Совершенствование процесса прессования макаронных изделий с применением ультразвука тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.12, кандидат наук Кобыда, Елена Викторовна

• Кобыда, Елена Викторовна
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Кобыда, Елена Викторовна

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения

Введение

Глава 1. Анализ существующих макаронных изделий и оборудования

для их прессования

1.1 .Обзор существующих сортов макаронных изделий и

показатели качества

1.2. Качественные показатели макаронных изделий

1.3. Дефекты макаронных изделий и источники их возникновения

1.4. Макаронные прессы, выпускаемые в России и за рубежом

1.5. Патенты на технологии и оборудование с повышенной эффективностью прессования макаронных изделий

1.6. Энергетические затраты на изготовление макаронных изделий

1.7. Выводы по первой главе

Глава 2. Теоретические исследования воздействия ультразвука на эффективность производства макаронных изделий

2.1. Ультразвук и его применение в промышленности

2.2. Поглощение ультразвуковых волн

2.3. Скорость распространения волн ультразвука

2.4. Ультразвуковые технологические аппараты

2.5. Ультразвуковое поле излучателя

2.6. Влияние ультразвуковой обработки на макаронное тесто

2.7. Разработка технологии производства макаронных изделий

2.8. Особенности высокотемпературного прессования

макаронных изделий

2.9. Нагрев теста с использованием ультразвука при прессовании макаронных изделий и математическая зависимость процесса

2.10. Теоретические исследования разбухания макаронных прядей в процессе прессования в поле ультразвука

2.11. Планирование эксперимента

2.12. Выводы по второй главе

Глава 3. Экспериментальные исследования, направленные на повышение эффективности процесса прессования и предложения для применения полученных результатов

3.1. Методы и объекты исследований

3.2. Анализ процессов прессования макаронного теста и определение оптимальных технологических режимов в поле ультразвука

3.2.1. Описание экспериментальной установки и методика проведения эксперимента

3.2.2. Эмпирические зависимости эффективности макаронного пресса от параметров ультразвука

3.2.3. Анализ графиков и выводы о необходимых параметрах

воздействия на макаронное тесто

Глава 4. Расчёт экономической эффективности

4.1. Расчет стоимости эксплуатационных затрат на осуществление исследований

4.2. Расчет заработной платы сотрудников

4.3. Общая смета эксплуатационных затрат на осуществление исследований

4.4. Технико-экономические показатели

Основные выводы

Список литературы

Приложение 1

Приложение 2

Приложение 3

Приложение 4

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ V- колебательная скорость, м/с; I] - амплитуда, м; /- частота колебаний, Гц;

С - разность фаз между переменным ультразвуковым давлением и колебательной скоростью, рад;

А - амплитуда смещения частиц среды, м; Т- период, с; Я - длина волны, м; с - скорость ультразвука, м/с;

с{- скорость ультразвука для продольных волн, м/с; Е - модуль упругости, Па; // - коэффициент Пуассона; р - плотность среды, кг/м ;

сь - скорость ультразвука для поперечных волн, м/с; О - модуль сдвига, Па;

/ - интенсивность ультразвука для плоской бегущей синусоидальной волны, Вт/м2;

р — давление ультразвука, Па;

И— длина ближней зоны ультразвукового поля излучателя, м; £> - диаметр излучателя, м;

- средняя сила нормального давления ультразвуковой матрицы на поверхность всех прядей изделий, Н;

Ртах ~ максимальное давление ультразвука, Па; ? - время прохождения прядей изделий через фильеры матрицы, с; 5 - площадь контакта матрицы со всеми прядями макарон, м2; / - частота ультразвука, Гц;

8 - величина проскальзывания матрицы по поверхности образца (толщина матрицы), м;

// - коэффициент трения;

Ру - общая мощность поглощения ультразвука, Вт;

¿7/- мощность, затрачиваемая на нагревание приконтактной поверхностной области прядей, Вт;

<?2 - мощность, затрачиваемая на уплотнение поверхностного слоя перемещаемых набухших частиц, Вт;

£,о - амплитуда колебаний на границе изделия с матрицей, м;

(р — малый угол отклонения от вертикали к поверхности пряди, рад;

РвЯз ~ сила вязкого трения, Н;

щ - коэффициент эффективной вязкости теста, Па-с;

у- -градиент скорости колебаний молекул теста внутри прядей от вибраций, с"1; / - толщина стенки изделия, м;

(1х - энергия, поглощаемая слоями теста с внешней стороны стенки макаронного изделия в единицу времени, Вт;

(?2 - энергия, поглощаемая слоями теста внутренней части макаронного изделия в единицу времени, Вт;

Ст— удельная теплоемкость теста, Дж/(кг-К); рт - плотность теста, кг/м3; кт -толщина макаронного изделия, м;

А Т = Т - Тп- разность температуры денатурации белков и клейстеризации крахмала теста и температуры в помещении производства, К; At — время обработки теста в фильере матрицы, с; 1у— интенсивность ультразвука, Вт/ м ; К - коэффициент «разбухания»; Ь - длина канала фильеры матрицы, м;

- площадь канала фильеры матрицы, м2; Р - давление при прессовании макаронного теста, Па;

у - градиент скорости сдвига;

в - параметр, учитывающий эластичные свойства макаронного теста;

А - безразмерный коэффициент, учитывающий природу макаронного теста; П] ~ Пб~ показатели степеней; т1, гп2~ показатели степеней;

г/ш -параметр, зависящий от частоты ультразвука, Па-с;

О) - угловая частота ультразвуковых колебаний, с"1;

г - время релаксации, характеризующее скорость падения напряжения, с;

П - производительность макаронного пресса, кг/с;

А - амплитуда колебаний ультразвукового излучателя, мкм;

аузв - предел прочности макаронных изделий, прессованных с ультразвуком, Па;

0 - предел прочности макаронных изделий, прессованных без ультразвука, Па; т - время прессования, с;

Г - гигроскопичность макаронных изделий, %;

1 - сила тока двигателя макаронного пресса, А;

N - мощность ультразвука на матрице макаронного пресса, Вт.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Совершенствование процесса прессования макаронных изделий с применением ультразвука»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Одной из наиболее распространенных и ответственных технологических операций, применяемых при производстве макаронных изделий, является процесс прессования. От выполнения этой операции во многом зависит качество, внешний вид и выход готовой продукции, а также удельные затраты энергии. Современное состояние теории и практики прессования макаронных изделий показывает, что технологические процессы и конструкции прессов могут быть усовершенствованы.

В настоящее время успешно внедряется в ряде отраслей промышленности прессование в присутствии ультразвука. Технологические процессы с использованием механических колебаний низкой частоты в современной отечественной и зарубежной практике пищевой промышленности получили определенное распространение. Известно, что использование вибрирующих органов в машинах пищевой промышленности и общественного питания позволяет интенсифицировать процессы перемешивания, уплотнения, прессования. Анализ литературных источников и практика применения более высоких частот вибраций в других отраслях промышленностей показывает исключительную эффективность ультразвука -повышение качества готовых изделий, снижение усилия прессования и увеличение производительности оборудования. В связи с развитием ультразвуковой техники и технологии появилась возможность получить макаронные изделия высокого качества из мягких сортов пшеницы. Воздействие ультразвука на макаронное тесто при прессовании повышает плотность и прочность готовых изделий за счёт более плотной укладки слоёв теста и уменьшения его пористости, что значительно влияет на уменьшение количества лома и крошки изделий при транспортировке. В связи с вышеизложенным, проблема прессования макаронных изделий с применением ультразвука является актуальной, а необходимость её решения представляется важной и практически значимой.

Цель и задачи исследования: Целыо работы является повышение эффективности процесса прессования макаронных изделий и улучшение их качественных показателей с использованием ультразвука.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:

- проанализировать и обобщить имеющиеся в патентной и научно-технической литературе данные по методам и оборудованию для прессования макаронных изделий;

- предложить способ и установку для интенсификации процесса прессования макаронных изделий с применением ультразвука;

- провести экспериментальные исследования процесса прессования макаронного теста с применением ультразвука;

- экспериментально исследовать влияние параметров ультразвука на показатели качества макаронных изделий;

- получить эмпирические зависимости параметров процесса прессования макаронного теста от амплитуды ультразвука;

- определить наиболее рациональные режимы обработки макаронного теста ультразвуком на стадии прессования.

Научная новизна работы:

- разработан способ и предложена установка для обработки ультразвуком макаронных изделий на стадии прессования;

- получена зависимость, позволяющая определить рекомендуемое минимальное время нахождения теста в матрице с известной интенсивностью ультразвука, которую можем контролировать;

- получены эмпирические зависимости, позволяющие определить необходимые параметры процесса прессования макаронных изделий с применением ультразвука;

- по материалам экспериментальных исследований определены рекомендуемые режимы обработки макаронного теста ультразвуком на стадии прессования: амплитуда 20 + 5 мкм при частоте 22 + 0,5 кГц, которые увеличивают производи-

тельность макаронного пресса на 24-26 % и обеспечивают повышение прочности макаронных изделий на 20-23%.

Практическая значимость работы:

- разработана конструкция экспериментального пресса с применением ультразвука на его матрице, увеличивающей производительность пресса;

- на основе теоретических и экспериментальных исследований показана рациональность использования ультразвука при прессовании макаронных изделий;

- экспериментально определены параметры процесса прессования макаронного теста с применением ультразвука, позволяющие увеличить производительность и получить макаронные изделия с улучшенными качественными показателями;

- результаты работы используются в учебном процессе подготовки студентов Университета ИТМО по специальности «Машины и аппараты пищевых производств», а также слушателей Военной академии тыла и транспорта по специальности «Техническое обеспечение продовольственной службы»;

- получен патент на изобретение №2530999 от 23.04.2013 г. - «Макаронный пресс»;

- получена полезная модель к патенту № 146630 от 20.10.2014 г. - «Крепление для установки ультразвукового концентратора на матрице макаронного пресса»;

- выигран грант на Конкурсе грантов для студентов вузов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, аспирантов вузов, отраслевых и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы доложены и обсуждены на: VI Международной научно-технической конференции «Низкотемпературные и пищевые технологии в XXI веке» (СПб, НИУ ИТМО ИХиБТ, 2013); II Всероссийском конгрессе молодых ученых (СПб, НИУ ИТМО ИХиБТ, 2013); XLII научной и учебно-методической конференции (СПб, НИУ ИТМО ИХиБТ, 2013); V Международной научно-практической студенческой конференции (Донецк, ДонНУЭТ, 2013); III Всероссийском конгрессе молодых учёных (СПб, НИУ ИТМО ИХиБТ, 2014); XLIII научной и учебно-методической

конференции (СПб, НИУ ИТМО ИХиБТ, 2014); Втором студенческом инновационном форуме с международным участием (СПб, Университет ИТМО, 2014); Круглом столе победителей конкурса грантов для студентов ВУЗов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, аспирантов ВУЗов, отраслевых и академических институтов, расположенных на территории Санкт-Петербурга (СПб, Университет ИТМО, 2014), ХЫУ научной и учебно - методической конференции (Спб НИУ ИТМО ИХиБТ, 2015).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 5 - в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, получен патент РФ на изобретение № 2530999 от 23.04.2013 г. и полезная модель к патенту № 146630 от 20.10.2014 г.

Основные положения, выносимые на защиту:

- обоснование конструкции макаронного пресса и способа прессования с применением ультразвука;

- результаты экспериментальных исследований, направленных на изучение основных закономерностей, действующих при прессовании с применением ультразвука;

- зависимость, позволяющая определить рекомендуемое минимальное время нахождения теста в матрице;

- эмпирические зависимости параметров процесса прессования макаронного теста и показателей качества макаронных изделий от амплитуды ультразвука.

Структура и объем работы:

Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, включающего 114 источника, из них 12 - иностранных, 4 приложений. Содержание работы изложено на 121 страницах машинописного текста, содержит 22 иллюстраций и 23 таблицы.

Структурная схема исследований представлена на рисунке 1.

СХЕМА ДИССЕРТАЦИОННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Анализ свойств макаронного теста [

1

—|

Анализ тенденций развития оборудования и технологий макаронного производства

Анализ существующего методического аппарата анализа существенных свойств макаронного теста

Анализ существующего методического аппарата оценки эффективности макаронных прессов

Постановка общей и частных научных задач диссертационного исследования \

Концептуальная модель процесса прессования макаронного теста

Концептуальная модель шнековых систем для формовки макаронного теста

Л У

Формальная постановка задач:

- разработки математических зависимостей

- разработки технических решений

X х

Предложения по рационализации процессов формовки макаронного теста, с учетом современного

качества муки и ингредиентов

Предложения по рационализации формовки

тестовых масс в поле ___ультразвука _

Способ прессования макаронного

теста, адаптированный к современным рецептурам теста

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РАЦИОНАЛИЗАЦИИ ПРОЦЕССА ПРЕССОВАНИЯ СУЩЕСТВЕННЫМ СВОЙСТВАМ МАКАРОННОГО Т

Макаронный пресс с ультразвуковым генератором

,АДАПТИРОВАННОГО К ЕСТА

Рисунок 1 - Структурная схема исследований

Глава 1. Анализ существующих макаронных изделий и оборудования для их прессования

1.1.Обзор существующих сортов макаронных изделий

и показатели качества

Для производства макарон используется мука первого и высшего сортов пшеницы.

Изделия для диетического и детского питания производят с использованием фруктового и овощного пюре, витаминов группы В, глицерофосфата железа.

В настоящее время утверждена техническая документация на производство новых сортов изделий: изделия макаронные зерновые ТИ 9149-218-02069036, ТУ 9149-218-02069036-2010, изделия макаронные с растительными белками ТИ 9149218-02069036, ТУ 9149-218-02069036-2008; изделия макаронные «Любительские» ТИ 9149-282-02069036, ТУ 9149-206-02069036-2007; изделия макаронные «Улучшенные» ТИ 02069036-024, ТУ 9149-071-02069036-96, макаронные изделия «Домашние» ТИ 02069036-093, ТУ 9149-155-02069036-2002; изделия макаронные «Белковые» ТИ 9149-146-02069036, ТУ 9149-146-02069036-2001; ТУ 9149-28202069036-2011; макаронные изделия с инулином ТИ 02069036-126; макаронные изделия «Белково-морковные» ТИ 9149-185-02069036, ТУ 9149-185-020690362011; изделия макаронные овсяные ТИ 9149-283-02069036, ТУ 9149-28302069036-2011 и другие.

Макароны из пшеницы твёрдых сортов имеют желтовато-золотистый оттенок. Существуют также цветные макароны. В зависимости от добавок цвет может изменяться. Добавление томатной пасты, свекольного сока, паприки придаёт красный оттенок, шпината - зеленый, яиц - ярко-желтый, а чернил каракатицы — черный [17, 61, 63].

Макаронные изделия в высушенном виде могут иметь срок хранения более года, так как они имеют пониженную влажность (13 - 14%), а также отличаются

хорошей транспортабельностью и механической прочностью. Макаронные изделия включают не менее 11 % белковых веществ, 71 ...73 % углеводов и 0,5...0,8 % жира. Клетчатка и минеральные вещества содержатся в незначительных количествах [25]. Как правило, добавки, за исключением консервантов, снижают срок хранения изделий, ухудшаются показатели развариваемости и слипаемости, что отчасти устраняется повышением давлений прессования и качественным вакуумиро-ванием [18, 20, 22,57, 65].

Для производства свежей пасты, обычно используется мука из твёрдых сортов пшеницы. Свежая паста - разные сорта макаронных изделий, которые готовятся из теста свежего замеса, не подвергающиеся высокотермической и шоковой обработке для увеличения сроков хранения, поэтому все вкусовые и биологически активные качества сохраняются [12].

Увеличивают срок хранения свежей пасты благодаря пищевым консервантам (лимон и уксусная кислота), пастеризации и специальной упаковке [34].

Макаронные изделия подразделяют на 1 и 2 классы, а также на группы А, Б,

В:

• 1 класс - макароны из высшего сорта муки;

• 2 класс - макароны из первого сорта муки;

• Группа А - изделия из муки твёрдых сортов пшеницы и из муки твёрдых сортов пшеницы, с повышенной дисперсностью;

• Группа Б - изделия из мягких сортов муки стекловидной пшеницы;

• Группа В - изделия из муки хлебопекарной пшеничной, у которых качественные и количественные характеристики клейковины ниже макаронной муки из пшеницы мягких сортов.

Органолептические показатели макарон должны соответствовать ГОСТ 31743-2012 (таблица 1.1) [25].

Таблица 1.1- Основные органолептические показатели макарон

Наименование показателя Характеристика

Цвет Соответствует сорту муки. С использованием дополнительного сырья цвет изделий изменяется и зависит от вида этого сырья

Форма Соответствует типу изделий

Вкус Без постороннего вкуса, свойственный данному изделию

Запах Без постороннего запаха, свойственный данному изделию

Макаронные изделия по форме бывают пяти видов: 1. Макаронные изделия длинные:

• Капеллини (от итал. Capellini) — очень тонкие, округлые и длинные.

• Вермишель (от итал. Vermicelli) — достаточно тонкие, округлые и длинные (1,4 мм — 1,8 мм).

• Спагетти (итал. Spaghetti) - это самые известные в мире макароны: средней толщины, кругловатые и длинные. Название их переводится, как «веревки».

• Спагеттини (от итал. Spaghettini) — тоньше спагетти.

• Тальятелле (от итал. Tagliatelle) — лапша.

• Феттучине (от итал. Fettuccine) —плоские полоски теста, ширина которых составляет примерно 2,5 см., слегка изогнутые или прямые.

• Лазанья (от итал. Lasagne) —широкие и длинные изделия, с кудрявыми или с прямыми краями.

• Лингуине (от итал. Linguine) — узкие, длинные и плоские, чуть длиннее спагетти. Название их переводится с итальянского, как «язычки».

• Макароны (от итал. Maccheroni) - трубчатые изделия.

2. Макаронные изделия короткие:

• Фузилли (от итал. Fusilli) —изделия в форме винта (спирали).

• Пене (от итал. Penne) —- трубочки (перья) с диагональными и срезанными краями.

• Пенне ригате (от итал. Penne rigate) — перья рифлёные.

• Каннеллони (от итал. Cannelloni) — трубочки до 30 мм в диаметре и до 100 мм длиной.

• Челлентани (от итал. Cellentani) — трубочки спиралеобразные.

3. Паста для супов:

• Анелли (от итал. АпеШ) — небольшие колечки для супов.

• Стеллине (от итал. Stelline) — звёздочки.

4.Паста фигурная:

• Фарфалле (от итал. Farfalle) — бабочки.

• Конкилье (от итал. Conchiglie) - ракушки.

• Конкильони— большие ракушки.

• Джемелли—полые жгуты или спиральки.

• Казеречче— рожки.

• Ньокки или кавателли — ракушки гофрированные.

5.Паста с начинкой:

• Равиоли (от итал. Ravioli).

• Аньолотти — конвертики в форме полумесяца или прямоугольные, традиционно с мясной начинкой.

• Капелетти — изделия небольшие фаршированные, в форме шляпки.

• Тортеллини — небольшие кольца с начинкой.

• Тортеллони — квадраты большие с начинкой.

• Каннеллони — трубочки большие, изготовленные для наполнения их фаршем [13].

По физико-химическим показателям макаронные изделия должны соответствовать указанным в ГОСТ 31743-2012 нормам (таблица 1.2) [25].

Таблица 1.2 - физико-химические показатели макаронных изделий

Наименование показателя Норма

Группа А Группа Б Группа В

Высший сорт Первый сорт Второй сорт Высший сорт Первый сорт Высший сорт Первый сорт

Влажность изделий, %, не более* 13 13 13 13 13 13 13

Кислотность изделий, град, не более:

- томатных 10 - - 10 - 10 -

- второго сорта - - 5 - - - -

- остальных 4 4 - 4 4 4 4

Зола, нерастворимая в 10 % HCl, %,не более 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2

Массовая доля золы в пересчете на сухое вещество, %, не более овощных, яичных 1,4 1,7 2,4 1,1 1,25 1,1 1,25

Сухое вещество, перешедшее в варочную воду, %, не более 6,0 6,0 6,0 9,0 9,0 9,0 9,0

для мелкого формата и нитевидных диаметром до 1 мм 6,0 6,0 6,0 9,0 9,0 9,0 9,0

Сохранность формы сваренных изделий, %, не менее 100 100 100 100 100 100 100

Металломагнит-ная примесь, мг на 1 кг продукта, не более 3 3 3 3 3 3 3

при размере отдельных частиц не более 0,3 мм в наибольшем линейном измерении

Наличие заражённости вредителями не допускается

* Для остальных, отправляемых в районы Крайнего Севера и труднодоступные районы, а также морским путем, - не более 11%.

Таблица 1.3 - Пищевая и энергетическая ценность 100 г макаронных изделий [25]

Наименование продукции Белки, г Жиры, г Углеводы, г Энергетическая ценность, ккал Вода, г

Изделия из муки высшего сорта 10,4 1,1 71,5 344 13

Изделия из муки первого сорта 10,7 1,3 68,4 334 13

Изделия из муки второго сорта 11,8 1,8 64,5 327 13

Изделия яичные 11,4 2,1 69,5 349 13

Изделия молочные 11,5 2,9 68,4 351 13

Изделия томатные 10,4 1,1 71,2 343 13

Изделия 10,7 1,2 70,7 343 13

шпинатные

Изделия морковные 10,4 1,1 69,7 337 13

Изделия соевые 14,3 1,1 66,0 337 13

Изделия с пшеничным зародышем 12,1 1,6 69,0 346 13

Изделия глютеновые 12,3 1,1 67,3 336 13

1.2. Качественные показатели макаронных изделий

Важнейший объект государственного контроля и управления - качество продукции.

Уровень качества показывает соответствие свойств и состава продукта нормам, которые установлены для определённого класса товара. Как правило, уровень качества отмечают словами в названии товара, к примеру, 1 сорт, высший сорт, экстра и т.д.

Факторами, которые определяют уровень качества изделий, являются условия и способы производства, характеристика сырья, хранение и транспортировка готовой продукции. Даже из хорошего сырья нельзя получить высококачественные изделия, если не будут соблюдены необходимые технологические режимы производства. Одновременно с этим, хорошие изделия могут быть испорчены при транспортировке и хранении [24, 25].

Сегодня для макаронной промышленности свойственна тенденция обширного внедрения современной техники, одновременно вносящей в производство множество элементов технологических новшеств [46].

Качество продукции — это комплекс свойств изделий, которые обусловливают их целесообразность использования и пригодность с точки зрения потребления. Физиологические и органолептические (сенсорные) достоинства, доброка-

чественность, химический состав, энергетическая способность, биологическая ценность и усвояемость определяют пищевую ценность продукции [47].

Доброкачественными считаются макаронные изделия, не содержащие вещества, вредные для организма (химикатов, солей тяжелых металлов, токсинов, продуктов распада органических веществ и посторонних примесей). Особо необходимо остерегаться поражения макаронных изделий через яйцепродукты (сухой яичный порошок, меланж) паратифозными бактериями рода сальмонелл, которые относятся к семейству кишечных бактерий.

Органолептические свойства макаронных изделий характеризуются вкусом, цветом, запахом и состоянием поверхности [24].

Качество макаронных изделий должно соответствовать требованиям ГОСТ 31743-2012 или ТУ производителя.

Согласно данному ГОСТ, показатели качества макарон делятся на органолептические (форма, цвет, запах, состояние после варки и состояние поверхности) и физико-химические (прочность, влажность, кислотность, содержание лома (для макарон), содержание металлопримесей и крошки).

Комплекс вышеперечисленных показателей обуславливает главные потребительские свойства данного продукта: питательные свойства, вкус, запах, усвояемость, форму, внешний вид, стойкость при транспортировке и хранении [47].

В запахе и вкусе сухих и сваренных изделий не должно ощущаться повышенной кислотности и горечи, плесневелого и затхлого запаха или каких-нибудь других посторонних запахов и привкусов.

Макаронные изделия легко впитывают посторонние запахи во время хранения и транспортировки, так как обладают высокой адсорбционной активностью.

О дефектах и вкусовых достоинствах изделий можно судить по их кислотности, которая в соответствии с ГОСТ не должна превышать 4°Н. Кислотность изделий с добавлением томатопродуктов может быть до 10°Н. Вкусовые достоинства продукта зависят от природы и состава кислореагирующих веществ. Например, уксусная кислота делает вкус резким, а жирные кислоты придают привкус и

запах прогорклости. Наоборот, молочая кислота делает вкус приятным. Поэтому благодаря накоплению молочной кислоты, изделия естественной длительной сушки высоко ценятся за их вкус.

Содержание белковых веществ и влажность определяет пищевые достоинства макаронных изделий. ГОСТом не оговаривается содержание белковых веществ, но о нем можно косвенно судить по требованиям к качеству мучных продуктов по содержанию в них клейковины [48].

Содержание золы в макаронах по ГОСТу не установлено, но по предельной зольности мучных продуктов можно судить о ее количестве: для крупки из твердой пшеницы - не более 0,75%, для полукрупки—1,10%, для муки I сорта — 0,75%, для муки высшего сорта из мягкой пшеницы — 0,55%.

Один из самых важных показателей качества макаронных изделий - поведение при варке, определяющее при варке не более 20 мин водопоглотительную способность или увеличение объема. Известно, что увеличение объема, как минимум, должно быть двукратным. Иногда данная величина доходит до цифры 3,5 и более. Сохранность сухого вещества - другое важное свойство, которое связано с варкой. Чем меньше в варочную воду переходит экстрактивных веществ, тем больше ценятся изделия. Макароны из муки твердой пшеницы менее набухают, чем из муки мягкой пшеницы [76].

Внешний вид изделий определяется состоянием поверхности, цветом, отсутствием лома и крошки, формой, которая присуща данному виду. Данные показатели качества не так значительны для пищевой ценности продукта, но по ним обычно потребитель судит о качестве.

Цвет изделий должен быть желтоватым. Белый цвет с сероватым оттенком или беловатый указывает на нарушение технологического процесса сушки (жесткий режим) и прессования (высокая температура) или на дефектное сырье. На цвет изделий влияет ряд факторов: способность муки к потемнению, цвет сырья, условия ведения технологического процесса и т. д. [25].

Излому изделий следует быть стекловидным. Мучной белый излом указывает на дефекты обработки теста или сырья. Поверхность должна быть слегка матовой, гладкой или лощеной. Шероховатость изделий не рекомендуется, не смотря на то, что при варке она исчезает. Состояние поверхности определяется орга-нолептически.

Важное значение имеет сохранение формы изделий. Под формой подразумевается множество внешних признаков: одинаковая прямизна и размер длинных изделий; толщина стенок равномерная у трубчатых изделий; толщина пластин одинаковая для суповых засыпок. Искривленные изделия понижают пропускную способность сушильных установок, плохо заполняют тару и являются причиной появления крошки и лома. Неравномерная толщина стенок усложняет сушку изделий [47].

Толщина стенок трубчатых высушенных изделий должна быть при диаметре изделий до 4 мм не более 1,1 мм; не более 1,3 мм - от 4,1 до 5,5 мм; не более 1,5 мм - более 5,5 мм. Толщина стенок рифленых изделий измеряется в местах впадин.

Деформированные изделия и лом оговорены стандартом. Данные дефекты как ухудшают внешний вид изделий, так и указывают на отклонения от оптимальных режимов обработки или на недоброкачественность сырья. Куски изделий короче 1/3 от обычного размера и мелкие обломки считают крошкой. Причины, вызывающие дефекты, могут быть разными. В основном это связано с высокой хрупкостью изделий, которая вызывается неправильным режимом сушки. Другой возможной причиной являются механические повреждения при упаковке изделий, хранении и транспортировке. Механическим повреждениям более всего подвержены искривленные и деформированные изделия. Для того чтобы повысить наполняемость тары, их уминают и искривленные изделия, налегая друг на друга могут разрушиться [25].

Следующие предельные формы содержания крошки и лома определены стандартом: для изделий, упакованных в ящики - 6-7%, для расфасованных изде-

лий - 8-4%. Данные нормы приняты для изделий высшего сорта и яичных сортов [47].

Причиной интенсивных микробиологических или биохимических процессов может стать увеличение стандартной влажности, что вызывает гидролитические изменения главных компонентов изделий: жиров, углеводов и белков. Накопленные продукты гидролиза, в первую очередь продукты гидролиза жиров, приводят к ухудшению запаха и вкуса изделий. Микробиологические процессы, в большинстве случаев являющиеся причиной плесневения изделий, совершенно недопустимы. Защиту от порчи гарантирует нормальная влажность макаронных изделий [105].

1.3. Дефекты макаронных изделий и источники их возникновения

При нарушении условий хранения и технологии производства, в макаронных изделиях появляются дефекты запаха, внешнего вида и вкуса: горький вкус (в изделиях с добавками обогатительными), кислый вкус (неправильное соблюдение режима сушки), посторонние привкусы (из-за повышенной адсорбционной способности), деформации, трещины, искривления, плесневение (из-за нарушения условий хранения и высокой гигроскопичности).

Внешние дефекты:

1) Потемневший цвет может быть в результате:

- использования некачественной муки, с повышенным содержанием редуцирующих Сахаров и свободных аминокислот, и чрезмерной активностью тирози-назы - фермента;

- продолжительной сушки изделий: ферментативное окисление, образование меланоидинов;

- повышенной температуры (более 18°С) при хранении и длительного хранения.

2) Крошащиеся и непрочные изделия могут получиться в результате:

- использования с пониженным содержанием клейковины некачественной муки, или клейковины сильно тянущейся и неэластичной;

- отсутствия процесса вакуумирования теста;

- низкой температуры при замесе и продолжительного механического воздействия;

- слишком интенсивной сушки изделий [47].

1.4. Макаронные прессы, выпускаемые в России и за рубежом

Процесс прессования даёт возможность придания необходимой формы тесту при изготовлении макаронных, хлебобулочных, кондитерских и других изделий. При прессовании в основном применяют экструзию.

Прессы, которые применяются при выпрессовывании пластических материалов по способу действия делятся на:

- штампующие,

- закаточные,

- нагнетающие.

Для прессования вермишели, макарон, лапши и других продуктов широко применяются нагнетающие прессы. Они состоят из матрицы формующей (мундштука) с отверстиями необходимых размеров и сечения и нагнетающего устройства (шнека) [69].

Для изготовления теста и прессования из него сырых изделий предназначены макаронные шнековые прессы с непрерывным действием. Дозатор воды и муки, тестосмеситель, матрица и прессующий корпус являются главными узлами современных макаронных прессов. Каждый пресс имеет систему вакуумирования.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кобыда, Елена Викторовна, 2015 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Абакачева Е.М., Шулаев Н.С., Фахразов А.Р. Исследование разбухания материалов в условиях воздействия ультразвуковых колебаний в процессе вальцевания // Научный журнал «Нефтегазовое дело». 2013. - Вып. 3. - С. 291-296.

2. Акопян Б.В. Основы взаимодействия ультразвука с биологическими объектами.- М.: МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2005. - 224 с.

3. Акопян В. Б. Ультразвук в производстве пищевых продуктов// Журн. Пищевая промышленность, 2003. - № 4. - с. 68-69.

4. Аренков А. Б. Ультразвуковая обработка материалов - Л.: Машиностроение, 1971.- 168 с.

5. Балдаев Р.В. Применения ультразвука / Балдаев Р. В., Раджендран П. П. -М.: Техносфера, 2006. - 576 с.

6. Барсуков Р. В. Исследование ультразвукового воздействия на технологические среды и повышение эффективности технологических аппаратов: дис. ... канд. Техн. Наук / Р. В. Барсуков. Бийск, 2005. - 142 с.

7. Барсуков Р. В., Хмелев, В. Н., Хмелев М. В., Цыганок С. Н. Повышение эффективности ультразвукового воздействия на жидкие среды. - Бийск: АГ-ТУ, 2007. - 8 с.

8. Барсуков Р. В., Хмелев, В. Н., Ильченко Е. В. Система контроля свойств технологических сред, подвергаемых воздействию ультразвуковых полей высокой интенсивности. - Бийск: АГТУ, 2013. - 11 с.

9. Барсуков Р. В., Хмелев, В. Н., Цыганок С. Н., Кузовников Ю. М., Абрамен-ко Д. С. Изучение влияния ультразвукового воздействия на процессы осветления облепихового виноматериала. - Бийск: АГТУ, 2011. - 4 с.

Ю.Барсуков Р. В., Хмелев, В. Н., Голых Р. Н., Хмелев С. С. Метод расчёта оптимальных интенсивностей ультразвукового кавитационного воздействия на вязкие и высокодисперсные жидкие среды - Бийск: АГТУ, 2011. - 7 с.

11 .Беззубов, А. Д. Ультразвук и его применение в пищевой промышленности / А. Д. Беззубов, Е. И. Гарлинская. - М.: Пищевая промышленность, 1964. -196с.

12.Вандакурова Н.И. Технология макаронных изделий - Кемерово: КемТИПП, 2005.-80 с.

13.Вандакурова Н.И., Богер В.Ю. Технология, организация и оборудование макаронного производства Учебное пособие. - Кемерово, 2007. - 121 с.

14.Весницкий, А. И. Преобразование энергии упругих волн в энергию движения тел / А. И. Весницкий, Е. Е. Лисенкова // Акустический журн. - 2002. -Т. 48. - № 1.-С. 39-43.

15.Верещагин, А. Д., Хмелева А. Н. Влияние ультразвуковой обработки на корнеобразование одресневевших черенков сибирского винограда. - Бийск: АГТУ, 2007.-3 с.

16.Верещагин А. JI., Лавриненко, О. В., Леонов Г. В. Исследование влияния акустических полей высокой интенсивности на углеродсодержащие среды. -Бийск: АГТУ, 2007.-4 с.

17.Волочков, А. Производство макаронных изделий с использованием альтернативного сырья / А. Волочков, Г. Осипова // Журн. Хлебопродукты. — 2008. -№2.-С. 38-39.

18.Волощук, Г. Влияние овощных порошков на качество макаронных изделий / Г. Волощук, В. Манк, В. Юрчак // Журн. Хлебопродукты. -2005. -№12. - С. 44-^6.

19. Галахов А. Н., Хмелев, В. Н., Шалунов А. В. Разработка оборудования ультразвукового пеногашения и определение его функциональных возможностей. - Бийск: АГТУ, 2011. - 7 с.

20.Гатысо, H.H. Использование овощных пюре в производстве теста для лапши / H.H. Гатько, И.Р. Раззаков, У. Усубакунов, М. Ибраев // Журн. Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 2006. - №1. - С. 61-62.

21.Гершгал Д.А., Фридман В.М. Ультразвуковая технологическая аппаратура. — М.: Энергия, 1974. - 260 с.

22.Глазунов A.A. Разработка технологии получения и применения пищевой добавки из клубней топинамбура в производстве макаронных изделий: Дис. ... канд. Техн. Наук. - Москва, 2001 - 225с.

23.ГОСТ 16165-80. Генераторы транзисторные ультразвуковые для технологических установок. Общие технические условия.

24.ГОСТ Р 52377-2005. Изделия макаронные. Правила приемки и методы определения качества. Введ. 23. 09. 2005 - Москва: Стандартинформ, 2010 -15 с.

25.ГОСТ 31743-2012. Изделия макаронные. Общие технические условия. Введ. 01.07.2013- Госстандарт России: Издательство стандартов, 2013 - 12с.

26.ГОСТ 9865 76. Установки ультразвуковые. Ряд номинальных электрических мощностей.

27. Голых Р. Н., Хмелев, В. Н., Хмелев С. С., Барсуков Р. В. Повышение эффективности ультразвуковой кавитационной обработки вязких и дисперсных жидких сред. - Бийск: АГТУ, 2010. - 5 с.

28. Голых, Р. Н., Хмелев С. С., Хмелев В. Н. Ультразвуковая кавитационная обработка вязких и жидких высокодисперсных сред. - Бийск: АГТУ, 2011. -6 с.

29. Грачев Ю. П. Математические методы планирования экспериментов — М.: Пищевая промышленность, 1979. - 198 с.

30. Зимон А.Д., Евтушенко A.M. Учебное пособие: Реология сырья, полуфабрикатов и заготовок изделий хлебопекарных, кондитерских и макаронных продуктов (Физико-химические и коллоидно-химические основы пищевой технологии). Часть II Реология структурированных (упруговязкопластиче-ских) пищевых масс, - М.: МГТА - 2002. - 437с.

31.Иванов B.C. Сверхвысокочастотный пресс макаронных изделий // Материалы международной научно-практической конференции «Актуальные вопро-

сы совершенствования технологии производства и переработки продукции сельского хозяйства». - 2012. - № 14. - с. 141 -143.

32.Иванова М.А. Разработка ресурсосберегающего процесса производства мелкоштучных булочных изделий с использованием инновационного оборудования: Дис. ... канд. Техн. Наук. - СПб: СПбГУНиПТ, 2009. - 106 с.

33.Ишков A.B., Панов Ю.Т. Прочностные свойства высоконаполненных композитов на основе полипропилена и древесной муки при ультразвуковой обработке.// Журн. Известия высших учебных заведений. «Химическая технология неорганических и органических веществ, теоретические основы». -2011.-Т. 54.-№. 1.-е. 108-110.

34.Казенова, Н.К. Комплексные улучшители макаронных изделий / Н.к. Казе-нова, Р.Д. Поландова // Журн. Хлебопечение России. - 2002. - №4. - с. 3031.

35.Киселева О.Ф., Панов А.К. Особенности проектирования формующего инструмента для изготовления полимерных изделий сложного профиля с использованием ультразвука// Сборник трудов научно-технической конференции.- 2001.-с. 172-175.

36.Кобыда Е.В. Интенсификация процессов прессования макаронных изделий в поле ультразвука // Сб. тезисов докладов конгресса молодых учёных. СПб, 2014 .- Вып. 4.- С. 92-94.

37.Кобыда Е.В., Верболоз Е.И., Пальчиков А.Н., Антуфьев В.Т. Исследование разбухания макаронных прядей в процессе прессования в поле ультразвука // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». 2014. - Вып. 1. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://processes.ihbt.ifmo.ru/file/article/8711 .pdf

38.Кобыда Е.В., Верболоз Е.И., Антуфьев В.Т. Исследование эффективности предварительной подготовки молочных продуктов к переработке // Вестник Международной академии холода - Санкт-Петербург: ИХБТ, НИУ ИТМО, 2014. - Вып. 3. - С. 69-72.

39.Кобыда Е.В., Верболоз Е.И., Антуфьев В.Т. Макаронный пресс с излучателем ультразвука // Научный журнал "Хлебопродукты". 2014.- Вып. 2.

[Электронный ресурс]. - Режим доступа:

i

http://khlebprod.ru/index.php/componentycontent/article/117-texts/zhurnaly-14-goda/02-14/1033-udk-637-5-makaronnyj-press-s-izluchatelem-ultrazvuka

40.Кобыда Е.В. Верболоз Е.И., Вороненко Б.А., Вербицкий В.Н. Поглощение ультразвука макаронным тестом при прессовании // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». 2014.- Вып. 1. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://processes.ihbt.ifmo.ru/file/article/8709.pdf

41.Кобыда Е.В. Пути снижения энергетических и материальных затрат при прессовании макаронных изделий // Сб. тезисов докладов конгресса молодых учёных. СПб, 2013 .- Вып. 4.- С. 56-57.

42.Кобыда Е.В., Верболоз Е.И. Результаты экспериментальных исследований прессования макаронных изделий в поле ультразвука // Материалы II студенческого инновационного форума с международным участием. - Санкт-Петербург: Университет ИТМО, 2014. - С. 145-150.

43.Кобыда Е.В. Ways to reduce energy and material costs when pasta pressing // Сб. тезисов докладов конгресса молодых учёных. СПб, 2013 .- Вып. 4.- С. 57.

44.Кобыда Е.В., Верболоз Е.И. Эффективность прессования макаронных изде-

i

лий с наложением ультразвука // Сборник трудов V Международной научно - практической конференции, ДонНУЭТ, Донецк. - 2013. - Вып. 5. - С. 204-206.

45.Кобыда Е.В., Верболоз Е.И., Антуфьев В.Т. Обоснование эффективности прессования макаронных изделий в поле ультразвука // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». 2013.-Вып. 2. [Электронный ресурс]. - Режим доступа:

http://processesJhbtjfmo^-u/ra/article/10699/obosnovanie_effektivnosti_pressova niya_makaronnyh_izdeliy_v_pole_ultrazvuka.htm

46.Кондрашова E.A., Коник Н.В., Пешкова Т.А. Товароведение продовольственных товаров. - М.: Альфа, 2007,- 416 с.

47.Корячкина С.Я. Макаронные изделия: способы повышения качества и пищевой ценности. / Корячкина С.Я. - Орёл: Труд, 2005. -276 с.

48.Корячкана, С.Я. Нетрадиционные источники белка в производстве макаронных изделий повышенной биологической ценности / С.Я. Корячкина, Г.А. Осипова // Журн. Известия ВУЗов. Пищевая технология. - 2007. - №56. - с. 36-37.

49.Кошелев, Ю. А., Ламберова М. Э., Косолапова А. С. Исследование влияния ультразвука на выделение из сои сорта «Алтом» белковой фракции и активность ферментов и ингибитора трипсина. - Бийск: АГТУ, 2007. - 7 с.

50.Кошелев, 10. А., Ламберова М. Э., Ламберова А. А. Исследование влияния ультразвука на выделение из сои сорта «Алтом» жировой фракции и лецитина. - Бийск: АГТУ, 2007. - 4 с.

51.Кузнецов O.A., Волошин Е.В., Сагитов Р.Ф. Реология пищевых масс: Учебное пособие. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005. - 106 с.

52.Кузовников Ю. М., Хмелев, В. Н., Абраменко Д. С., Хмелев. С. С. Особенности применения ультразвукового технологического оборудования для декристаллизации (разжижения) твердого меда. - Бийск: АГТУ, 2011. - 4 с.

53.Кузовников, Ю. М., Хмелев С. С., Цыганок С. Н., Хмелев В. Н. Исследование процессов коагуляции и осаждения мелких твердых частиц в i жидкой среде при ультразвуковом воздействии. - Бийск: АГТУ, 2010. - 5 с.

54. Кузовников Ю. М., Хмелев, В. Н., Абраменко Д. С., Левин С. В., Хмелев С. С. Ультразвуковой проточный реактор для интенсивной ультразвуковой обработки жидких сред в тонком слое. - Бийск: АГТУ, 2008. - 6 с.

1

55.Кулмырзаев, А. А. Высокочастотный ультразвук в исследовании реологических свойств вязких материалов// Журн. Хранение и переработка сельхозсырья. - 2003. - № 3. - с. 23-26.

56. Лебедев А. Н., Цыганок, С. Н., Левин С. В., Хмелев С. С. Аппарат для ультразвуковой обработки расплавов и горячих жидкостей. - Бийск: АГТУ, 2007. - 3 с.

57.Лежина Е.А. Технология мучных изделий из бездрожжевого теста с овощными добавками: Дис. ... канд. Техн. Наук. - Москва, 1988 -169 с.

58. Леонов Г. В., Хмелев, В. Н., Барсуков Р. В., Цыганок С. Н., Шалунов А. В. Ультразвуковые многофункциональные и специализированные аппараты для интенсификации технологических процессов в промышленности, сельском и домашнем хозяйстве. - Бийск: АГТУ, 2007. — 400 с.

59.Макаронный пресс. Романчиков С.А., Кобыда Е.В.и др. Пат. на изобретение." Военная академия тыла и транспорта им. Генерала армии A.B. Хрулева. - № 2530999; заявл. 23.04.2013; опубл. 20.10.2014. - 6 с. ■

60.Малкин А.Я., Исаев А.И. Реология: концепции, методы, приложения. -СПб.: Профессия, 2007. - 180с.

61.Медведев Г.М. Технология макаронных производств. - М.: Колос, 1998. -271 с.

62.Назаров, Н.И. Исследование режимов замеса и прессования теста для макарон (обзор) / Н.И. Назаров. - М.: ЦНИИТЭИ пищепром, 1970. - 28 с.

63.Назаров Н.И. Технология макаронных производств. - М.: Пищевая промышленность, 1989. - 400 с.

64.Никаноров, С.Н. Исследование прессов макаронной промышленности с целью повышения эффективности их работы: автореф. Дис. ... докт. Техн. Наук: 05.02.13 / Никаноров С.Н. - М.: МТИГ1Г1, 1979. - 22с.

65.0сипова Г.А. Научно-практическое обоснование технологий макаронных изделий обогащенных бета-каротином, йодом и кальцием: Дис. ... канд. Техн. Наук. - Орёл, 2000 - 146 с.

66.Павленко В. Г. Математические методы обработки экспериментальных данных. - Новосибирск, 1972. - 137 с.

67.Плаксин Ю.М., Малахов H.H., Ларин В.А. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.: Колос, 2007. - 345с.

68.Поляков Е.С. Перспективы развития техники и технологии макаронной промышленности. - М.: Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1980.-400 с.

69.Поляков Е.С. Технология и оборудование макаронного производства. / Поляков Е.С. -М.: Пищевая промышленность. - 1968.-487с.

70.Постников В.В., Камалова Н.С., Саушкин В.В. Поглощение ультразвука биополимерными системами // Материалы международной научно-технической конференции. -М.: МИРЭА, 2012,- С. 112-113.

71.Промтов, М. А. Машины и аппараты с импульсными энергетическими воздействиями на обрабатываемые вещества: учеб. Пособие / М. А. Промтов. — М.: Машиностроение, 2004. - 136 с.

72.Санина Т.В. Вопросы регулирования структурно-механических свойств теста / Т.В. Санина, Е.И. Пономарева. - Воронеж: Издательство ВГТА^ 1998. -

i

72 с.

73.Сагитов Р.Ф., Мельникова Т.Ф. Методика расчета экономических показателей при проектировании и модернизации машин и аппаратов химических и пищевых производств. — Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005. — 49 с.

74.Способ и устройство для интенсификации выпечки хлебобулочных изделий: пат. 2496319 Рос. Федерация: МПК А21В1/24 / Антуфьев В. Т. [и др.]/ заявитель и патентообладатель - СПбГУНиПТ № 2011125204; заявл. 17.06.2011; опубл. 27.10.2013.

i

75.Способ определения прочности сухих макаронных изделий: пат. 2264623

i

Рос. Федерация: МПК G01N33/02, G01N33/10/ Черных В .Я. [и др.]/ заявитель и патентообладатель - МГУПП № 2004129947/13; заявл. 15.10.2004 ; опубл. 20.11.2005.

76.Способ приготовления макаронных изделий: пат. 2091041 Рос. Федерация: МПК А23Ы/16, А2Ш2/14, А2Ю2/22/ Тукачев В.Е. [и др.]./ заявитель и патентообладатель - ЗАО «Конверсия». № 95119702/13; заявл. 21.11.1995; опубл. 27.09.1997.

77.Способ создания ультразвуковых колебаний и способ производства пектина с его использованием: пат. 2121171 Рос. Федерация: МПК 010К15/04, С08В37/06, А23Ь1/0524/ Квасенков О.И. [и др.]/ заявитель и патентообладатель - Краснодарский научно-исследовательский институт хранения и переработки сельскохозяйственной продукции №96118686/28; заявл. 20.09.1996; опубл. 27.10.1998.

78.Ультразвуковой генератор: пат. 2054974 Рос. Федерация: МПК В06В1/16 / Алексеев Ю.С. [и др.]/ заявитель и патентообладатель - ВосточноСибирский технологический институт № 5062364/28; заявл. 16.09.1992; опубл. 27.02.1996.

79.Ультразвуковой массообменный аппарат: пат. 2312130 Рос. Федерация: МПК С11В1/00, ВОШИ/ОО, С12С13/02/ Антипов С.Т. [и др.]/ заявитель и патентообладатель -ГОУ ВПОВГТА; заявл. 19.05.2006; опубл. 10.12.2007.

80.Ультразвуковой преобразователь: пат. 2372149 Рос. Федерация: МПК В06В1/02/ Коломеец Н.П. [и др.]/ заявитель и патентообладатель - Коломе-ец Николай Петрович, Лбов Андрей Александрович; заявл. 21.02.2005; опубл. 10.11.2009.

81.Устройство для бесконтактной ультразвуковой обработки биотканей: пат. 2452454 Рос. Федерация: МПК А61Н23/00, А6Ш7/00, А61М37/00/ Педдер В. В. [и др.]/ заявитель и патентообладатель - Педдер Валерий Викторович № 2010139491; заявл. 24.09.2010; опубл. 10.06.2012.

82.Федоров, В. Г. Планирование и реализация экспериментов в пищевой промышленности/В. Г.Федоров. М.: Пищевая промышленность, 1980.-240с.

83.Финни, Д. Введение в теорию планирования экспериментов / Д. Финни. М.: Наука, 1970. - 288 с.

84.Хмелев, В. Н., А. В. Шалунов, Р. Н. Голых, В. А. Нестеров, К. В. Шалунова, А. Н. Галахов. Выявление оптимальных режимов ультразвуковой коагуляции субмикронных частиц и определение формы образующихся агрегатов методами математического моделирования. - Бийск: АГТУ, 2014. - 5 с.

85.Хмелев, В. Н., Скиба Е. А. Стерилизация молока с помощью ультразвука. -Бийск: АГТУ, 2012.-3 с.

86.Хмелев, В. Н., А. Н. Галахов, А. В. Шалунов, В. А. Нестеров, Р. Н. Голых. Контроль процесса ультразвуковой коагуляции дисперсных частиц нано-метрового размера. - Бийск: АГТУ, 2014. - 4 с.

87.Хмелев, В. Н., С. Н. Цыганок, В. А. Шакура. Линия производства экстрактов с применением ультразвуковых технологий. - Бийск: АГТУ, 2014. - 3 с.

i

88.Хмелев, В. Н., С. Н. Цыганок, С. С. Хмелев, Д. В. Генне, Ю. М. Кузовни-ков, А. В. Пономарев. Практическое исследование влияния высокоинтен-

I

сивного ультразвукового воздействия на прочностные характеристики и процесс получения газобетона. - Бийск: АГТУ, 2014. - 5 с.

89.Хмелев, В. Н., Р. Н. Голых, С. С. Хмелев, А. В. Шалунов. Режимы и условия эффективного ультразвукового воздействия на высоковязкие среды в технологических объёмах. - Бийск: АГТУ, 2014. - 6 с.

90.Хмелев, В. Н., С. С. Хмелев, Р. Н. Голых, К. А. Карзакова. Улучшение свойств полимерных композиционных материалов применением ультразвукового кавитационного воздействия. - Бийск: АГТУ, 2014. - 5 с.

91.Хмелев В. П., Цыганок С. Н., Хмелев С.С., Лебедев А. Н. Ультразвуковой аппарат для интенсификации процесса прессования волокнистых материалов // Journal of Tenth international conference and seminar on micro-nanotechnologies and electron devices - Новосибирск: НГТУ, 2009. - с. 285288.

92.Хмелев B.H. Применение ультразвука высокой интенсивности в промышленности. -Бийск: АГТУ, 2010.-203 с.

93.Хроменков B.M. Технологическое оборудование хлебозаводов и макаронных фабрик. Учебник для ВУЗов. - СПб.: ГИОРД, 2003. - 210 с.

94.Цыганок С. Н., Хмелев, С. С., Хмелев В. Н. Аппарат для ультразвуковой обработки жидких сред при высокой температуре. - Бийск: АГТУ, 2007. - 2 с.

95.Цыганок С. Н., Хмелев, В. Н., Хмелев С. С., Абраменко Д. С. Повышение эффективности ультразвуковой кавитационной обработки вязких жидких сред. - Бийск: АГТУ, 2009. - 5 с.

96.Цыганок, С. Н., Хмелев С. С., Абраменко Д. С., Левин С. В. Применение ультразвука при перекачивании вязких жидкостей. - Бийск: АГТУ, 2008. - 3 с.

97.Цыганок С. П., Хмелев, В. Н., Барсуков Р. В., Генне Д. В., Хмелев С. С., Хмелев М. В. Разработка ультразвукового оборудования для снижения трения при транспортировке сыпучих и твердых материалов. - Бийск: АГТУ, 2009. - 5 с.

98. Цыганок С. Н., Хмелев, В. Н., Кузовников Ю. М. Разрушение масляной эмульсии ультразвуковым воздействием. - Бийск: АГТУ, 2011. - 5 с.

99.Чернов М.Е. Оборудование предприятий макаронной промышленности. / Чернов М.Е. - М.: Агропромиздат, - 1988. — 263 с.

100. Шалунов А. В., Хмелев, В. П., Сливин А. Н., Барсуков Р. В., Цыганок С. Н. Применение ультразвука высокой интенсивности в промышленности. -Бийск: АГТУ, 2010.-177 с.

101. Шалунов А. В., Хмелев, В. Н., Цыганок С. Н., Хмелев М. В., Генне Д. В. Ультразвуковое оборудование для интенсификации химико-технологических процессов. - Бийск: АГТУ, 2009. - 2 с.

102. Шутилов, В. А. Основы физики ультразвука / В. А. Шутилов. -Л.: Машиностроение, 1988. -288 с.

103. Akbari Mousavi, Feizi H., Madoliat R. Investigations on the effects of ultrasonic vibrations in the extrusion process// Journal of Materials Proc. Tech. -2007.- 187-188,657-661 p.

104. Belitz D.H. Structure and Function of gluten proteins// Journal of H. Cer. Chem.- 1986. -№63 (4)-pp. 336-341.

105. Fabriani, G. Chemisty of lipids in proccising and tehnology of pasta products. / Fabriani, G., Lintas, C., Quaglia// Journal of H. Cer. Chem. - 1968, pp. 45454.

106. Gartside C.S., Robins M.M. The uses of ultrasound in chemistry - 1990.27 p.

107. Javanaud C., Gladwell N.R., Gouldby S.J., Hibberd D.J., Thomas A., Robins M.M. Ultrasonics .-1991.- 331 p.

108. Knorr D. Applications and potential of ultrasonics in food processing// Journal of Trends in Food Science & Technology. -2004 - №15. - pp. 261-266.

109. Laborde J.L., Bouyer C., Caltagirone J.P., Gerard A. Acoustic bubble cavitation at low frequencies. Ultrasonics. - San Diego, 1998, - 589-594p.

110. Mason, T.J. Power ultrasound in food processing - the way forward. -London, 1998.- 103-126 p.

111. Mason T.J. The uses of ultrasound in food technology. - Sonochemistry Centre, School of Natural and Environmental Studies, Coventry University, 1996.- 253- 260 p.

112. Method of treatment of vegetable matter with ultrasonic energy: patent application 20060110503. US/Bates D.M., Bagnall W.A., Bridges M.W. - US, 2006.

113. Miles C.A., D. Shore D., Langley K.R. Ultrasonics - 1990.- 394 p.

114. Suslick K.S. In Ultrasound: Its Chemical, Physical, and Biological Effects. -New York, 1998.-238 p.

Результаты экспериментальных измерений

Таблица 2.1 - Зависимость производительности макаронного пресса от амплитуды

колебаний ультразвукового излучателя

Амплитуда колебаний, А, мкм Первый опыт Второй опыт Третий опыт Среднее значение

Производительность, П, кг/с Производительность, П, кг/с Производительность, П, кг/с Производительность, П, кг/с

1 0,0098 0,010 0,011 0,010

10 0,0108 0,0105 0,0104 0,0105

20 0,0117 0,0122 0,012 0,012

30 0,0124 0,0120 0,0127 0,0124

40 0,0128 0,0126 0,0122 0,0125

Таблица 2.2 - Зависимость предела прочности готовых макаронных изделий 0 1,5 мм от амплитуды колебаний ультразвукового излучателя

Амплитуда колебаний, А, мкм Первый опыт Второй опыт Третий опыт Среднее значение

Предел прочности, а, Па Предел прочности, о, Па Предел прочности, а, Па Предел прочности, а, Па

1 1670 1674 1678 1674

10 1790 1800 1795 1795

15 2060 2058 2062 2060

20 2080 2120 2100 2100

25 2077 2080 2083 2080

Таблица 2.3 - Зависимость предела прочности макаронных изделий

от времени прессования ( нахождения теста в фильере матрицы) без ультразвука

Время прессования ( теста в матрице), т, с Первый опыт Второй опыт Третий опыт Среднее значение

Предел прочности, а, Па Предел прочности, а, Па Предел прочности, а, Па Предел прочности, а, Па

0,5 1680 1680 1681 1680

1 1830 1833 1827 1830

1,5 1959 1942 1950 1950

2 1847 1842 1845 1845

Таблица 2.4 - Зависимость предела прочности готовых

макаронных изделий от времени прессования ( нахождения теста в фильере матрицы) с ультразвуком

Время прессования (теста в матрице), т , с Первый опыт Второй опыт Третий опыт Среднее значение

Предел прочности, а, Па Предел прочности, а, Па Предел прочности, а, Па Предел прочности, а, Па

0,5 1690 1700 1709 1700

1 1865 1869 1876 1870

1,5 1988 1995 1987 1990

2 1890 1884 1896 1890

Таблица 2.5 - Зависимость гигроскопичности макаронных изделий от амплитуды

колебаний ультразвукового излучателя

Амплитуда колебаний, А, мкм Первый опыт Второй опыт Третий опыт Среднее значение

Гигроскопичность, Г,% Гигроскопичность, г,% Гигроскопичность, г,% Гигроскопичность, Г,%

0 20 17 23 20

10 20 16 18 18

20 17 18 15 16

30 15 15 16 15

40 17 15 16 16

Таблица 2.6 - Зависимость плотности готовых макаронных изделий от амплитуды

колебаний ультразвукового излучателя

Амплитуда колебаний, А, мкм Первый опыт Второй опыт Третий опыт Среднее значение

Плотность готовых макаронных изделий, р, кг/м3 Плотность готовых макаронных изделий, р, кг/м3 Плотность готовых макаронных изделий, р, кг/м3 Плотность готовых макаронных изделий, р, кг/м3

0 1025 1031 1028 1028

10 1100 1102 1097 1100

20 1155 1160 1166 1160

30 1177 1181 1183 1180

40 1190 1191 1190 1190

АКТ

передачи исходных данных и технического задания на пресс с излучателем ультразвука

Комиссия в составе представителей Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики: декана факультета «Пищевой инженерии и автоматизации», д.т.н., профессора Верболоз Е.И., зав. кафедрой «Технологических машин и оборудования», д.т.н., профессора Арета В.А., аспиранта кафедры «Технологических машин и оборудования» Кобыды Е.В. и представителей ОАО "Заря": заведующей ПТЛ Васильевой И.А., инженера-конструктора Поварушкина C.B., составили настоящий акт о том, что:

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики передал исходные требования и техническое задание на пресс с излучателем ультразвука, разработанный на основе аналитических и экспериментальных исследований, проведенных на кафедре «Технологических машин и оборудования» Кобыдой Е.В. под руководством д.т.н., профессора Верболоз Е.И.

ОАО "Заря" принял полный комплект указанной документации с целью рассмотрения и возможного дальнейшего внедрения в производство.

УТВЕРЖДАЮ Заместитель директора по научной и инновационной

использования в учебном процессе результатов диссертационной работы Кобыды Е.В. на тему «СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПРЕССОВАНИЯ МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ

УЛЬТРАЗВУКА»

Комиссия в составе декана факультета пищевой инженерии и автоматизации, д.т.н., профессора Верболоз Е.И., зав. кафедрой технологических машин и оборудования, д.т.н., профессора Арета В.А. изучила часть диссертационных материалов, представленных соискателем ученой степени кандидата технических наук Кобыдой Е.В. и заключила, что они нашли использование в учебном процессе при подготовке студентов по специальности 05.18.12 - «Процессы и аппараты пищевых производств», а также для направления «Бытовые машины и приборы» в части методик, направленных на создание ресурсосберегающего оборудования в пищевой промышленности.

Декан ПИиА, Профессор

Верболоз. Е.И.

Зав. кафедрой ТМиО, Профессор

у^г.

В.А.

с нодлшшил

I.ЕП^-г;^ > —г и^-

С.£. Плрсгз л \У

__тяг-___

Правительс пю Санкт-Петербурга Комитет по науке и оысшей школе

СПРАВКА

(приложение к диплому ПСИ № 14225 победителя конкурса)

Кобыда Елена Викторовна

является победителем конкурса гратов 2014 года для студентов вузов, расположенных на территории Санкт-Петербурга, аспирантов вузов, отраслевых и академических институтов, расположенных на террпшрии Санкт-Петербурга, в соответствии с распоряжением Комитета по науке н высшей школе

от 05 Л 2.2014 № 161.

Место учебы (работы):

Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологии, механики и оптики

Категория

победителя

конкурса:

Научное

направление:

Аспирант

Технические науки

Тема проекта:

Обоснование эффективности прессования макаронных изделий в поле ультразвука

Председатель Комитета по науке и высшей школе

Председатель научного совета конкурса

Л.С. Максимов

В.Е. Романов