Развитие процесса изготовления бисквитного полуфабриката с целью повышения качества продукции тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.18.12, кандидат технических наук Афанасьев, Игорь Константинович

• Афанасьев, Игорь Константинович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Афанасьев, Игорь Константинович

Введение.

Глава 1. Обзор научно-технической литературы.

1.1. Современные машинные технологии приготовления бисквитных тортов.

1.2. Методы диагностики сложных технологических систем.

1.3. Теоретические основы формирования пенистых структур.

1.4. Современные физико-механические методы оценки технологических свойств бисквитных полуфабрикатов.

1.5. Задачи исследования.

Глава 2. Системное исследование известной машинной технологии бисквитных тортов с периодическим процессом тестообразования.

2.1. Машинная технология бисквитных тортов как система процессов.

2.2. Оценка уровня организации известной машинной технологии бисквитных тортов.

2.3. Оценка качества функционирования процесса образования бисквитного полуфабриката.

2.4. Краткие выводы.

Глава 3. Исследование процесса образования пористой структуры бисквитного теста.

3.1. Теоретическое исследование пористой структуры бисквитного теста.

3.2. Экспериментальное исследование кинетики насыщения бисквитного теста воздушной фазой.

3.3. Оптимизация технологических свойств бисквитного полуфабриката.

3.4. Краткие выводы.

Глава 4. Адаптация машинной технологии при организации производства бисквитных тортов.

4.1. Новые технические решения и прогрессивные разработки в производстве бисквитного полуфабриката.

4.2. Машино-аппаратурная схема линии, обеспечивающей высокую организацию производства бисквитных тортов.

4.3. Краткие выводы.

Глава 5. Системное исследование новой, адаптированной машинной технологии бисквитных тортов.

5.1. Оценка уровня организации адаптированной машинной технологии бисквитных тортов.

5.2. Краткие выводы.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Развитие процесса изготовления бисквитного полуфабриката с целью повышения качества продукции»

Актуальность работы. За последние годы как в странах Западной Европы и Северной Америки, так и в России получает все большее распространение способ производства мучных кондитерских изделий, в том числе тортов, в небольших комбинатах, пекарнях, булочно-кондитерских магазинах и супермаркетах. Этот сегмент рынка в России демонстрировал устойчивый рост за период с 2000 по 2004 год [58].

Объемы производства тортов и пирожных

180 -т—

160 —

140 — х 120 — о

100 - — g 80 - — 2 60 — 40 — 20 — 0 — 2000

Важным процессом, применяемым в пищевой промышленности, является пенообразование. При взбивании смеси меланжа с сахаром образуется газожидкостная система с высокой долей воздушной фазы. Эта способность к пе-нообразованию используется для производства основы бисквитных тортов -выпеченных бисквитных полуфабрикатов. Продукты с высоким содержанием воздушной фазы обладают рядом ценных для организма человека свойств. Благодаря пористой структуре изделие легче смачивается слюной во рту, легче усваивается и имеет более приятный вкус.

2001

2002 Год

170

2003

2004

При разработке новых аппаратов для производства продуктов с высоким содержанием воздушной фазы необходимо учитывать различные методы интенсификации технологических процессов. Для создания условий, обеспечивающих получение высококачественных продуктов с высоким содержанием воздушной фазы и снижение издержек производства, решающее значение имеет максимальная механизация, автоматизация и интенсификация производственных процессов. Однако все эти мероприятия могут быть применены на практике только после всестороннего изучения свойств сырья, полуфабрикатов и готовой продукции, разработки объективных методов определения качества продукции и исследования новых физических способов обработки, позволяющих ускорить или усовершенствовать процесс.

Машины, применяемые в настоящее время в кондитерской промышленности на стадиях гомогенизации и диспергирования, имеют ряд серьезных недостатков и не удовлетворяют современным требованиям по производительности и качеству продукции. К этим недостаткам относится и повышенная чувствительность процессов протекающих в ведущем оборудовании к колебаниям входных параметров сырья. Это обусловлено нестабильностью процесса и как следствие невысоким качеством получаемого бисквитного полуфабриката и его пористой структуры. Из-за неоднородности пористой структуры бисквитного полуфабриката, при дозировании происходит отклонение его массы. В случае снижения массы заготовки ниже нормы, требуется компенсировать недостачу массы заготовки путем добавления дорогостоящего крема, что приводит к увеличению себестоимости продукции. Результаты диагностики свидетельствуют о неустойчивости технологического потока. Исследованная система находится в области плохо организованных суммативных систем. Поэтому задача совершенствования существующих конструкций, например за счет организации интенсивного диспергирования и гомогенизации воздушной фазы, обеспечивающего повышение однородности пористой структуры, является актуальной.

Цель работы. Целью работы является снижение чувствительности ведущего процесса в производстве бисквитных тортов — изготовления бисквитного полуфабриката, т.к. колебания выходных параметров бисквитных полуфабрикатов приводят, в частности, к перерасходу дорогостоящего сырья.

Научная новизна. разработана классификация пространственных структур пористого бисквитного теста; количественно оценены уровни организации известной и модернизированной машинной технологии изготовления бисквитных тортов; количественно оценено качество функционирования процесса образования бисквитного теста по точности "и устойчивости; предложен комплексный показатель качества пористой структуры бисквитного полуфабриката; установлены закономерности влияния на пористую структуру бисквитного полуфабриката технологических факторов; установлены закономерности влияния на пористую структуру бисквитного полуфабриката конструктивных факторов.

Практическая значимость.

- разработана методика определения параметров пористой структуры бисквитного полуфабриката с помощью ЭВМ;

- определены оптимальные параметры процесса изготовления бисквитного полуфабриката;

- усовершенствован способ производства бисквитного полуфабриката;

- реализована новая конструкция взбивальной машины;

- получен патент на изобретение: «Устройство для взбивания кондитерской массы».

- Результаты проделанной работы были успешно реализованы в ходе испытаний и практического применения новой конструкции машины для взбивания бисквитного теста на предприятии ООО «Кондитерский комбинат Чертаново», г.Москва.

Апробация работы.

Основные положения диссертации доложены и обсуждены на III Юбилейной международной выставке-конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» (2005 г.), IV международной конференции-выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (2006 г.), V юбилейной школе-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (2007 г.) в Московском государственном университете пищевых производств.

Публикации результатов исследования.

1. Афанасьев, И.К. Технология бисквитных тортов как система процессов [Текст] / И.К. Афанасьев, О.А. Ураков // Сборник докладов молодых ученых МГУПП. III Юбилейная международная выставка-конференция «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства их реализации» Часть II: МГУПП. - Москва, 2005 г. - С. 113-116.

2. Афанасьев, И.К. Теоретические основы процесса формирования пористой структуры теста бисквитного полуфабриката [Текст] / И.К. Афанасьев, О.А. Ураков // Сборник докладов IV международной конференции-выставки «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации». Часть III: МГУПП. - Москва, 2006. -С. 44-47.

3. Афанасьев, И.К. Определение показателей качества пористых пищевых сред с помощью ЭВМ [Текст] / И.К. Афанасьев, О.А. Ураков,

Н.М. Панфилов // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2006. - №12. - С. 66-67.

4. Афанасьев, И.К. Интегральная оценка качества выпеченного бисквитного полуфабриката [Текст] / И.К. Афанасьев, В.А. Панфилов, О.А. Ураков // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2007. - №3. - С. 57—58.

5. Афанасьев, И.К. Зависимость качества бисквитного полуфабриката от технологических факторов [Текст] / И.К. Афанасьев, О.А. Ураков // Сборник докладов V юбилейной школы-конференции с международным участием «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации»: МГУПП. - Москва, 2007. - С. 10-11.

6. Пат. 2306704 Российская Федерация, МПК А 21 С 1/04, 1/10. Устройство для взбивания кондитерской массы [Текст] / Афанасьев И.К. и др.; заявитель Афанасьев И.К., патентообладатель ГОУВПО МГУПП. -№2006121370/13; заявл. 19.06.2006; опубл. 27.09.2007, Бюл. №27. -4 е.: ил.

7. Афанасьев, И.К. Оптимизация процесса образования пористой структуры бисквитного полуфабриката [Текст] / И.К. Афанасьев // Хранение и переработка сельхозсырья. - 2008. - №10. - С. 44-46.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 175 страницах машинописного текста, содержит 34 рисунка и 6 таблиц. Список литературы включает 77 наименований. Приложения к диссертации представлены на 27 страницах.

Заключение диссертации по теме «Процессы и аппараты пищевых производств», Афанасьев, Игорь Константинович

Выводы

1. Разработана классификация структур бисквитного теста, которая показала, что наиболее устойчивая кубо-додекаэдрическая структура наблюдается при объемной доле воздушной фазы более 74%.

2. Выполнена диагностика известной технологической системы, что позволило определить подсистему вносящую наибольший вклад в нестабильность технологической системы: подсистему образования пористой структуры бисквитного теста.

3. Количественно оценено качество функционирования процесса образования бисквитного теста по точности и устойчивости, которое показало, что наибольшее влияние на качество работы подсистемы оказывает оператор II - образования сахарно-меланжевой смеси.

4. Разработана методика определения параметров пористой структуры бисквитного полуфабриката с помощью ЭВМ, использованная для количественной оценки качества пористой структуры бисквитного полуфабриката.

5. Установлены закономерности влияния на пористую структуру бисквитного полуфабриката технологических факторов, позволившие определить оптимальные параметры технологического процесса.

6. Установлены закономерности влияния на пористую структуру бисквитного полуфабриката конструктивных факторов, позволившие определить оптимальную конструкцию новой машины.

139

7. Количественно оценены уровни организации известной и модернизированной машинной технологии изготовления бисквитного полуфабриката, из которых видно, что снижение чувствительности и стабилизация процессов в технологической линии производства бисквитных тортов привели к ее вхождению в область высокоорганизованных систем, которые целесообразно автоматизировать.

8. Предложен способ производства бисквитного полуфабриката, реализованный в новой конструкции взбивальной машины, на которую получен патент на изобретение: «Устройство для взбивания кондитерской массы».

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Афанасьев, Игорь Константинович, 2010 год

1. Абрамзон, А.А. Поверхностно-активные вещества. Свойства и примеры Текст. / А.А. Абрамзон. Л.: Химия, 1975. - 278 с.

2. Большая советская энциклопедия Текст.: в 30 т. / гл. ред. A.M. Прохоров. 3-е изд. — М.: «Советская энциклопедия», 1969-78.

3. Воюцкий, С.С. Курс коллоидной химии Текст. / С.С. Воюцкий. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Химия, 1975. - 512 с.

4. ГОСТ 21094-75. Хлеб и хлебобулочные изделия. Метод определения влажности Текст. Введ. 1976-07-01. - М.: Изд-во стандартов, 2006. - 3 с.

5. ГОСТ 5669-96. Хлебобулочные изделия. Метод определения пористости Текст. Введ. 1997-08-01. - М.: Изд-во стандартов, 1996. - 5 с.

6. ГОСТ 5900-73. Изделия кондитерские. Методы определения влаги и сухих веществ Текст. Взамен ГОСТ 5900-63 ; введ. 1975-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 2004. - 5 с.

7. ГОСТ 17435-72. Линейки чертежные. Технические условия Текст. Взамен ГОСТ 5093-49, ГОСТ 12646-67 ; введ. 1974-01-01. - М.: Изд-во стандартов, 1981,- 19 с.

8. Грачев, О.С. Исследование пенообразных структур методом микрофотографирования Текст. / О.С. Грачев, А.И. Старичков, С.А. Мачихин // Реф.сб.: ЦНИИТЭИПИЩЕПРОМ. 1976. - №6.

9. Грачев, О.С. Определение основных показателей пенообразных масс и оценка их качества Текст. / О.С. Грачев, А.И. Старичков, С.А. Мачихин // Реф.сб.: ЦНИИТЭИПИЩЕПРОМ. 1976. - №5.

10. Дерягин, Б.В. Коллоидный журнал Текст. Т.23 / Б.В. Дерягин. 1961. -№3 - с. 361-362

11. Драгилев, А.И. Оборудование для производства мучных кондитерских изделий Текст. / А.И Драгилев. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Агропромиз-дат, 1989.-320 с.

12. Драгилев, А.И. Технологическое оборудование предприятий перерабатывающих отраслей АПК Текст. / А.И Драгилев, B.C. Дроздов. М.: Колос, 2001.-352 с.

13. Драгилев, А.И. Технология кондитерских изделий Текст. / А.И Драгилев, И.С. Лурье. М.: Дели, 2001. - 484 с.

14. Драгилев, А.И. Основы кондитерского производства Текст. / А.И Драгилев, Г.А. Маршалкин. М.: Колос, 1999. - 448 с.

15. A.В. Зубченко. Воронеж: ВГТА, 1999. - 432 с.

16. Изделия кондитерские: Методика испытаний : сборник. М.: ИПК Издательство стандартов, 1998. - 103 с.

17. Измайлова, В.Н. Структурообразование в белковых системах Текст. /

18. B.Н. Измайлова, П.А. Ребиндер М.: Наука, 1974. - 268 с.

19. Измерения в промышленности. Справ, изд. Текст. : в 3-х кн. : [пер. с нем.] / / под. ред. П. Профоса. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1990.

20. Кафаров, В.В. Математическое моделирование основных процессов химических производств Текст. / В.В. Кафаров, М.Б. Глебов. М.: Высшая школа, 1991.-400 с.

21. Кетков, Ю. MATLAB 6.x: программирование численных методов Текст. / Ю. Кетков, А. Кетков, М. Шульц. СПб.: БХВ-Петербург, 2004. - 672 с.

22. Коллоидная химия Текст. / под ред. акад. В.А. Каргина. М.: Высшая школа, 1959.-265 с.

23. Конспект общего курса коллоидной химии по лекциям акад. Ребиндера П.А. Текст. / сост. К.А. Поспелова. М.: Издательство МГУ, 1950. - 112 с.

24. Корн, Г. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Определения, теоремы, формулы Текст. / Г. Корн, Т. Корн ; под общ. ред. Арамановича И.Г. Изд. 4-е. -М.: Наука, 1978. 832 е.: ил.

25. Кругляков, П.М. Свойства тонких жидких пленок Текст. / П.М. Кругляков // Труды НПИ. Новочеркасск, 1973. - Вып. 1. - С. 67-73.

26. Кругляков, П.М. Пена и пенные пленки Текст. / П.М. Кругляков, Д.Р. Ексерова. -М.: Химия, 1990-432 с.

27. Лунин, JI.H. Классификация смесителей кондитерской промышленности Текст. / Л.Н. Лунин // Экспресс-информация: ЦНИИТЭИПИЩЕПРОМ. -1971.-№7.-с. 13-15.

28. Малахов, Н.Н. Процессы и аппараты пищевых производств Текст. / Н.Н. Малахов, Ю.М. Плаксин, В.А. Ларин. Орел: Изд. Орловского государственного технического университета, 2001. - 687 с.

29. Маршалкин, Г.А. Производство кондитерских изделий Текст. / Г.А. Маршалкин. М.: Колос, 1994. - 272 с.

30. Маршалкин, Г.А. Технологическое оборудование кондитерских фабрик Текст. / Г.А. Маршалкин. 3-е изд., перераб. и .доп. - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. -448 с.

31. Маршалкин, Г.А. Технологическое оборудование кондитерских фабрик Текст. / Г.А. Маршалкин. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. -448 с.

32. Мачихин, Ю.А. Инженерная реология пищевых материалов Текст. / Ю.А. Мачихин, С.А. Мачихин. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981.-216с.

33. Машины и аппараты пищевых производств Текст. : в 2 кн.: учеб. для вузов / С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.; под ред. акад. РАСХН В.А. Панфилова. -М.: Высшая школа, 2001. 703 с.

34. Меркин, А.П. Непрочное чудо Текст. / А.П. Меркин, П.Р. Таубе. М.: Химия, 1983.-224 е.: ил.

35. Минухин, Л.А. Расчеты сложных процессов тепло- и массообмена в аппаратах пищевой промышленности Текст. / Л.А. Минухин М.: Агропромиз-дат, 1986.- 175 с.

36. Общественное питание. Справочник кондитера Текст. / под общ. ред. М.А. Николаевой, Н.И. Номофиловой. М.: Экономические новости, 2003. -640 с.

37. Основы расчета и конструирования машин и автоматов пищевых производств Текст. / Под ред. д.т.н., проф. А.Я. Соколова. Изд. 2-е, перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1969. - 639 с.

38. Остроумов, Л.А. Классификация пен в пищевой промышленности Текст. / Л.А. Остроумов, А.Ю. Просеков // Хранение и переработка сельхозсырья. -2001.-№1.-С. 53-54.

39. Панфилов, В.А. Теория технологического потока Текст. / В.А. Панфилов. 2-е изд., исправл. и доп. - М.: КолосС, 2007. - 319 е.: ил.

40. Панфилов, В.А. Технологические линии пищевых производств: создание технологического потока Текст. / В.А. Панфилов, О.А. Ураков. М.: Пищевая промышленность, 1996. - 472 с.

41. Панфилов, В.А. Введение операторных моделей в нормативно-техническую документацию Текст. / В.А. Панфилов и др. // Мясная промышленность. — 1994.-№5.

42. Панфилов, В.А. Операторная модель системы технологических процессов Текст. / В.А. Панфилов и др. // Мясная промышленность. — 1992. №5.

43. Панфилов, В.А. Стабильность технологических потоков база высокорентабельного современного производства Текст. / В.А. Панфилов и др. // Хранение и переработка сельхозсырья. - 1999. - №8. - С. 5-7.

44. Панфилов, В.А. Целостный технологический поток база высокорентабельного современного производства Текст. / В.А. Панфилов и др. // Хранение и переработка сельхозсырья. — 1998. — №4. — С. 6-7.

45. Панфилов, В.А. Качество работы поточной линии в кондитерской промышленности. Текст. / В.А. Панфилов // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. 1979. - №7.

46. Панфилов, В.А. Оптимизация технологических систем кондитерского производства: Стабилизация качества продукции Текст. / В.А. Панфилов. -М.: Пищевая промышленность, 1980. 248 с.

47. Панфилов, В.А. Оценка стабильности процессов кондитерского производства Текст. / В.А. Панфилов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 1979. - №3.

48. Панфилов, В.А. Оценка чувствительности технологической системы кондитерского производства Текст. / В.А. Панфилов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. 1980. - №1.

49. Панфилов, В.А. Расчёт стабильности функционирования технологических систем кондитерской промышленности Текст. / В.А. Панфилов // Известия высших учебных заведений. Пищевая технология. — 1979. №6.

50. Панфилов, В.А. Системный подход к исследованию линий для кондитерской промышленности Текст. / В.А. Панфилов // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. 1979. -№3.

51. Панфилов, В.А. Совершенствование механизированных поточных линий в хлебопекарной и кондитерской промышленности Текст. / В.А. Панфилов // Хлебопекарная и кондитерская промышленность. — 1984. —№11.

52. Ребиндер, П.А. Поверхностно-активные вещества Текст. / П.А. Ребиндер -М.: Знание, 1961.-46 с.

53. Ребиндер, П.А. Поверхностные явления в дисперсных системах Текст. / П.А. Ребиндер М.: Пищевая промышленность. - 1978. - 368 с.

54. Ребиндер, П.А. Физико-химическая механика дисперсных структур Текст. / П.А. Ребиндер М.: Пищевая промышленность. - 1966. - 371 с.

55. Реометрия пищевого сырья и продуктов Текст. / Под ред. Ю.А. Мачихина. — М.: Агропромиздат, 1990.-271 с.

56. Сапонины как моющие средства. Сборник работ ВНИИЖа Текст. / Под рук.

57. A.Ф. Ломанович. Л.: Пищепромиздат, 1936. - 66 с.

58. Справочник кондитера Текст. / Под ред. к.т.н. Е.И. Журавлевой. Изд. 2-е, перераб. и доп.- М.: Пищевая промышленность, 1966. - 712 с.

59. Стабников, В.Н. Процессы и аппараты пищевых производств Текст. /

60. B.Н. Стабников и др. М.: Агропромиздат, 1985. - 503 с.

61. Таблицы математической статистики Текст. / Л.Н. Болыиев, Н.В. Смирнов. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. -416 с.

62. Талейсник, М.А. Технология мучных кондитерских изделий Текст. / М.А. Талейсник и др. М.: Агропромиздат, 1986. 224 е.: ил.

63. Тарат, Э.Я. Пенный режим и пенные аппараты Текст. / Э.Я. Тарат, И.П. Мухленов и др. Л.: Химия, 1977. - 304 с.

64. Технология кондитерских изделий Текст. / Под ред. проф., д.т.н. Г.А. Маршалкина. М.: Пищевая промышленность, 1978. - 445 с.

65. Тихомиров, В.К. Пены. Теория и практика их получения и разрушения Текст. / В.К. Тихомиров. 2-е изд., перераб. - М.: Химия, 1983. - 264 е.: ил.

66. Урьев, Н.Б. Пищевые дисперсные системы (физико-химические основы интенсификации технологических процессов) Текст. / Н.Б. Урьев, М.А. Талейсник. М.: Агропромиздат, 1985. - 296 с.

67. Урьев, Н.Б. Физико-химическая механика и интенсификация образования пищевых масс Текст. / Н.Б. Урьев, М.А. Талейсник. М.: Пищевая промышленность, 1976. — 239 с.

68. Физическая и коллоидная химия: Учебное пособие Текст. / П.М. Кругляков, Т.Н. Хаскова. 2-е издание, исправленное - М.: Высшая школа, 2007. - 319 е.: ил.

69. Фролов, Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхностные явления и дисперсные системы. Учебник для вузов Текст. / Ю.Г. Фролов 2-е изд., перераб. доп. -М.: Химия, 1988.-464 е.: ил.

70. Хаскова, Т.Н. Коллоидный журнал Текст. / Т.Н. Хаскова, П.М. Кругляков. 1989. - Том 51. — №2. — с.325-332.

71. Спецификация операторной модели технологической системы