Нан өнімдері өндірісіндегі қамырдың беттік қасиеттерінің Қызметі

Еркебаев М.Ж., Алматы технологиялық университетінің профессоры, т.ғ.д.,

Ералиева С.Ж., Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университетінің аға оқытушысы
Мақалада нан өнімдерінің беттік қасиеттерін жұмысшы органның бетіне қатысты анықтаудың тиімді тәсілі ретінде тәжірибе жасап, зерттеу арқылы анықтау ұсынылған. Беттік қасиеттерді анықтаудың зерттеу арқылы анықтау тәсілінің негізгі жақсы жағы анықталған, ол - қамыр дайындамаларының жұмысшы органның түйісу кезінде өтетін үдерістерінің жиынтығын бақылаудың мүмкін болуы. Қамырдың адгезиялық қасиеттері байқалатын үдерістер нақты анықталынған.

Осыдан нан өнімдерінің беттік қасиеттері келесі көптеген себептерге тәуелді екендігі байқалады: жұмысшы органның материалы мен оның бүдірлігіне, нан өнімдерінің бетіне қатысты оның қозғалысының жылдамдығына, бастапқы байланысушы қысым тудыратын байланыстың ұзақтығына және басқа да себепкер шарттарға тәуелді.

Беттік қасиеттерді анықтаудың зерттеу арқылы анықтау тәсілінің негізгі жақсы жағы - қамыр дайындамаларының жұмысшы органның түйісу кезінде өтетін үдерістерінің жиынтығын бақылаудың мүмкін болуы.
Нан өнімдері өндірісінің дамуы, технологияның жетілуі және жаңа тиімділігі жоғары жабдықтардың жасап шығарылуы адгезия және үйкеліс сияқты маңызды және мәнді қасиеттерді терең және жан-жақты меңгеруді талап етеді.

Адгезия дегеніміз құрылымы бойынша әртүрлі материалдардың бір-бірімен беттік байланысуындағы жабысу құбылысы, оның нәтижесінде адгезиялық байланыс қалыптасады. Адгезия мен үйкелістің табиғаты бірдей, бірақ байланысу аумағына қатысты беттік қозғалуларының бағыты әртүрлі. Адгезия – беттердің ажырауына кедергі жасайтын болса, үйкеліс – бір беттің байланысу жазықтығын екінші бетке қатысты жанай қозғалуы.

Өндірістік жағдайларда қайта өңделуші нан өнімдерінің бүдірлі жұмыс органдарына қатысты қозғалуының бағыты байланысу жазықтығына белгілі бір бұрыш асты арқылы өтуі мүмкін. Бұл жағдайда бір мезгілде үйкеліс пен адгезияның әсері бағаланады және нан өнімінің бетінің деформациясы пайда болады.

Нан өнімдері өте көп құраушылардан тұратындықтан, осы кезге дейінгі белгілі теориялар беттік қасиеттерді олардың құрамы жөніндегі мәліметтері мен көлемдік қасиеттері негізінде түсіндіре алмайды. Беттік қасиеттерді анықтаудың бір ғана тәсілі қалады, ол – тәжірибе арқылы анықтау.

Нан өнімдерінің беттік қасиеттері жұмысшы органның бетіне қатысты анықталады. Осыдан нан өнімдерінің беттік қасиеттері келесі көптеген себептерге тәуелді екендігі байқалады: жұмысшы органның материалы мен оның бүдірлігіне, нан өнімдерінің бетіне қатысты оның қозғалысының жылдамдығына, бастапқы байланысушы қысым тудыратын байланыстың ұзақтығына және басқа да себепкер шарттарға тәуелді.

Беттік қасиеттерді анықтаудың зерттеу арқылы анықтау тәсілінің негізгі жақсы жағы - қамыр дайындамаларының жұмысшы органның түйісу кезінде өтетін үдерістерінің жиынтығын бақылаудың мүмкін болуы. Әдеттегідей, жұмысшы орган мен нан өнімдерінің байланысу бетінің үзілуі кезінде өнімнің кейбір бөліктері оның бетінде қалып қояды. Мұндай үзілуді аралас үзілу деп атайды.

Шекті жағдайда, егер жұмысшы органның бетінде нан өнімінің ешқандай да бөлігі қалмаса, онда ол – адгезиялық үзілу, ал үзілгеннен кейін, егер жұмысшы органның бетінде нан өнімінің бір қабаты қалатын болса, онда ол – когезиялық үзілу болуы мүмкін.

Нан өнімдерінің адгезиялық қасиеттерін анықтау кезінде үзілу жүріп өтетін бетті көруге болатын болса, ал фрикциялық қасиеттерді анықтау кезінде сырғанау аумағында бір мезгілде нан өнімінің ағысы мен оның жұмысшы органның бетіне үйкелісі жайында тек қана болжап айтуға болады. Көптеген технологиялық үдерістерді жетілдіру кезінде нан өнімдерінің қасиеттерін ескеру қажет, атап айтқанда: қамырдың араластырғыштардың жұмысшы органдарына жабысуы, оны тасымалдау кезінде тасымалдағыш таспалар мен құбырларға жабысуы.

Қамыр–бұл нан өнімдері өндірісінің жартылай дайын өнімі болғандықтан, оның жабысқақтығы мен үйкелуі анағұрлым жоғары. Қамырдың мұндай қасиеттері негізінен төмендегідей үдерістерде көрінеді:

• 
  әртүрлі жұмысшы органдар арқылы тасымалданғанда;
  
• 
  бұйымға қажетті пішін беру мақсатында матрицаның қалыптағыш тесіктері арқылы бастырғанда;
  
• 
  бұйымға бедерлі сурет салу немесе қажетті пішін беру үшін басқанда;
  
• 
  қамыр дайындамаларын тасымалдағанда.
  

Қамырды илеудің әрқилы әдістері мен қамыр дайындамаларын қалыптау олардың беттік қасиеттерін айқындаушы әртүрлі физико-химиялық және биологиялық үдерістермен қатар жүреді. Бірдей қамырдан даярланған өнімдердің беттік қасиеттерінің әртүрлі болуы осыдан.

Сонымен қатар, беттік қасиеттерді анықтау кезінде бірдей жағдай жасалмайды, әрі әртүрлі әдістер мен құралдар пайдаланылады. Өз кезегінде, қамырды дайындауға және оның беттік қасиеттерін өлшеуге бірдей жағдай жасау мүмкін емес болғандықтан, қамырды дайындау шарттарын (зертханалық немесе өндірістік), өлшеу әдістерін және құрал-жабдықтарды атап көрсету керек.
Әдебиетттер:

1. 
   Иванов В.С., Калинин С.М., Мачихин Ю.А. Роль поверхностных свойств теста в производстве хлебопродуктов, М., 1990.
   
2. 
   Зимон А.Д. Адгезия пищевых масс. М., 1985.
   
3. 
   Еркебаев М.Ж., Кулажанов Т.К., Гаджиев Т.И. Реологические процессы пищевых производств //Пищевая и перерабатывающая промышленность Казахстана. - №2, Алматы, 2003. С. 20.
   
4. 
   Технологическое оборудование хлебопекарных и макаронных предприятий / Учебник для вузов по специальности «Машины и аппараты пищевых производств» и «Технология хлебопекарных, макаронных и кондитерских производств» / Б.М. Азаров, А.Т. Лисовенко, С.А. Мачихин и др. Под ред. Мачихина С.А. – М.: Агропромиздат, 1986.
   

Как правило, при разрыве поверхности контакта хлебопродукта ?? рабочим органом некоторые частицы продукта остаются на его поверхности, такой разрыв называют смешанным. Предельными случаями могут быть адгезионный отрыв, если частицы продукта не остались на поверхности рабочего органа, и когезионный отрыв, если он произошел по объему продукта.

При совершенствовании многих технологических процессов необходимо учитывать свойства продуктов: прилипание к рабочим органам смесителей (лопаткам, шнекам, лопастям разной формы, корпусу машины) , а также ? транспортным лентам, ковшам и трубам при транспортировании.

Тесто обладает большой прилипаемостью и трением, которые проявляются в основном при следующих процессах:

• 
  нагнетании различными рабочими органами: шнеками, валками, поршнями и т.п.;
  
• 
  выпрессовывание через формующие отверстия матриц или мундштуков для придания изделиям необходимой формы;
  
• 
  штампование для придания изделиям требуемой формы или нанесения рельефного рисунка;
  
• 
  транспортирование тестовях заготовок.
  

Поверхность реальных твердых тел имеет определенный рельеф. Согласно существующим представлениям его образуют макроскопические ???? размером до 10³ мкм и микронеровности, высота которых на 2-3 порядка меньше. Различают номинальную (теоретическую или геометрическую) и фактическую (реальную и истинную) площадь контакта, которая представляет собой сложную функцию условий взаимодействия с тестом, природы и структуры конструкционного материала, поэтому большие затруднения вызывает определение фактической площади контакта, на величину которой оказывают различное влияние нормальное напряжение, природа контактирующих материалов, а также внешние факторы (температура, напряжение и продолжительность предварительного контакта). При расчете адгезионногонапряжения пищевых матреиалов обычно не учитывают изменения фактической площади контакта и принимают ее ровной или несколько меньше номинальной.

Адгезию теста с различными твердыми поверхностями рассматривают как действие межмолекулярных сил, которые значительно зависят от его ??? свойств: в начальный момент увеличивается площадь контакта за счет медленной эластической деформации, а затем пластического течения. При этом с увеличением продолжительности и напряжения контакта адгезионная прочность возрастает (табл.1).

Для определения адгезионного напряжения и удельной работы адгезии теста для бубликов продолжительность контакта выбрана от 5 до 60 с, напряжение контакта от 1,4 до 4,2 кПа. В качестве постоянных приняты площадь образца в виде пластины (7 см²), скорость отрыва (6 мм/с) и толщина слоя теста (2мм). Диапазон величин предварительного напряжения контакта был выбран из условий технологии производства.

Анализ экспериментальных данных показал, что для всех рассмотренных случаев с увеличением продолжительности и напряжения контакта адгезионное напряжение σ_ад возрастает. В первые 20 с ????? наблюдается резкий рост σ_ад, при дальнейшем увеличения продолжительности σ_ад монотонно возрастает. Например, при определении адгезии теста к образцу из дюралюминия Д-16 с увеличением продолжительности контакта от 5 до 20 с для всех напряжений предварительного контакта адгезионное напряжение увеличилось на 40 %. При увеличении продолжительности контакта от 20 до 60 с возросло на ?? . Для образца из фторопласта то же соотношение составило соответственно 25 % и

4 % . Изменение адгезионного напряжения от напряжения контакта анологично зависимости от продолжительности контакта: с увеличен?? напряжения контакта адгезионное напряжение растет. Так, при повышении напряжения контакта от 1,4 до 2,8 кПа при продолжительности контакта ?? адгезионное напряжение увеличилось на 20 %, а при росте напряжения контакта от 2,8 до 4,2 кПа при той же длительности контакта возросло только на 7 %. Для образца из фторопласта-4 то же соотношение составило 28 и ??

Такую зависимость можно объяснить тем, что при малой длительности процесса обеспечивается контакт между тестом и выступами шероховатости образца, площадь которых незначительна. При увеличении продолжиельности и напряжения контакта впадины шероховатости заполняются тестом, что повышает адгезионное напряжение и стабилизирует показатели. Этот вывод соответствует механической теории адгезии, учитывающей влияние микрорельефа поверхности образца.

Анализ исследований адгезии пищевых материалов показал, что возможны следующие направления воздействия на характеристики поверхности субстрата и поверхности адгезива:

• 
  подбор материала субстрата в зависимости от его функционального назначения для ослабления или усиления адгезионного взаимодействия с пищевым объектом (применение антиадгезионных материалов и покрыт? или материалов, обладающих повышенной адгезионной способностью);
  
• 
  создание пограничного (промежуточного) слоя путем нанесения твердо или жидкообразного покрытия на поверхность контакта (смазка маслом или мучной заваркой, подсыпка мукой или крахмалом, создание пленки конденсата и т.п.);
  
• 
  направленное изменение физического состояния поверхности адгезии (например, предварительный обдув воздухом, подсушивание или какая-дибо термовлажностная обработка);
  
• 
  внесение в пищевой продукт добавок (незначительное изменение рецептуры введением поверхностно-активных модификаторов);
  
• 
  изменение энергитических уровней поверхностей соприкосновения адгезия и субстрата (например, создание в зоне контакта двойного электрического слоя путем постоянного электрического поля).
  

a

?=