L'utilisation de l'eau de cavitation dans l'industrie alimentaire. Nouvelle technologie de cavitation. Contrôle de production de la technologie de production de pain à l'aide d'une suspension de grains d'eau

TRAITEMENT : TECHNOLOGIES ET EQUIPEMENTS

UDC 664 : 621.929,9 V.I. Lobanov,

V.V. Trouchtnikov

DÉVELOPPEMENT D'UN MÉLANGEUR CONTINU AVEC CORPS DE TRAVAIL AUTONETTOYANT

Dans les industries de la charcuterie et des conserves de viande, après broyage de la matière première, elle est mélangée aux ingrédients des recettes pour obtenir des systèmes homogènes. La nécessité de cette opération peut également survenir lors du mélange de divers composants, pour mélanger des matières premières jusqu'à une certaine consistance, dans le processus de préparation d'émulsions et de solutions, pour assurer un état uniforme des produits pendant un certain temps, dans le cas où il est nécessaire pour intensifier les processus de transfert de chaleur et de masse.

Dans l'industrie de la viande, le mélange mécanique est le plus répandu, utilisé comme principal (dans la production de saucisses, de conserves farcies et de produits semi-finis) ou d'accompagnement (dans la production de produits carnés salés et fumés, de graisses comestibles et techniques, de colle , gélatine, traitement du sang).

Pour le mélange, on utilise des mélangeurs, des mélangeurs, des mélangeurs, etc.. Les deux premiers groupes de machines sont appelés équipements de type batch. Les mélangeurs peuvent être continus ou discontinus.

Après avoir examiné les conceptions des mélangeurs nationaux et étrangers, nous sommes arrivés à la conclusion qu'ils présentent tous des inconvénients importants - adhérence du matériau

rial sur les organes de travail dans le processus de mélange (adhérence) et une faible productivité.

Au département du MPSP, une tentative a été faite pour créer un mélangeur de viande hachée en continu avec des organes de travail autonettoyants (demande de brevet n°2006116842) pour les ateliers de petite capacité, qui peut être utilisé aussi bien dans les usines de transformation de la viande de faible puissance que dans les ateliers de saucisses modulaires (tels que les MKT-300K ou les ateliers de saucisses modulaires de CONVICE) et les grandes fermes subsidiaires, ce qui est important pour cette étape de développement économique de notre pays, où jusqu'à 60% de tous les produits d'élevage sur le marché sont fournis par des filiales fermes.

Le mélangeur proposé pour matériaux visqueux se compose d'un corps 1 (Fig. 1), réalisé sur un châssis 2, dans lequel sont installés les corps de travail 3, chacun étant constitué d'un arbre 4 avec deux pales de travail 5, réalisées sur la longueur du corps de travail le long d'une ligne hélicoïdale avec un angle de levage inférieur à 0 ° 30 "-0 ° 50", tandis que la vis d'un élément de travail est tournée dans le sens des aiguilles d'une montre et de l'autre dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. L'entraînement 6 des organes de travail 3 est conçu pour que les organes soient synchronisés entre eux. La structure est équipée d'une goulotte de chargement 7 et d'une goulotte de déchargement 8.

Riz. 1. Schéma du mélangeur proposé

La viande hachée après broyage dans un hachoir à viande pénètre dans la goulotte de chargement 8 et tombe sous les corps de travail spécialement conçus 3 tournant l'un vers l'autre avec les mêmes vitesses angulaires (le long d'un chemin croisé), qui s'auto-nettoient pendant le fonctionnement en raison d'une certaine forme de leur section transversale. Dans le mélangeur, la viande hachée est activement mélangée par les corps de travail 3 avec des lames 5, faites le long d'une ligne hélicoïdale, effilochée en raison de l'écart entre les arbres 4 et se déplace le long des corps de travail jusqu'à la goulotte de déchargement 7. Le mouvement de translation de le matériel assure

une ligne hélicoïdale formée par un déplacement uniforme de la section du corps de travail sur toute sa longueur d'un certain angle a. La rotation des organes de travail est effectuée au moyen de l'entraînement 6.

La forme supposée des organes de travail a été prise du brevet de la République fédérale d'Allemagne n° 1199737, où deux lames tournent à des vitesses constantes l'une vers l'autre le long de chemins qui se coupent. Pour construire le profil des corps de travail du mélangeur proposé, nous utilisons le schéma (Fig. 2), où l'entraxe est sélectionné de manière à ce que les corps de travail s'engagent à un angle de 45 °.

Riz. 2. Schéma de construction d'un profil des organes de travail

Sur la base de la phrase ci-dessus, vous pouvez écrire

R + r = R-42, (1)

où R est le rayon du corps de travail, m; r - rayon de l'arbre du corps de travail, m.

Afin de définir la courbe SL, vous devez savoir comment l'angle в et la distance OK changent en fonction de l'angle a. Ainsi, nous allons définir une courbe dans un système de coordonnées polaires avec un angle b et un rayon de courbure p = OK lors de la modification de l'angle parent a dans la plage de 45 à 0 °. Donc, connectons l'angle à et a.

Du triangle NPK :

NK = R - sina; (2)

ON = r42 - NP = R (4l - cos a) (h)

À partir du triangle ONK :

t dans NK R sin a sin a

ON R (J2 - cos a) (42 - cos a)

Par conséquent,

Relions le rayon de courbure p aux angles en et a :

à partir du triangle ONK :

sur = r (V2 - cos a)

OK cos à cos en (6)

Ainsi, une courbe dans un système de coordonnées polaires est donnée par le système d'équations suivant :

r (V2 - cos a)

Compte tenu du fait que les boîtes d'alimentation en air froid sont installées discrètement, le processus de séchage du matériau est répété plusieurs fois et intensifié, ce qui est l'obtention du résultat technique défini.

Analyse de séchoir à tambour

Ho / yudio bozduh

Riz. Disposition proposée pour le séchoir à tambour

Le séchoir proposé (Fig.) Se compose d'un boîtier 1, à l'intérieur duquel une buse à lame de levage 3 est installée, et un boîtier fixe 2 est fixé sur la console du boîtier 1, sur lequel un tuyau de dérivation 4 est installé pour fournir de l'air chaud. . Autour de la circonférence de la buse 4, des fenêtres longitudinales-radiales 5 sont réalisées, et à partir des extrémités du corps 1, il y a une buse pour charger le matériau 6, une chambre de déchargement 7 avec des buses pour éliminer l'air chaud 8 et éliminer le matériau 9. Sur le corps 1 sous un caisson fixe 2, plusieurs caissons 10 sont installés en série avec l'entrée 11 et la sortie 12 pour fournir de l'air froid. La buse à palettes de levage 3 a un entraînement spécial.

Le séchoir à tambour fonctionne comme suit. La matière de départ à travers la buse 6 pénètre dans le boîtier 1. Lorsque la buse à lame de levage 3 tourne, ses lames capturent la matière et la soulèvent. En tombant des aubes, le matériau forme des jets longitudinaux, qui pénètrent dans les flux thermiques ayant traversé la buse 4 et les fenêtres longitudinales-radiales 5. L'humidité est éliminée de la surface externe du matériau. Puis la matière se déplace le long du corps 1 jusqu'à la sortie du fait de l'inclinaison du tambour et du débit de chaleur. Au moment où le matériau se déplace le long de la surface intérieure du corps, il pénètre dans la zone de fixation des conduits 10, à travers laquelle de l'air froid est fourni. L'air froid est fourni

par les buses d'alimentation 11, refroidit localement une partie du boîtier 1 et est évacué par les buses 12. Au contact de la partie refroidie du boîtier, la surface du matériau se refroidit, tandis que son milieu reste chauffé. L'humidité dans le matériau aura tendance à se déplacer du centre vers la périphérie. Ensuite, lors du passage dans la zone des boîtiers, le matériau se retrouvera à nouveau sur la surface chaude du boîtier et le flux d'air du liquide de refroidissement éliminera l'humidité de la surface du matériau. Ce processus est répété plusieurs fois (selon le nombre de cases 10). Ensuite, le matériau en vrac pénètre dans la chambre de déchargement 7, où il est séparé du caloporteur et retiré du séchoir à tambour.

À l'heure actuelle, une installation expérimentale de séchage de céréales et d'autres matériaux en vrac est en cours de fabrication.

Liste bibliographique

1. Séchage du grain à économie d'énergie / N.I. Malin. Moscou : KolosS, 2004, 240 s.

2. Séchage des grains et séchage des grains / A.P. Gerzhoi, V.F. Samochetov. 3e éd. Moscou : KolosS, 1958,255 s.

3. Le blé et son évaluation de la qualité / éd. et avec un avant-propos. Dr Biol. prof de sciences N.P. Kuzmina et honoré. Scientifique de la RSFSR prof. L.N. Lyubarski; par. de l'anglais Cand. bio. Sciences K.M. Selivanova et I.N. Argent. M. : KolosS, 1967,496 p.

UDC 664.7 V.V. Gorchkov,

COMME. Pokutnev

EFFICACITÉ DU TRAITEMENT DES GRAINES PAR CAVITATION HYDRODYNAMIQUE DANS LA PRODUCTION DE PAIN

introduction

Actuellement, la question de l'élargissement de l'assortiment reste d'actualité. produits de boulangerie... Le rôle principal est d'augmenter le goût et les propriétés nutritionnelles du pain tout en maintenant son prix bas. Ceci est réalisé en améliorant la technologie de cuisson en modifiant les paramètres de préparation du grain, le degré et la méthode de son broyage, la variété des recettes en incluant d'autres grains et d'autres composants pendant le pétrissage, en améliorant la technologie de relâchement de la pâte et les conditions de la cuisson du pain.

L'une des options possibles pour moderniser l'étape de broyage des grains est l'utilisation de broyeurs à cavitation. Cela permet de refuser le passage multiple du grain dans les broyeurs avec séparation ultérieure en fractions. Dans le même temps, du fait que le broyage humide a lieu dans le broyeur à cavitation, il n'y a pas de facteur de poussière nocif dans l'atelier de préparation des grains. En conséquence, une suspension homogénéisée de grains broyés est envoyée à la cuisson.

Méthodologie de recherche

Le but de la recherche était d'étudier la possibilité d'obtenir du pain de céréales à partir d'une suspension de céréales obtenue dans un disperseur Petrakov.

L'analyse chimique du grain et de la suspension a été effectuée dans le laboratoire de l'Université agraire d'État de l'Altaï en termes d'humidité, de gluten et de vitreux. La qualité du pain obtenu a été déterminée au Centre d'Essai produits alimentaires et matières premières GOU VPO "Altai State Technical University" par des indicateurs organoleptiques - forme, surface, mie, porosité, odeur, goût, couleur et physico-chimique - humidité,

paresse, inclusions étrangères, signes de maladie et de moisissure, craquement d'impuretés minérales. Sur la base des résultats de la recherche, l'efficacité économique de la production de pain de blé à base d'une suspension de grains obtenue par dispersion par cavitation a été calculée.

Résultats de recherche

Pour l'expérimentation, il a été envisagé d'utiliser des grains de blé entier non décortiqués et de l'eau potable dans un rapport de 1: 2.

Pour la recherche, un prototype de générateur de chaleur à cavitation de type rotatif avec une puissance de moteur électrique de 11 kW, un débit de liquide de 0,15 à 0,5 l / s et une pression de 0,2 à 0,4 MPa a été utilisé.

Une pâte a été obtenue à partir de la suspension de grains en ajoutant 35 % de farine. Le pétrissage a été effectué à la main jusqu'à ce que la consistance de la pâte soit homogène.

La fermentation de la pâte a duré deux heures avec un double pétrissage, qui a été effectué manuellement. Le premier entraînement a été fait après 40 minutes. après le début de la fermentation, la seconde - après 40 minutes supplémentaires. (1 h 20 min après le début de la fermentation). La découpe a été effectuée mécaniquement dans des formes standard. Le temps de levée était de 50 minutes. à une température de 40°C. Durée de cuisson - 25 minutes. à une température de 240 ° C.

Du blé avec de faibles propriétés boulangères a été utilisé pour la mise en place de l'expérience. Le grain avec de telles caractéristiques n'a pas été choisi par hasard. Cela a permis d'évaluer la qualité minimale possible des matières premières dans la fabrication du pain et d'en réduire au minimum le coût. Dans le même temps, les propriétés boulangères de la pâte sont nivelées en y ajoutant de la farine. Indicateurs, caractéristique

la qualité du grain d'origine sont indiqués dans le tableau 1.

Comme en témoignent les données présentées dans le tableau 1, les échantillons de grains analysés présentaient des indicateurs de qualité moyenne : en termes de protéines et de gluten, ils correspondaient à des variétés de blé faibles et en termes de vitrerie - à des variétés fortes. En termes de propriétés techniques, les grades moyens sont adaptés à l'obtention de farines boulangères sans ajout d'améliorants.

Pour obtenir du pain, une recette a été élaborée. La différence dans la recette est que ce n'est pas pour 100 kg de farine, mais pour 100 kg de mélange. Cela est dû au fait que la base de la pâte n'est pas de la farine, mais son mélange avec une suspension de céréales. La suspension a été obtenue à partir de grains entiers sans utilisation de farine. Le mélange était constitué de 65 % de suspension de grains et de 35 % de farine de blé de 1ère qualité. Pour 100 kg du mélange, 0,9 kg de sel de table "Extra" a été ajouté et

0,3 kg de levure.

L'analyse organoleptique réalisée après cuisson a montré que le produit fini avait une forme - caractéristique

pour le moule, il correspondait à la forme du pain sous laquelle la cuisson était faite ; surface - sans grandes fissures et explosions; miette - cuite et élastique; porosité - développée sans vides ni joints; le goût et l'odeur sont caractéristiques de ce type de produit ; Marron.

L'évaluation des indicateurs physiques et chimiques est donnée dans le tableau 2.

Les résultats, présentés dans le tableau 2, montrent qu'en termes de paramètres physiques et chimiques, le pain obtenu correspond à : taux d'humidité - pain Darnitskiy, acidité et porosité - pain blanc de 1er grade.

L'effet économique de l'introduction de la technologie a été évalué en réduisant le coût du pain et a été déterminé en tenant compte des coûts du processus de dispersion et des économies de matières premières. A titre de comparaison, le pain a été prélevé à partir de farine de blé de première qualité. Les données sur l'efficacité économique de la production de pain de blé à base d'une suspension de grains obtenue par dispersion par cavitation sont présentées dans le tableau 3.

Tableau 1

Évaluation de la qualité du grain de blé,%

Indicateur Prototype Variétés de blé faibles Variétés de blé fortes

Humidité 14.23 - -

Protéines,% 11,49 9-12 14

Gluten 20.59 Jusqu'à 20 28

Vitré 59 Jusqu'à 40 40-60

Tableau 2

Indicateurs physiques et chimiques du pain aux céréales

Indicateur Résultat du test GOST 26983-86 « Pain Darnitskiy » GOST 26984-86 « Pain capital » GOST 26987-86 « Pain blanc à partir de farine de blé de première qualité »

Humidité, % pas plus de 48,0 ± 0,71 48,5 47 45

Acidité, deg. pas plus de 2,0 ± 0,36 8 8 3

Porosité, % pas moins de 68,0 ± 1,0 59 65 68

Inclusions étrangères Non détectées - - -

Signes de maladie et de moisissure Non détecté - - -

Croquant d'impuretés minérales Non ressenti - - -

Tableau 3

Effet économique de la production de pain par tonne

Coût de fabrication Articles Produit

Pain à la farine 1er grade (version de base) Pain aux céréales (version projet)

1. Production générale et frais généraux, frotter. 7570 7809

2. Matières premières, frotter. 6713 4335

3. Coûts totaux pour la production de 1 tonne de pain, roubles. 14283 12114

4. Effet économique, frotter. - 2139

Des économies de coûts se produisent en raison d'une diminution du coût des matières premières due au remplacement d'une partie de la farine par une suspension de grains. Du tableau 3, il s'ensuit que l'effet économique pour 1 tonne de produits finis (pain) sera de 2139 roubles.

Les données obtenues permettent de préconiser l'utilisation de la cavitation hydrodynamique au stade du broyage dans la production de pain de blé à base de suspension de grains, ce qui permettra d'abandonner le passage répété du grain dans les broyeurs, suivi d'un criblage en fractions, d'éliminer les pertes de la formation de poussière de moulin et obtenir un effet économique de 2139 roubles / t.

Liste bibliographique

1. GOST 5667-65. Pain et produits de boulangerie. Règles d'acceptation, méthodes d'échantillonnage, méthodes de détermination des caractéristiques organoleptiques et du poids des produits.

2. Romanov A.S. Examen du pain et des produits de boulangerie. Qualité et sécurité : guide d'étude. manuel / A.S. Romanov, N.I. Davydenko, L.N. Chatniouk, I.V. Matveeva, V.M. Po-znyakovsky; en dessous de. le total éd. V.M. Pozniakovski. Novossibirsk : Sib. univ. maison d'édition, 2005.278 p.

3. GOST 26983-86. Pain Darnitskiy. Entrer. 01.12.86 au 01.01.92. M. : Maison d'édition des normes, 1986,6 p.

4. GOST 26987-86. Pain blanc à base de farine de blé de la plus haute, première et deuxième qualités. Conditions techniques.

Le procédé concerne la production d'aliments pour animaux. La méthode consiste en l'humidification, le broyage et l'hydrolyse enzymatique du grain, tandis que le rapport grain/eau est de 1: 1, la température de l'eau est de 35-40 ° C, et l'-amylase 1,0-1,5 U / g d'amidon et de xylanase sont utilisés sous forme d'enzymes 1-2 unités/g de cellulose. La méthode permet d'obtenir un produit contenant des glucides digestibles. 1 onglet.

Actuellement, les mélasses obtenues à partir des déchets de production de sucre sont utilisées dans l'élevage. Cette mélasse, obtenue par hydrolyse acide, contient 80% de solides et présente une concentration élevée en glucose.

L'utilisation de la mélasse de betterave sucrière en tant qu'aliment pour animaux est largement connue. En raison de la teneur élevée en calories de ces produits, leur utilisation dans l'alimentation animale est en constante augmentation. Cependant, la mélasse est un liquide visqueux et donc difficile à traiter. Lorsqu'il est ajouté à l'alimentation, il doit être réchauffé. De plus, la mélasse contient très peu d'azote, de phosphore et de calcium et répond très peu aux besoins en protéines des animaux d'élevage.

Par conséquent, au cours des 20 dernières années, la mélasse obtenue à partir de céréales ou d'amidon par hydrolyse enzymatique a été utilisée en élevage.

À l'heure actuelle, l'hydrolyse enzymatique des matériaux contenant de l'amidon est réalisée avec un traitement préliminaire des matières premières à une pression élevée de 4 à 5 kgf / cm 2 pendant 120 minutes.

Avec un tel prétraitement des grains, gonflement, gélatinisation, destruction des grains d'amidon et affaiblissement de la liaison entre les molécules de cellulose, il se produit la transition d'une partie des cellulases et de l'amylase vers une forme soluble, ce qui entraîne une augmentation de la surface accessible aux enzymes. et l'hydrolysabilité du matériau augmente de manière significative.

Les inconvénients de cette méthode comprennent des températures et une durée de traitement élevées, qui conduisent à la destruction du xylose avec formation de furfural, d'oxyméthylfurfural et à la dégradation de certains des sucres. Il existe également un procédé de préparation d'aliments, par exemple, selon A.S. 707560, qui prévoit l'humidification des grains en présence d'amylase, puis le sertissage, la trempe et le séchage du produit fini. Avec cette méthode, seulement jusqu'à 20 % de la teneur initiale en amidon est converti en dextrine et jusqu'à 8-10 % en sucres réducteurs (tels que le maltose, le glucose).

Une méthode similaire de traitement du grain pour l'alimentation animale est proposée (AS n° 869745), qui implique le traitement du grain comme l'AS. 707560, mais diffère en ce qu'après trempe, le grain aplati est en outre traité avec une préparation enzymatique de glucavamorine en une quantité de 2,5 à 3,0 % en poids d'amidon pendant 20 à 30 minutes. Dans le même temps, le pourcentage de sucres réducteurs dans le produit passe à 20,0-21,3%.

Nous proposons un produit qualitativement nouveau avec des glucides facilement digestibles - le sirop de blé (seigle), obtenu par la méthode d'hydrolyse enzymatique.

Le sirop fourrager est un produit d'hydrolyse incomplète de l'amidon et de la cellulose (hémicellulose et cellulose). Il contient du glucose, du maltose, des tri- et tétrasaccharides et des dextrines de divers poids moléculaires, des protéines et des vitamines, des minéraux, c'est-à-dire des tout ce dont le blé, le seigle et l'orge sont riches.

La mélasse peut également être utilisée comme agent aromatisant car contient du glucose, nécessaire à l'élevage de jeunes animaux de ferme.

Le goût, la douceur, la viscosité, l'hygroscopicité, la pression osmotique, la fermentescabilité des hydrolysats dépendent des quantités relatives des quatre premiers groupes d'hydrates de carbone susmentionnés et dépendent généralement du degré d'hydrolyse de l'amidon et de la cellulose.

Des préparations enzymatiques complexes ont été utilisées pour l'hydrolyse de la cellulose et de l'amidon : amylosubtiline G18X, celloviridine G18X, xylanase, glucavamorine G3X.

Nous proposons également une nouvelle méthode de transformation des céréales (seigle, blé) et d'obtention de mélasses fourragères par cavitation avec l'action simultanée d'un complexe enzymatique.

La méthode de traitement du grain a lieu dans un appareil-cavitateur spécial, qui est un récipient rotatif avec un tambour perforé, dans lequel se déroule le processus de cavitation, basé sur des vibrations hydrodynamiques de haute intensité dans un milieu liquide, accompagnées de phénomènes de 2 types :

Hydrodynamique

Acoustique

avec la formation d'un grand nombre de bulles-cavernes de cavitation. Dans les bulles de cavitation, il se produit un fort échauffement des gaz et des vapeurs, qui se produit en raison de leur compression adiabatique lors de l'effondrement par cavitation des bulles. Dans les bulles de cavitation, la puissance des vibrations acoustiques du liquide est concentrée et le rayonnement de cavitation modifie les propriétés physico-chimiques de la substance qui se trouve à proximité (dans ce cas, la substance est broyée au niveau moléculaire).

Exemple 1 : Le grain est préalablement broyé grossièrement sur un broyeur d'alimentation avec une granulométrie ne dépassant pas 2 à 4 mm, puis il est mélangé de manière fractionnée dans l'eau fournie au cavitateur. Le rapport entre le grain et l'eau est de 1: 1 parties en poids, respectivement. Température de l'eau 35-40 ° C. Le temps de séjour de la suspension de grains et d'eau dans le cavitateur n'est pas supérieur à 2 secondes. Le cavitateur est relié à l'appareil, qui est maintenu au moyen d'une régulation automatique du pH et de la température. Le volume du mélange réactionnel dans l'appareil dépend de la puissance du cavitateur et varie de 0,5 à 5 m 3.

Après avoir alimenté la moitié de la quantité de céréales, un complexe d'enzymes est introduit dans le cavitateur: amylase bactérienne 1,0-1,5 unités / g d'amidon et xylanase - 1-2 unités / g de cellulose.

Pendant la cavitation, la température du mélange réactionnel est maintenue dans la plage de 43-50 °C et un pH de 6,2 à 6,4. Le pH du mélange est maintenu avec de l'acide chlorhydrique ou de la soude. Après 30-40 minutes de cavitation, la suspension liquéfiée finement dispersée avec une granulométrie ne dépassant pas 7 microns est chauffée à une température de gélatinisation de l'amidon de blé de 62-65°C et maintenue pendant 30 minutes à cette température sans cavitation. Ensuite, la masse groupée est à nouveau introduite dans le mode de cavitation pendant 30 à 40 minutes. Le processus de cavitation est terminé par l'échantillon d'iode, le produit est envoyé pour saccharification dans un récipient plus grand avec un dispositif d'agitation. Pour une saccharification supplémentaire de la masse réactionnelle, ajouter de la glucavamorine G3X à raison de 3 U/g d'amidon. Le processus de saccharification est réalisé à une température de 55-58°C et un pH de 5,5 à 6,0.- amylase bactérienne 1,0-1,5 unités/g amidon et xylanase 1-2 unités/g cellulose, lors de la cavitation la température de la masse réactionnelle est maintenu à 43-50 °C et à pH 6,2-6,4, et une saccharification supplémentaire du mélange obtenu est réalisée avec de la glucavamorine GZH à raison de 3 unités/g d'amidon à une température de 55-58 °C et un pH de 5,5 à 6,0.

Les phénomènes de cavitation sont connus en hydrodynamique comme les phénomènes qui détruisent les structures des machines hydrauliques, des navires, des canalisations. La cavitation peut se produire dans un liquide lorsque l'écoulement est turbulent, ainsi que lorsque le liquide est irradié par un champ ultrasonore excité par des émetteurs d'ultrasons. Ces méthodes d'obtention d'un champ de cavitation ont été utilisées pour résoudre des problèmes technologiques dans l'industrie. Ce sont les problèmes de dispersion des matériaux, de mélange de liquides non miscibles, d'émulsification. Mais en raison du coût élevé de l'équipement et des caractéristiques de résistance des émetteurs, ces technologies ne sont pas largement utilisées dans l'industrie russe.
La solution proposée à ces problèmes technologiques repose sur des machines hydrauliques continues pour créer un champ de cavitation dans un écoulement fluide. Contrairement aux méthodes traditionnelles d'obtention d'un champ de cavitation utilisant des appareils à ultrasons et des sifflets hydrodynamiques, ces machines hydrauliques permettent d'obtenir un champ de cavitation dans n'importe quel liquide, avec différents paramètres physiques et avec des caractéristiques de fréquence données. Cela élargit la géographie de l'application de ces machines pour leur utilisation dans les processus technologiques industriels. Ces machines, appelées classiquement par le développeur "cavitateurs", peuvent être utilisées dans des domaines industriels tels que l'industrie agroalimentaire pour l'obtention de produits alimentaires liquides (par exemple : mayonnaise, jus, huiles végétales, produits laitiers, additifs alimentaires, aliments composés, etc. ); comme industrie chimique (production de peintures et vernis), obtention d'engrais pour l'agriculture ; dans l'industrie de la construction (pour enrichir l'argile, améliorer la qualité du béton, obtenir de nouveaux matériaux de construction à partir de compacts ordinaires).
Des études sur l'effet de cavitation de ces machines lors de leur utilisation comme pompes à chaleur ont également été menées. La réception d'énergie thermique est basée sur la libération d'énergie lors de la rupture des liaisons intermoléculaires d'un liquide lors de son passage dans le champ de navigation. Des études à grande échelle dans ce domaine peuvent aboutir à une nouvelle génération d'unités de chauffage qui auront une autonomie et une large gamme d'applications pour le chauffage de petits bâtiments et structures, éloignés des réseaux de chauffage et même des lignes électriques.
Dans le domaine de l'énergie, ces machines ont été utilisées pour obtenir de nouveaux types de combustibles : fioul artificiel, combustible briqueté avec liants écologiques à partir de tourbe naturelle, ainsi que dans les technologies d'utilisation de combustibles conventionnels (pétrole, gasoil, fioul ) pour économiser la consommation de ces carburants de 25 à 30 % des coûts existants.

• L'utilisation d'un cavitateur pour obtenir des jus, des ketchups de légumes et de fruits, des baies, qui contiennent de petites graines difficiles à séparer lors de la fabrication du produit. Le cavitateur vous permet de faire des jus à partir de baies telles que les framboises, les groseilles, l'argousier, en traitant les baies sans séparer les graines, qui sont dispersées à une granulométrie de 5 microns et constituent le composant mousse des produits.
• Application du cavitateur dans la technologie de production les huiles végétales permet d'augmenter le rendement en huile et la productivité des équipements. Cette technologie permet d'obtenir de l'huile à partir de toute structure végétale contenant de l'huile, ainsi que d'obtenir des additifs alimentaires moussants pour les animaux d'élevage.
• Ligne technologique pour la préparation de la mayonnaise.
• Ligne technologique pour la production d'huile et d'additifs alimentaires à partir de branches d'épicéa de conifères.
• Les installations de cavitation permettent d'obtenir de nouveaux types d'aliments à partir des déchets de transformation de la tourbe et des céréales.
• A partir de tourbe à l'aide de cavitateurs de légumes et de cultures céréalières, il est également possible d'obtenir des engrais complets pour les producteurs agricoles, ce sont les "humates".
  II. Énergie
• Obtention de combustible liquide à partir de déchets de production de charbon et de tourbe. Le carburant peut être utilisé comme substitut du mazout. (Combustible à base de tourbe).
• Ligne technologique pour la production de briquettes de tourbe et de matériaux de construction.
• Production de sorbants pour produits pétroliers.
• Il existe des études préliminaires sur l'utilisation de cavitateurs pour la production de carburants et d'huiles à partir de pétrole brut sans craquage directement dans des puits non industriels.
• L'utilisation de cavitateurs pour le chauffage auto-monopole des locaux en tant que radiateur caloporteur de faible puissance jusqu'à 100 kW.
  III. Immeuble
• La technologie d'obtention de matériaux de vernis et de peinture de meilleure qualité est testée en raison de la fine dispersion des charges et des colorants.
• Ligne technologique pour la production de peintures à l'huile siccative, à dispersion et à base d'eau.
• L'utilisation de cavitateurs pour l'obtention de nouveaux matériaux de construction peut être prometteuse :
  - les bétons et mortiers à haute résistance ;
  - enrichissement des argiles pour la fabrication de briques.
• Les cavitateurs peuvent être utilisés pour nettoyer les métaux et les pièces de la rouille, du tartre, etc.
• Les cavitateurs peuvent être utilisés comme mélangeurs non miscibles dans conditions normales composants et l'obtention de structures homogènes dans les industries alimentaires et chimiques.
  IV. Autre
• Une unité de production de vapeur à l'aide d'électricité a été développée. L'unité à vapeur peut être utilisée pour la production d'aliments pour animaux, de matériaux de construction, de stérilisation, etc.
• Traitement des eaux usées avec production de combustible à partir de boues. Purification de l'eau des produits pétroliers.

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Gorbyleva Ekaterina Viktorovna. Recherche des caractéristiques qualitatives des suspensions de céréales et de leur utilisation dans la production alimentaire : mémoire ... Candidat en sciences techniques : 18.05.15 / Gorbyleva Ekaterina Viktorovna ; [Lieu de protection : Kemer. technologique. in-t industrie alimentaire.] .- Kemerovo, 2008.- 175 p.: ill. RSL OD, 61 09-5 / 1247

introduction

Chapitre 1. Revue de la littérature 9

1.1 Analyse des types et moyens de broyage existants 9

1.2. Théorie de la cavitation 17

1.2.1 Détermination du phénomène de cavitation 17

1.2.2 Types de cavitation 19

1.2.3 Occurrence de la cavitation 21

1.2.4 Application pratique de la cavitation 23

1.3 Caractéristiques du grain de blé utilisé au travail 26

1.4 Façons d'améliorer la valeur nutritionnelle des aliments céréaliers 30

1.4.1 Le lait comme moyen d'augmenter la valeur nutritionnelle des produits de transformation des céréales 30

1.4.2 Le trempage des céréales comme moyen d'augmenter la valeur biologique et nutritionnelle des aliments 34

1.5 Conclusion sur la revue de la littérature 36

Chapitre 2. Objets et méthodes de recherche 39

2.1. Objets de recherche 39

2.2 Méthodes de recherche 40

2.3 Traitement statistique des données expérimentales 45

Chapitre 3. Résultats de la recherche et leur discussion 47

3.1 Détermination de la méthode de préparation des grains pour le broyage par cavitation 47

3.2 Obtention de suspensions de céréales. Détermination de la température initiale, intervalles d'échantillonnage 49

3.3 Évaluation sensorielle des suspensions résultantes 54

3.4 Modification de la température des suspensions de grains pendant la cavitation 54

3.5 Etude de l'effet du traitement de cavitation sur l'acidité 58

3.6 Etude du complexe glucidique 59

3.7 Détermination de la teneur en protéines 64

3.8 Détermination de la teneur en lipides 67

3.9 Etude de l'effet du traitement de cavitation sur la teneur en vitamine E69

3.10 Etude de l'influence du traitement de cavitation sur la teneur en macroéléments 70

3.11 Etude de l'effet du traitement de cavitation sur la microflore des suspensions de grains 72

3.12 Étude de la stabilité au stockage du produit céréalier 75

3.13 Détermination préliminaire des modes optimaux de broyage par cavitation du grain 82

3.14 Évaluation des indicateurs de sécurité des suspensions de céréales 83

Chapitre 4. Exemples d'utilisation pratique possible de suspensions de céréales 87

4.1 Utilisation de la suspension eau-grain en boulangerie 88

4.1.1 Développement de la formulation du pain aux céréales 88

4.1.2 Résultats des produits de boulangerie de laboratoire. Évaluation organoleptique et physico-chimique des produits finis 91

4.1.3 Contrôle de production de la technologie de production de pain utilisant la suspension eau-grain 95

4.1.4. Rentabilité 98

4.1.4.1 Description de l'entreprise 98

4.1.4.2 Plan d'investissement 98

4.1.4.3 Plan de fabrication 101

4.1.4.4 Plan financier 109

4.2 Utilisation de la suspension de grains de lait pour faire des crêpes et des crêpes 112

4.2.1 Formulation de galettes et galettes de céréales 112

4.2.2 Résultats des produits de boulangerie de laboratoire. Bilan organoleptique et physico-chimique 113

4.2.3 Agrément industriel 119

4.2.4 Rapport coût-efficacité 122

Conclusion 125

Liste de la littérature utilisée 127

Demandes 146

Introduction au travail

L'urgence du problème.

Problème alimentation équilibrée une personne est l'une des tâches les plus importantes de notre temps. Les produits de transformation des céréales répondent au mieux aux exigences d'une bonne nutrition. À cet égard, il est nécessaire de créer une large gamme de nouveaux produits céréaliers qui permettent l'utilisation rationnelle de tous les composants naturels précieux avec une réduction significative des coûts de production.

C'est pourquoi, dans la pratique de la transformation du grain, une grande attention est portée à l'introduction de méthodes progressives et d'équipements performants afin d'augmenter l'efficacité d'utilisation du grain lors de sa transformation.

L'une des technologies prometteuses qui permet une intensification significative des processus de production et ouvre de larges possibilités pour élargir la gamme de produits céréaliers, de boulangerie et d'autres types de produits, est le traitement par cavitation des matières premières, qui vous permet d'obtenir des suspensions de céréales - des produits avec un certain ensemble de propriétés physico-chimiques et organoleptiques.

La technologie proposée est basée sur un phénomène physique - la cavitation, qui est généré soit par des ultrasons (acoustiques) soit par des impulsions hydrauliques (rotation). Les unités de cavitation acoustique sont déjà utilisées dans diverses branches de l'industrie alimentaire. À ce jour, les plus grands résultats pratiques dans cette direction ont été obtenus par Ph.D. S.D. Shestakov.

Récemment, cependant, un agent de désintégration plus puissant a été utilisé pour disperser les matières premières - les générateurs rotatifs à hydro-impulsion, qui ont montré une grande efficacité lors des tests de laboratoire.

Dans le cas général, la dispersion de particules solides dans les générateurs rotatifs à hydroimpulsion s'accompagne d'un effet d'hydropercussion,

érosion par cavitation et abrasion dans l'espace annulaire entre le rotor et le stator. Cependant, le mécanisme de l'effet complexe de la cavitation hydro-impulsionnelle sur les matières premières alimentaires n'a pas été suffisamment étudié.

Sur la base de ce qui précède, il est pertinent d'étudier l'effet du traitement par cavitation hydro-impulsionnelle sur les propriétés organoleptiques et physico-chimiques des produits céréaliers.

Cibler et objectifs de recherche.

Le but de cette recherche était d'étudier les caractéristiques qualitatives des suspensions de céréales et leur utilisation dans la production alimentaire.

Pour atteindre cet objectif, il a fallu résoudre les tâches suivantes :

déterminer la température initiale, le rapport des composants solides et liquides avant le broyage par cavitation et la durée maximale possible du traitement de cavitation hydro-impulsion du grain de blé ;

étudier l'effet de la durée du broyage par cavitation hydro-impulsionnelle sur les indicateurs organoleptiques et physico-chimiques de la qualité des suspensions de grains ;

étudier les indicateurs microbiologiques des suspensions de grains ;

déterminer la capacité de stockage des suspensions de céréales;

évaluer les indicateurs de sécurité des suspensions de céréales ;

développer des recettes et des technologies pour les produits alimentaires utilisant des suspensions de céréales. Donner une évaluation des marchandises des produits finis ;

sur la base de toutes les études ci-dessus, pour déterminer les paramètres optimaux du traitement par cavitation hydro-impulsionnelle du grain de blé ;

mener des essais industriels pilotes d'un nouveau produit céréalier et évaluer l'efficacité économique des technologies proposées.

Nouveauté scientifique.

L'opportunité du broyage par cavitation par hydro-impulsion des grains de blé afin d'obtenir des suspensions de grains en tant que produit semi-fini dans la production d'aliments a été scientifiquement prouvée et confirmée expérimentalement.

L'influence de la durée de l'impulsion hydraulique

impact de la cavitation sur les caractéristiques physico-chimiques et organoleptiques des produits de transformation des grains de blé.

Pour la première fois, l'influence du traitement de cavitation par impulsion hydraulique sur la microflore des matières premières céréalières transformées a été révélée.

Une évaluation des indicateurs de sécurité des suspensions de grains obtenus par la méthode de broyage de grains par cavitation hydro-impulsionnelle a été réalisée.

Les paramètres optimaux pour l'obtention d'un produit semi-fini de grain pour la cuisson par la méthode de broyage par cavitation hydro-impulsion de grain de blé ont été déterminés.

Pour la première fois, la possibilité d'utiliser une suspension de grain de blé germé obtenue par le procédé de broyage par cavitation hydro-impulsionnelle dans la fabrication de pain de céréales a été montrée.

Pour la première fois, une technologie a été développée pour préparer des galettes de céréales et des galettes à base d'une suspension lait-grains obtenue par le procédé de traitement par cavitation hydro-impulsionnelle de céréales avec du lait.

La signification pratique de l'œuvre.

Sur la base des recherches effectuées, des recommandations pratiques ont été élaborées pour l'obtention de suspensions de grains par la méthode de broyage par cavitation hydro-impulsionnelle et leur stockage.

Des exemples d'utilisation pratique possible de suspensions de grains obtenues par le procédé de broyage par cavitation hydro-impulsion pour la fabrication de divers produits de boulangerie sont présentés : une suspension de grains de blé germés - pour la fabrication de pain de céréales, une suspension de grains de lait - pour la préparation de galettes de céréales et galettes.

La méthode développée de production de pain a passé avec succès le test de production dans la boulangerie de l'état d'urgence "Toropchina NM"; la méthode de préparation des crêpes aux céréales est dans la salle à manger de l'AltSTU "Diet +".

L'effet économique attendu de l'introduction du pain aux céréales sera de 155450 roubles. dans l'année. L'effet économique attendu de l'introduction des crêpes aux céréales est de 8505 roubles. dans l'année.

Un projet de documentation normative a été élaboré pour le pain aux céréales.

Approbation des travaux. Les résultats des travaux ont été rapportés lors de la 62e conférence scientifique et technique des étudiants, des étudiants diplômés et des jeunes scientifiques "Horizons de l'éducation" en 2004, lors de la 64e conférence scientifique et technique des étudiants, des étudiants diplômés et des jeunes scientifiques "Horizons de l'éducation" en 2006. Il y a 10 publications, dont 3 comptes rendus de conférences, 7 articles.

Structure et étendue des travaux. Le travail de thèse se compose d'une introduction, d'une revue de la littérature, d'une description des objets et des méthodes de recherche, des résultats des discussions et de leur analyse, d'une description d'exemples d'utilisation pratique possible des suspensions de grains en boulangerie, de conclusions, d'une liste bibliographique de 222 titres, dont 5 étrangers, et 6 annexes. L'ouvrage est présenté sur 145 pages d'épreuve dactylographiée, contient 23 figures et 40 tableaux.

Le lait comme moyen d'augmenter la valeur nutritionnelle des produits de transformation des céréales

Dans la pratique mondiale, les travaux sur la création de produits de boulangerie à haute teneur en substances biologiquement actives se généralisent. Dans la théorie et la pratique de la boulangerie, deux directions ont été identifiées pour augmenter la valeur biologique des produits alimentaires à base de céréales.

L'un de ces domaines est l'enrichissement des produits avec des matières premières contenant une grande quantité de protéines, d'éléments minéraux, de vitamines. Il est réalisé en créant du pain enrichi en produits laitiers, concentrés de soja, farine de poisson, vitamines, etc.

La deuxième direction est l'utilisation de toutes les opportunités potentielles inhérentes au grain par nature, car une partie importante des substances utiles du grain est perdue lors d'un broyage de haute qualité.

Le lait et ses produits transformés sont des matières premières précieuses contenant des protéines et du sucre. Dans le processus de fabrication de la crème à partir de lait, le lait écrémé est formé à la suite de la séparation. Le babeurre est un sous-produit de la fabrication du beurre à partir de crème. Dans la production de fromage, de fromage cottage et de caséine, du lactosérum est formé. Tous ces produits peuvent être utilisés en boulangerie à la fois sous forme naturelle et après un traitement spécial.

L'un des composants les plus déficients de l'alimentation est le calcium. Le pain est une source limitée de calcium. À cet égard, les produits laitiers sont utilisés pour augmenter la teneur en calcium.

Le lait est un système polydispersé complexe. Les phases dispersées du lait, constituant 11 ... 15%, sont à l'état ionique-moléculaire (sels minéraux, lactose), colloïdal (protéines, phosphate de calcium) et grossièrement dispersé (graisse). Le milieu de dispersion est l'eau (85 ... 89 %)). La teneur approximative de certains composants du lait de vache est présentée dans le tableau 1.1.

La composition chimique du lait n'est pas constante. Cela dépend de la période de lactation des animaux, de la race du bétail, des conditions d'alimentation et d'autres facteurs. Les changements les plus importants concernent la quantité et la composition des graisses. Pendant la période de vêlage massif des vaches (mars-avril), le lait a une teneur réduite en matières grasses et en protéines, et en octobre-novembre, elle est maximale.

La graisse sous forme de boules d'un diamètre de 1 à 20 microns (la quantité principale - d'un diamètre de 2 ... 3 microns) forme une émulsion dans le lait non refroidi et dans le lait réfrigéré - une dispersion avec de la graisse partiellement durcie. La matière grasse du lait est représentée principalement par des triglycérides mixtes, au nombre de plus de 3000. Les triglycérides sont formés par les résidus de plus de 150 acides gras saturés et insaturés. La matière grasse du lait est accompagnée de substances similaires aux matières grasses : phospholipides et stérols. Les phospholipides sont des esters de glycérol, d'acides gras de haut poids moléculaire et d'acide phosphorique. Contrairement aux triglycérides, ils ne contiennent pas d'acides gras saturés de bas poids moléculaire, mais les acides polyinsaturés prédominent. Les plus courants dans le lait sont la lécithine et la céphaline.

Les protéines du lait (3,05 ... 3,85 %) sont hétérogènes en composition, teneur, propriétés physico-chimiques et valeur biologique. Il existe deux groupes de protéines dans le lait qui ont des propriétés différentes : la caséine et les protéines de lactosérum. Le premier groupe précipite lorsque le lait est acidifié à pH 4,6 à 20C, l'autre reste dans le sérum dans les mêmes conditions.

La caséine, qui représente 78 à 85 % de la teneur totale en protéines du lait, se présente sous forme de particules colloïdales, ou micelles ; les protéines de lactosérum sont présentes dans le lait à l'état dissous, leur quantité varie de 15 à 22% (environ 12% d'albumine et 6% de globuline). Les fractions de caséine et les protéines de lactosérum diffèrent par leur poids moléculaire, leur teneur en acides aminés, leur point isoélectrique (IEP), leurs caractéristiques de composition et de structure.

La composition élémentaire des protéines du lait est la suivante (%) : carbone - 52 ... 53 ; hydrogène - 7, oxygène - 23, azote - 15,4 ... 15,8, soufre - 0,7 ... 1,7; la caséine contient également 0,8% de phosphore.

Les glucides du lait sont représentés par le sucre du lait (lactose) -disaccharide, constitué de molécules de glucose et de galactose, ainsi que des sucres simples (glucose, galactose), esters phosphoriques de glucose, galactose, fructose.

Le sucre du lait est contenu dans le lait sous forme dissoute dans les formes a et jB, et la « forme » est caractérisée par une solubilité plus faible que la forme. Les deux formes peuvent aller de l'une à l'autre. Le sucre du lait est environ cinq fois moins sucré que le saccharose, mais en termes de valeur nutritionnelle, il n'est pas inférieur à ce dernier et est presque entièrement absorbé par l'organisme.

Les substances minérales sont représentées dans le lait par des sels d'acides organiques et inorganiques. Les sels de calcium (teneur 100 ... 140 mg%) et le phosphore (95 ... 105 mg%) prédominent. De plus, le lait contient des oligo-éléments : manganèse, cuivre, cobalt, iode, zinc, étain, molybdène, vanadium, argent, etc. La teneur en vitamines du lait dépend de la race des animaux, de la période de lactation et d'autres facteurs.

Traitement statistique des données expérimentales

Pour obtenir un modèle mathématique du processus à l'étude, prenant en compte l'évolution de plusieurs facteurs affectant le processus, nous avons utilisé les méthodes de planification mathématique de l'expérience.

Pour mettre en œuvre l'une des directions, il fallait d'abord faire germer un grain de blé. Par conséquent, initialement au cours de ces études, la méthode optimale de préparation du grain de blé a été déterminée. Parallèlement, les exigences suivantes ont été imposées à ce procédé : le mode de préparation du grain ne doit pas avoir d'impact négatif sur sa valeur nutritionnelle et biologique ; la méthode doit être simple et peu chronophage ; sa mise en œuvre ne doit pas nécessiter d'équipements coûteux et complexes ni de personnel supplémentaire, de sorte que, si nécessaire, toute entreprise puisse effectuer la germination avec un rééquipement minimal et des coûts financiers minimes.

Comme le montre l'analyse des données de la littérature, traditionnellement pour disperser afin d'obtenir une masse de grains, le grain est soumis à un trempage pendant 6-48 heures, qui s'accompagne de la germination initiale du grain. La direction principale des processus biochimiques dans le caryopse en germination est l'hydrolyse intensive des composés de haut poids moléculaire déposés dans l'endosperme et leur transformation en un état soluble, disponible pour alimenter la pousse en développement.

Cependant, la formation de nutriments qui augmentent la valeur nutritionnelle des grains germés ne se produit pas immédiatement. Le stade initial de germination (germination latente, ou fermentation) s'accompagne d'une diminution des substances de bas poids moléculaire consommées par l'embryon en croissance. Ainsi, lors d'un trempage de 12 heures, la teneur en sucre du grain est réduite de près de 1,5 fois et la teneur en dextrine d'environ 1,7 fois. La teneur en vitamine C aux premiers stades de la germination est réduite de près de 1,5 fois. Mais les expériences montrent qu'après 12 heures de trempage du grain, la teneur en sucres et en dextrines des échantillons étudiés a commencé à augmenter.

Par conséquent, l'étape suivante de la germination des grains s'accompagne de l'accumulation de substances de bas poids moléculaire, notamment des vitamines, en raison d'une augmentation de l'activité enzymatique conduisant à l'hydrolyse de composés de haut poids moléculaire. Cependant, un trempage trop long (plus d'une journée) entraîne le développement intensif de la microflore bactérienne, des moisissures, l'apparition d'une forte odeur aigre. Par conséquent, après avoir analysé toutes les informations, les paramètres suivants de préparation des grains ont été adoptés : durée de trempage - 24 heures ; la température de l'eau de trempage est de 25C.

Un tel trempage assure la germination initiale du grain avec la formation de nutriments et n'augmente pas de manière significative la microflore du grain. 3.2 Obtention de suspensions de céréales. Détermination de la température initiale, intervalles d'échantillonnage

La tâche principale des études expérimentales était de déterminer la durée possible du traitement par cavitation du grain et d'identifier les intervalles d'échantillonnage pour d'autres études en laboratoire. Pour résoudre ce problème, des essais ont été menés pour obtenir des suspensions de grains.

Le traitement par cavitation du grain a été effectué sur la base de l'entreprise LLC Tekhnokompleks située à l'adresse de la ville de Barnaul, rue Karagandinskaya, maison 6.

Au moment où l'ouverture du rotor est bloquée par les parois latérales du stator, une forte augmentation de pression se produit sur toute la longueur des ouvertures cylindriques du rotor (choc hydraulique direct), ce qui favorise l'"effondrement" des bulles de cavitation dans la zone A.

Dans la zone B, une surpression constante favorise l'« effondrement » intensif des bulles de cavitation. Comme déjà discuté dans la section 1.1, la fermeture des bulles de cavitation contribue à la destruction du grain.

Le processus de broyage a été effectué en mode recirculation. Le rapport des parties solides et liquides était de 1: 2. L'augmentation de la fraction solide dans le mélange est impossible en raison des caractéristiques techniques de l'unité de cavitation. Une augmentation de la phase liquide est peu pratique du point de vue de la valeur nutritionnelle du produit obtenu.

Pour les expériences, nous avons utilisé de l'eau du robinet froide ordinaire, dont la température était de 20°C. La modification de la température initiale est peu pratique, car elle nécessite des investissements matériels supplémentaires et du temps consacré au chauffage ou au refroidissement, ce qui allongera considérablement le processus technologique et augmentera le coût du produit final. Des études expérimentales ont montré que la durée possible du traitement de cavitation des grains de blé est de 5 minutes pour les suspensions eau-grains et lait-grains et de 5,5 minutes pour une suspension de grains de blé germés. Dans ce cas, la température finale des suspensions de grains a atteint 60-65C.

Le traitement ultérieur du grain est impossible, car au cours du broyage par cavitation, la viscosité du produit augmente considérablement, ce qui, à la fin du processus, acquiert la consistance de la pâte, ce qui empêche le tuyau d'aspiration de l'installation pour aspirer le mélange traité et le processus s'arrête.

Etude de l'effet du traitement de cavitation sur l'acidité

Modifications de l'acidité des suspensions de grains pendant la cavitation En analysant les résultats, on peut conclure qu'à la suite de la cavitation, l'acidité des produits au cours de la première minute du traitement de cavitation augmente fortement par rapport à la valeur initiale de 2 à 2,5 fois. Mais plus loin dans le processus, il diminue à 1,6 degrés dans une suspension de grains d'eau, à 2,1 degrés dans une suspension de grains de blé germés et à 2,4 degrés dans une suspension de grains de lait.

Ceci peut s'expliquer par le fait que le début de la cavitation s'accompagne de la génération de radicaux libres OH-, NCb-, N-, ainsi que des produits finaux de leurs recombinaisons H2C2, HNCb, HNO3, qui acidifient le milieu. Mais comme à la suite de la pulsation et de l'effondrement d'une bulle de cavitation, environ 310 paires de radicaux se forment, principalement OH-, et l'hydrogène formé au cours du processus est partiellement volatilisé, alors au fur et à mesure que le processus progresse, le nombre de groupes hydroxyle augmente , ce qui conduit à l'alcalinisation du milieu et l'acidité diminue.

Les glucides sont les principales ressources énergétiques concentrées dans les cellules de l'endosperme du caryopse. En termes de quantité de glucides facilement digestibles, les produits fabriqués à partir de céréales occupent la première place parmi les autres produits d'alimentation humaine. L'importance des glucides dans le processus technologique de transformation des céréales et, en particulier, lors de l'utilisation des céréales dans le processus de préparation de la pâte est très grande.

Dans ce travail, nous avons étudié l'effet du traitement par cavitation hydro-impulsionnelle sur la modification du complexe glucidique du grain de blé. Pour évaluer les changements en cours, la teneur en amidon, dextrines, saccharose et sucres réducteurs a été déterminée.

L'amidon joue le rôle le plus important dans le processus de pétrissage de la pâte et de cuisson du pain. Les résultats des études, présentés à la figure 3.5, indiquent que le traitement par cavitation hydro-impulsionnelle du grain contribue à la destruction de l'amidon qu'il contient.

La diminution maximale de la quantité d'amidon est observée dans une suspension de grains de blé germés. Cela est dû au fait qu'à la suite de la germination, l'action des enzymes du grain est fortement augmentée, le processus de dissolution des substances complexes déposées dans l'endosperme commence par la formation de substances plus simples. En conséquence, l'amidon est converti en dextrines et en maltose. Par conséquent, même avant que le grain germé ne soit utilisé pour le traitement de cavitation, la teneur en amidon était de 6 à 8 % inférieure à celle du grain de blé d'origine et la fraction massique de dextrines était plus élevée.

La teneur en saccharose dans le grain est insignifiante, et la teneur en glucose et en fructose dans le grain, normalement mûri et stocké dans des conditions de faible humidité, est négligeable. Il n'augmente significativement que pendant la germination. Par conséquent, une augmentation significative des sucres dans les suspensions pendant le processus de cavitation était particulièrement importante. Les résultats de ces changements sont présentés dans les figures 3.7 et 3.8. 1.2 je 3 4 5

Modifications de la teneur en saccharose La teneur en sucres réducteurs a augmenté de manière particulièrement significative pendant la cavitation : 5 à 7 fois par rapport aux valeurs initiales, tandis que la quantité de saccharose n'a augmenté que de 1,2 à 1,5 fois. Premièrement, c'est parce que les sucres réducteurs sont le produit final de l'hydrolyse de l'amidon. Deuxièmement, parallèlement à la décomposition de l'amidon, lorsqu'il est chauffé en présence d'une petite quantité acides alimentaires l'hydrolyse du saccharose se déroule elle-même avec la formation de sucres réducteurs (glucose, fructose).

La partie principale des sucres de grain est le trisaccharide de raffinose, le glucodifructose et les glucofructanes, qui sont des oligosaccharides facilement hydrolysés de divers poids moléculaires. Apparemment, ce sont eux qui, lors de l'hydrolyse lors de la cavitation, ont fourni une augmentation de la quantité de saccharose.

L'augmentation de la teneur en sucres de la suspension de céréales laitières par rapport aux produits céréaliers aqueux était apparemment influencée par le sucre contenu dans le lait lui-même.

Ainsi, le traitement par cavitation du grain de blé provoque des changements positifs significatifs dans la structure de son complexe glucidique. L'importance de ce fait est due au fait qu'avec la dispersion traditionnelle des grains, le degré de broyage des grains ne fournit pas l'intensité appropriée de la formation de sucre et de gaz pendant la fermentation de la pâte. Pour améliorer la qualité de la pâte de grains, il est proposé d'ajouter du sucre, des concentrés de phosphatides, des tensioactifs (lécithine, sucre gras). On peut supposer que l'utilisation de cette technologie en boulangerie permettra une fermentation intensive de la pâte sans ajout d'additifs supplémentaires, mais uniquement aux dépens des sucres du grain. 3.7 Détermination de la teneur en protéines

Comme vous le savez, environ 25 à 30 % des besoins du corps humain en protéines sont couverts par les produits de la transformation des céréales. Dans le même temps, ce sont les fractions protéiques qui déterminent les propriétés technologiques des produits de transformation des céréales, la capacité à produire du pain de haute qualité et Pâtes... Il est donc tout à fait compréhensible que l'étude des protéines des grains en cours de cavitation soit l'une des tâches les plus importantes.

Des études sur l'effet du traitement de cavitation acoustique sur la teneur totale en protéines, menées par S.D. Shestakov, indiquent son augmentation. Selon sa théorie, lorsque l'eau activée par cavitation interagit avec une masse broyée contenant des protéines animales ou végétales, une réaction intense de son hydratation se produit - la combinaison de molécules d'eau avec un biopolymère, la fin de son existence indépendante et sa transformation en une partie de cette protéine. Selon l'académicien V.I. l'eau ainsi liée devient partie intégrante des protéines, c'est-à-dire qu'elle augmente naturellement leur masse, puisqu'elle se combine avec elles grâce à l'action de mécanismes similaires à ceux qui se déroulent dans la nature vivante lors du processus de leur synthèse.

Étant donné que les études sur l'effet de la cavitation hydro-impulsionnelle sur la teneur en protéines dans les suspensions de grains n'ont pas été menées auparavant, il était nécessaire d'identifier le degré de cet effet. Pour cela, la teneur en protéines dans les échantillons sélectionnés du produit céréalier a été déterminée selon la méthode standard. Les résultats des déterminations sont présentés à la figure 3.9.

Contrôle de production de la technologie de production de pain à l'aide d'une suspension de grains d'eau

Les résultats d'études approfondies sur l'utilisation d'une suspension eau-grains de grains de blé germés comme composant de recette de pain ont montré que son utilisation permet d'obtenir des produits de boulangerie à haute teneur la valeur nutritionnelle, avec de bonnes caractéristiques organoleptiques et physico-chimiques.

Des tests de production de la technologie proposée ont été effectués dans la boulangerie de l'état d'urgence "N.M. Toropchina" (Annexe 4)

L'évaluation des paramètres organoleptiques et physico-chimiques du pain fini présenté dans le tableau 4.5 a été réalisée selon les méthodes standards données au chapitre 2.

Sur la base d'une boulangerie en fonctionnement, état d'urgence "Toropchina NM", situé sur le territoire de l'Altaï, district de Pervomaisky, avec. Logovskoe, st. Titova, maison 6a, la production de pain de céréales à base de suspension eau-grain est organisée.

La boulangerie produit du pain à partir de farine de blé de première qualité, de pains tranchés, de fines de boulangerie. La productivité de la boulangerie est de 900 kg/jour de produits de boulangerie. La zone de cette boulangerie vous permet de placer une ligne pour la production de pain aux céréales. Matières premières - la farine est fournie par LLC "Melnitsa", située dans le village de Sorochy Log, grain - SPK "Bugrov et Ananyin".

Le pain aux céréales sera vendu dans une boulangerie et dans plusieurs commerces situés à proximité. Il n'y a pas de concurrents importants pour le pain aux céréales, car il n'y a pas d'entreprises fabriquant de tels produits.

Boulangerie PE "Toropchina N.M." au cours de ses travaux, il a compensé son coût initial. La valeur résiduelle est de 270 mille roubles. La production de pain de céréales représente un sixième de la production de la boulangerie. Ainsi, un sixième du coût du bâtiment revient à la ligne de production de pain aux céréales. Cela s'élève à 45 mille roubles. Pour la production de pain de céréales à base d'une suspension eau-grains, il est nécessaire d'acquérir les équipements technologiques suivants : une unité de cavitation pour le broyage des matières organiques (disperseur de Petrakov), un disperseur Binatone MGR-900, un bain de trempage. Le reste de l'équipement se trouve dans l'entreprise et peut être utilisé dans la production de pain aux céréales.

L'amortissement est calculé en fonction de la durée d'utilité d'une immobilisation corporelle. Les bâtiments et structures appartiennent au 6e groupe d'amortissement avec une durée de vie utile de 10 à 15 ans, puisque le bâtiment n'est pas neuf. La durée de vie utile du bâtiment est de 12 ans. Le matériel appartient au 5ème groupe d'amortissement avec une durée de vie de 7 à 10 ans.

Pour la préparation de galettes et galettes de céréales, il a été proposé de remplacer le lait et la farine par une suspension lait-grain. Le calcul de la recette des produits céréaliers était basé sur la quantité de lait 1040 g pour les crêpes et 481 g pour les crêpes. Le traitement par cavitation des grains de blé avec du lait étant réalisé dans un rapport de 1:2, les grains ont été prélevés deux fois moins, soit 520g pour les crêpes et 240g pour les crêpes. Le reste de la matière première a été pris dans la même quantité que dans la recette originale. Cependant, la teneur en humidité de la crêpe et de la pâte à crêpes doit être de 65 à 75 %. Par conséquent, si nécessaire, il est possible d'ajouter une petite quantité de farine pour obtenir la pâte avec une consistance optimale. La quantité d'additif a été calculée sur la base de la teneur en humidité de la matière première. Ainsi, la recette des crêpes aux céréales et des crêpes est la suivante.

La suspension, la levure et le sucre ont été dosés sur la pâte, la pâte a été pétrie et mise au thermostat à 32°C pour une fermentation de 90 minutes. Une fois le temps de fermentation de la pâte écoulé, toutes les matières premières restantes y ont été ajoutées selon la recette et la pâte a été pétrie.

Ensuite, des crêpes et des crêpes ont été cuites. Les crêpes et les crêpes ont été cuites sur une cuisinière de laboratoire, dans une poêle à une température moyenne de 270 C. Le temps de cuisson d'une crêpe était en moyenne de 1,5 minutes, le temps de cuisson d'une crêpe était de 3 minutes.

À la suite de la cuisson, nous avons constaté qu'il était impossible de faire des crêpes à partir de la dernière suspension. En versant la pâte sur ces suspensions dans le moule, elle mousse, s'étale, colle, ne se détache pas du moule.