная научно-практическая конференция №8 2003г. стр 416-417.

13. Даурский А.Н., Мачихин Ю.А. Резание пищевых материалов. -М., «Пищевая промышленность» 1980г.стр.238.

14. Панфилов В.А. Технологические линии пищевых производств.- М., «Колос» 1993г. стр.285.

15. Панфилов В.А. Научные основы развития технологических линий пищевых производств. М, «Агропромиздат» 1986г. стр.248.

16. Панфилов В.А. Оптимизация технологических систем кондитерского производства. М., «Пищевая промышленность» 1980г. стр.247.

17. Боровиков В. 8ТАТ18Т1СА Искусство анализа данных на компьютере: Для профессионалов. 2-е изд. (+СБ) СПб.: Питер, 2003 -688с: ил.

18. ГОСТ 6502 94 Межгосударственный стандарт Халва Общие технические условия.

19. Сборник технологических инструкций по производству карамели, конфет, ириса, шоколада, порошка какао, мармеладо пастельных изделий драже и халвы. Пищепромиздат.

20. Вязкость карамельной массы при обработке в обкаточной машине.- Е.В. Лазарев, Ю.М. Березовский, В.А.Панфилов и др.-Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1986,№9.

21. Вязкостные свойства карамельной массы при обработке жгутовытягивающей машине.- Е.В. Лазарев, Ю.М.1. Березовский,

22. В.А.Панфилов и др.- Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1987,№ 1.

23. Создание установки для непрерывного вымешивания халвы (отчет),т. 13, ВНИИКП, Никифорова В.Н., 1971, 58с.

24. Усовершенствование технологических процессов изготовления подсолнечной и тахинной халвы в условиях механизированного производства (отчет), т.6, ВНИИКП, Никифорова В.Н., 1969, 64с.

25. Кочетова Л.И. Производство халвы М., «Пищевая промышленность», 1977,134с.

26. ГОСТ 25761-83 Общие виды резания. Термины и определения общие понятия. Обработка резанием.

27. ГОСТ 3.1404 86 Формы и правила оформления документации на технологические процессы.

28. ГОСТ 3.1701-79 Единая система технологической документации.

29. ГОСТ 2.701 84 Формы и правила оформления документации на общие схемы.

30. Нормы отходов не используемых в производстве кондитерских изделий. Утверждено 16 августа 1989г. зам. Начальника отдела пищевой промышленности Госагропрома Макаровым А.Т.

31. Норматив возвратных отходов используемых в производстве кондитерских изделий. Утверждено Минпищепромом СССР 10.12.1985г.

32. Норматив возвратных отходов по халвично-дражжейному цеху с разбивкой по стадиям производства. Утверждено исп. Директором ОАО «Рот Фронт» Палатовым В.М. 15.06.2005г.

33. ТУ 9127-015-00340664-04 Производство халвы.32