РАСЧЕТ ВРЕМЕНИ ВЫПЕЧКИ ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ В

76
ÈÇÂÅÑÒÈß ÂÓÇÎÂ. ÏÈÙÅÂÀß ÒÅÕÍÎËÎÃÈß, ¹ 5–6, 2012
Ì.Ñ. Ëîáàñîâà, Ê.À. Ôèííèêîâ, Ò.À. Ìèëîâèäîâà è äð. – Êðàñíî-
4. Àêñåëüðóä Ã.À., Ëûñÿíñêèé Â.Ì. Ýêñòðàãèðîâàíèå
(ñèñòåìà òâåðäîå òåëî – æèäêîñòü). – Ë.: Õèìèÿ, 1974. – 256 ñ.
ÿðñê: ÈÏÊ ÑÔÓ, 2009. – 295 c.
Ïîñòóïèëà 25.01.12 ã.
3.
Òåïëîìàññîîáìåí [Ýëåêòðîííûé ðåñóðñ]: Êóðñ ëåêöèé /
MATHEMATICAL MODEL OF EXTRACTION PROCESS BY A LIQUID DIOXIDE CARBON
FROM VEGETATIVE RAW MATERIALS IN THE FORM OF AN UNLIMITED PLATE
YU.I. SHISHATSKY, S.YU. PLYUKHA, S.S. IVANOV
Voronezh State University of Engineering Technologies,
19, Revolution av., Voronezh, 394036; fax: (473) 255-42-67, e-mail: [email protected]
The mathematical model of extraction process is constructed by a liquid dioxide carbon from vegetative raw materials in the
form of an unlimited plate. Check on adequacy to experimental data is executed.
Key words: object of extraction, unlimited plate, field of concentration.
635.621.637.5.04/07.637.524.5
ÐÀÑ×ÅÒ ÂÐÅÌÅÍÈ ÂÛÏÅ×ÊÈ ÕËÅÁÎÁÓËÎ×ÍÛÕ ÈÇÄÅËÈÉ
 ÇÀÂÈÑÈÌÎÑÒÈ ÎÒ ÐÀÇÌÅÐÎÂ È ÒÎËÙÈÍÛ ÎÁÐÀÇÎÂÀÍÍÎÉ ÊÎÐÊÈ
Â.Å. ÊÓÖÀÊÎÂÀ, Ñ.Â. ÔÐÎËÎÂ, Ò.Â. ØÊÎÒÎÂÀ
Ñàíêò-Ïåòåðáóðãñêèé íàöèîíàëüíûé èññëåäîâàòåëüñêèé óíèâåðñèòåò èíôîðìàöèîííûõ òåõíîëîãèé, ìåõàíèêè è îïòèêè,
197101, ã. Ñàíêò-Ïåòåðáóðã, Êðîíâåðêñêèé ïð-ò, 49; ýëåêòðîííàÿ ïî÷òà: [email protected]
Ïðåäëîæåíû ìåòîäû ðàñ÷åòà êèíåòèêè ïðîöåññà îáðàçîâàíèÿ êîðêè ïðè âûïå÷êå õëåáîáóëî÷íûõ èçäåëèé è ïðîàíàëèçèðîâàíû ñâÿçàííûå ñ íèìè çàêîíîìåðíîñòè, ïîçâîëÿþùèå ðàññ÷èòûâàòü ñîáñòâåííî âðåìÿ âûïå÷êè. Ðàçðàáîòàííûå
ìåòîäû îáëàäàþò ñâîéñòâîì îáùíîñòè è ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ âñåõ âèäîâ âûïåêàåìûõ èçäåëèé.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ïðîäîëæèòåëüíîñòü âûïå÷êè õëåáîáóëî÷íûõ èçäåëèé, îáðàçîâàíèå êîðêè õëåáîáóëî÷íûõ èçäåëèé,
òåïëîïðîâîäíîñòü.
Äëèòåëüíîñòü âûïå÷êè õëåáîáóëî÷íûõ èçäåëèé çàâèñèò îò ðÿäà ôàêòîðîâ: ìàññû è ôîðìû èçäåëèÿ, ìåòîäîâ òåïëîïðîâîäà, ñâîéñòâ òåñòà è äð.  íàñòîÿùåå âðåìÿ äëèòåëüíîñòü ïðîöåññà âûïå÷êè îïðåäåëÿåòñÿ â îñíîâíîì ýêñïåðèìåíòàëüíûì ïóòåì, íàëè÷èå æå ìåòîäîâ ðàñ÷åòà ïîçâîëÿåò îïòèìèçèðîâàòü íå òîëüêî ïðîöåññ âûïå÷êè, íî è êà÷åñòâî ãîòîâîãî èçäåëèÿ. Çíà÷èòåëüíóþ ðîëü â ïðîöåññå âûïå÷êè è ôîðìèðîâàíèè êà÷åñòâà èçäåëèÿ èãðàåò îáðàçîâàíèå êîðêè.
Öåëü íàñòîÿùåãî èññëåäîâàíèÿ – ðàçðàáîòàòü ìåòîäû ðàñ÷åòà êèíåòèêè ïðîöåññà îáðàçîâàíèÿ êîðêè ïðè
âûïå÷êå õëåáîáóëî÷íûõ èçäåëèé è ðàññìîòðåòü ñâÿçàííûå ñ íèìè çàêîíîìåðíîñòè, ïîçâîëÿþùèå ðàññ÷èòûâàòü ñîáñòâåííî âðåìÿ âûïå÷êè. Ïðåäëîæåííûå ìåòîäû îáëàäàþò ñâîéñòâîì îáùíîñòè è ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ âñåõ âèäîâ èçäåëèé.
Îáðàçîâàíèå êîðêè ïðè âûïå÷êå õëåáà ïðîèñõîäèò,
íà íàø âçãëÿä, ñëåäóþùèì îáðàçîì. Ïî äîñòèæåíèè
ïîâåðõíîñòüþ âûïåêàåìîé òåñòîâîé çàãîòîâêè (ÂÒÇ)
òåìïåðàòóðû èñïàðåíèÿ âëàãè tèñï = 100°C ïîÿâëÿåòñÿ è
íà÷èíàåò äâèãàòüñÿ âãëóáü ÂÒÇ ôðîíò èñïàðåíèÿ âëàãè.
Òåïëîòà èñïàðåíèÿ âëàãè ïîäâîäèòñÿ ê ôðîíòó òåïëîïðîâîäíîñòüþ ÷åðåç îáðàçîâàâøóþñÿ êîðêó.  ìîìåíò
îêîí÷àíèÿ ïðîöåññà âûïå÷êè òîëùèíà êîðêè ðàâíà D, ì. Ïîñêîëüêó òåïëîòà, îòâîäèìàÿ îò óæå îáðàçîâàâøåéñÿ êîðêè, ìàëà ïî ñðàâíåíèþ ñ òåïëîòîé èñïàðåíèÿ âëàãè, ìû ìîæåì åþ ïðåíåáðå÷ü è ñ÷èòàòü ðàñïðåäåëåíèå òåìïåðàòóðû â êîðêå êâàçèñòàöèîíàðíûì. Ýòî
îçíà÷àåò, ÷òî çàâèñèìîñòü òåìïåðàòóðû îò êîîðäèíàòû
ÿâëÿåòñÿ ðåøåíèåì ñòàöèîíàðíîãî óðàâíåíèÿ òåïëîïðîâîäíîñòè, ïðè ýòîì êîíñòàíòû èíòåãðèðîâàíèÿ ïîëàãàþòñÿ ôóíêöèÿìè âðåìåíè. Ïîñêîëüêó òîëùèíà
êîðêè ìàëà ïî ñðàâíåíèþ ñ ðàçìåðàìè ÂÒÇ, ìû ìîæåì
ñ÷èòàòü åå áåñêîíå÷íîé ïëàñòèíîé. Ðåøåíèåì ñòàöèîíàðíîãî óðàâíåíèÿ òåïëîïðîâîäíîñòè äëÿ áåñêîíå÷íîé
ïëàñòèíû ÿâëÿåòñÿ ëèíåéíàÿ ôóíêöèÿ. Ïóñòü x – êîîðäèíàòà, íàïðàâëåííàÿ âãëóáü ÂÒÇ, ì (íà ïîâåðõíîñòè
x = 0), ââåäåì áåçðàçìåðíóþ êîîðäèíàòó x = x/D. Ïóñòü
íà ìîìåíò âðåìåíè t áåçðàçìåðíàÿ òîëùèíà êîðêè ðàâíà d(t) (â íà÷àëå ïðîöåññà îáðàçîâàíèÿ êîðêè d = 0, â
êîíöå ïðîöåññà âûïå÷êè d = 1). Êîýôôèöèåíòû ëèíåéíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ òåìïåðàòóðû çàâèñÿò îò âðåìåíè,
ïðè ýòîì âðåìÿ ìîæíî âûðàçèòü ÷åðåç òîëùèíó êîðêè
ô(d), òîãäà êîýôôèöèåíòû áóäóò çàâèñåòü îò òîëùèíû
êîðêè d.  ýòîì ñëó÷àå ðàñïðåäåëåíèå òåìïåðàòóðû â
êîðêå t(x) îïðåäåëÿåòñÿ äâóìÿ ãðàíè÷íûìè óñëîâèÿìè:
íà ãðàíèöå èñïàðåíèÿ òåìïåðàòóðà ðàâíà tèñï, à íà ïîâåðõíîñòè ÂÒÇ èìååì ñòàíäàðòíîå êðàåâîå óñëîâèå
òðåòüåãî ðîäà [1]:
t (d ) = t èñï ;
dt ½½
aD
= Âi( t ( 0) - t êàì ); Bi =
, (1)
dx ½ x = 0
l
ãäå Bi – áåçðàçìåðíîå ÷èñëî Áèî; a – êîýôôèöèåíò òåïëîîòäà÷è ñ ïîâåðõíîñòè ÂÒÇ, Âò/(ì2 · °Ñ); l – êîýôôèöèåíò òåïëîïðîâîäíîñòè êîðêè, Âò/(ì · °Ñ); têàì – òåìïåðàòóðà âîçäóõà â êàìåðå, êîòîðóþ ìû ñ÷èòàåì ïîñòîÿííîé (÷òî êàê ïðàâèëî íå òàê).
Ïîäñòàâëÿÿ ëèíåéíóþ ôóíêöèþ â óñëîâèÿ (1), ïîëó÷èì
ÈÇÂÅÑÒÈß ÂÓÇÎÂ. ÏÈÙÅÂÀß ÒÅÕÍÎËÎÃÈß, ¹ 5–6, 2012
Bi(d - x )( t êàì - t èñï )
;
Bid + 1
t + Bidt êàì
,
= t ( 0) = èñï
Bid + 1
77
t (x ) = t èñï +
t ïîâ
(2)
ãäå tïîâ – òåìïåðàòóðà ïîâåðõíîñòè ÂÒÇ.
Óðàâíåíèå äëÿ ñêîðîñòè äâèæåíèÿ ôðîíòà
lBi( t êàì - t èñï )
D( Bid + 1)
dt = qDd d;
(3)
2
qD
d ö÷
ççæd
t=
+ ÷÷,
ç
l( t êàì - t èñï ) çè 2 Bi÷÷ø
2
ãäå q – îáúåìíàÿ òåïëîòà èñïàðåíèÿ âîäû â ÂÒÇ, Äæ/ì3.
Ñìûñë óðàâíåíèÿ (3) ñëåäóþùèé: ëåâàÿ ÷àñòü îïèñûâàåò êîëè÷åñòâî òåïëîòû, êîòîðîå ïðîõîäèò ÷åðåç
åäèíèöó ïëîùàäè êîðêè çà âðåìÿ dt, à ïðàâàÿ – êîëè÷åñòâî òåïëîòû, ïîòðåáíîå äëÿ ïðîäâèæåíèÿ åäèíèöû
ïëîùàäè êîðêè âãëóáü ÂÒÇ íà ðàññòîÿíèå Ddd.
Äëÿ ïðîâåðêè ïðåäëîæåííîé òåîðèè ðàññìîòðèì
ýêñïåðèìåíòàëüíóþ çàâèñèìîñòü òåìïåðàòóðû ïîâåðõíîñòè ÂÒÇ, ïðèâîäèìóþ â [2]. Òåìïåðàòóðà â êàìåðå
ïîñòîÿííà è ðàâíà têàì = 250°Ñ. Äëÿ îïðåäåëåíèÿ ÷èñëà
Áèî âîñïîëüçóåìñÿ èçâåñòíîé òåìïåðàòóðîé ïîâåðõíîñòè â êîíöå ïðîöåññà tïîâ = 180°Ñ è ôîðìóëîé (2):
180Î C =
100Î C+ Bi250Î C
; Bi = 114
, .
Bi + 1
Íà ðèñóíêå èçîáðàæåíû òåîðåòè÷åñêàÿ (ðàññ÷èòàííàÿ ïî ôîðìóëàì (2) è (3), ïóíêòèð) è ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ (èç [2], ñïëîøíàÿ ëèíèÿ) çàâèñèìîñòè òåìïåðàòóðû
ïîâåðõíîñòè ÂÒÇ îò âðåìåíè. Íàáëþäàåòñÿ íåïëîõîå
ñîâïàäåíèå òåîðèè ñ ýêñïåðèìåíòîì.
Òîëùèíà êîðêè õëåáà çàâèñèò îò ïðîäîëæèòåëüíîñòè ïðîöåññà âûïå÷êè, à ñëåäîâàòåëüíî, îò ðàçìåðîâ
ÂÒÇ. Êàê èçâåñòíî [1], ïðîäîëæèòåëüíîñòü ïðîãðåâà
òåëà ïðîïîðöèîíàëüíà êâàäðàòó åãî ëèíåéíîãî ðàçìåðà, ñëåäîâàòåëüíî, ìàññå ÂÒÇ â ñòåïåíè 2/3. Èç óðàâíåíèÿ (3) âèäíî, ÷òî ïðè ìàëûõ çíà÷åíèÿõ êîýôôèöèåíòà
òåïëîîòäà÷è (Bi << 1) ãëàâíûì â ïðàâîé ÷àñòè óðàâíåíèÿ (3) áóäåò âòîðîå ñëàãàåìîå, è òîëùèíà êîðêè áóäåò
ïðîïîðöèîíàëüíà ïðîäîëæèòåëüíîñòè ïðîöåññà, à ñëåäîâàòåëüíî, ìàññå ÂÒÇ â ñòåïåíè 2/3. Íàïðîòèâ,
ïðè áîëüøèõ çíà÷åíèÿõ êîýôôèöèåíòà òåïëîîòäà÷è
(Bi >> 1) ãëàâíûì â ïðàâîé ÷àñòè (3) áóäåò ïåðâîå ñëàãàåìîå, è òîëùèíà êîðêè áóäåò ïðîïîðöèîíàëüíà êîðíþ êâàäðàòíîìó èç ïðîäîëæèòåëüíîñòè ïðîöåññà, à
ñëåäîâàòåëüíî, ìàññå ÂÒÇ â ñòåïåíè 1/3. Ïîñêîëüêó,
êàê ìû âèäåëè, ñèòóàöèÿ ïðîìåæóòî÷íàÿ (Bi ïîðÿäêà
1), òî ðåàëüíî òîëùèíà êîðêè áóäåò ïðîïîðöèîíàëüíà
êîðíþ êâàäðàòíîìó èç ìàññû ÂÒÇ (ïðè óñëîâèè íåèçìåííîñòè ôîðìû ÂÒÇ).
Ïðîèëëþñòðèðóåì ýòî ÷èñëîâûì ïðèìåðîì. Ïóñòü
ÂÒÇ èìååò ôîðìó ïàðàëëåëåïèïåäà 10 ´ 10 ´ 20 ñì. Êîýôôèöèåíò ôîðìû Ô = V/(SR) = 0,4; V = 0,002 ì3 – îáúåì; S = 0,1 ì2 – ïëîùàäü ïîâåðõíîñòè; R = 0,05 ì – õàðàêòåðíûé ðàçìåð (ðàññòîÿíèå îò ïîâåðõíîñòè äî íàèáîëåå óäàëåííîé îò íåå òî÷êè â ãëóáèíå òåëà). Ñîãëàñíî
[2], ÂÒÇ äîñòèãàåò ãîòîâíîñòè, êîãäà òåìïåðàòóðà â åå
öåíòðå ñîñòàâëÿåò 70–75°Ñ (äëÿ ôîðìîâîãî õëåáà). Òàê
êàê òåìïåðàòóðà íà ãðàíèöå êîðêè è ìÿêèøà ïîñòîÿííà
è ðàâíà òåìïåðàòóðå tèñï 100°Ñ, ïðè÷åì âðåìÿ ïðîãðåâà
ïîâåðõíîñòè ÂÒÇ äî ýòîé òåìïåðàòóðû â íà÷àëå ïðîöåññà î÷åíü ìàëî, òî åþ ìîæíî ïðåíåáðå÷ü. Ïîñêîëüêó
òîëùèíà êîðêè íåâåëèêà ïî ñðàâíåíèþ ñ ðàçìåðàìè
âñåãî èçäåëèÿ, ìû ìîæåì ðåøàòü çàäà÷ó íàãðåâàíèÿ ïàðàëëåëåïèïåäà äî òåìïåðàòóðû â öåíòðå tö = 70°Ñ
ïðè óñëîâèè, ÷òî åãî ïîâåðõíîñòü èìååò òåìïåðàòóðó
tïîâ = 100°Ñ. Ýòî îòâå÷àåò áåñêîíå÷íîìó êîýôôèöèåíòó
òåïëîîòäà÷è è áåñêîíå÷íîìó ÷èñëó Áèî (ñëåäóåò ó÷èòûâàòü, ÷òî ÷èñëî Áèî äëÿ çàäà÷è èñïàðåíèÿ, ôèãóðèðîâàâøåå âûøå, è äëÿ çàäà÷è íàãðåâàíèÿ ìÿêîòè ñîâåðøåííî ðàçëè÷íû). Íà÷àëüíóþ òåìïåðàòóðó ïðèìåì
tíà÷ = 20°Ñ. Çàäà÷à, îäíàêî, îñëîæíÿåòñÿ òåì, ÷òî òåïëîôèçè÷åñêèå ïàðàìåòðû ÂÒÇ ñóùåñòâåííî èçìåíÿþòñÿ
âî âðåìÿ ïðîöåññà. Ñîãëàñíî [3], ïëîòíîñòü ÂÒÇ óìåíüøàåòñÿ íà 20–30%, òåïëîïðîâîäíîñòü ñíèæàåòñÿ íà
30–40%, òåïëîåìêîñòü – äî 50%. Ïîýòîìó ðàñ÷åò áóäåò
âåñüìà ïðèáëèæåííûì. Â ñîîòâåòñòâèè ñ [3], ïðèìåì
ñðåäíþþ òåìïåðàòóðîïðîâîäíîñòü ÂÒÇ âî âðåìÿ ïðîöåññà a = 3 · 10–7 ì2/ñ. Òîãäà ïðîäîëæèòåëüíîñòü ïðîöåññà ìîæåò áûòü ðàññ÷èòàíà ïîñðåäñòâîì ñîîòíîøåíèÿ [4, 5]:
t=
t ïîâ - t íà÷
ï
R2 ì
lnï
í Aö
c a ï
t ïîâ - t ö
ï
î
ü
ï
ï
ý.
ï
ï
þ
(4)
Êîíñòàíòû ÷ è Àö, îòâå÷àþùèå ñëó÷àþ Ô = 0,4 è
Bi = ¥, ñîãëàñíî [4, 5]: ÷ = 7,81; Àö = 1,79. Ïîäñòàâëÿÿ
ýòè çíà÷åíèÿ â (4), ïîëó÷èì ïðîäîëæèòåëüíîñòü ïðîöåññà t = 27,8 ìèí, ÷òî âåñüìà áëèçêî ê èñòèííîìó. ×òîáû ðàññ÷èòàòü ïî ñîîòíîøåíèþ (3) òîëùèíó êîðêè D,
íàì íóæíû çíà÷åíèÿ îáúåìíîé òåïëîòû èñïàðåíèÿ âîäû â ÂÒÇ q è òåïëîïðîâîäíîñòè êîðêè l. Ïðèìåì ñëåäóþùèå çíà÷åíèÿ [3]: l = 0,2 Âò/(ì · °Ñ); q = 109 Äæ/ì3
(îòâå÷àåò ïîíèæåíèþ âëàæíîñòè îò 0,55 äî 0,1). Ïîäñòàâëÿÿ èõ â (3), ïîëó÷èì (ïðè d = 1, ÷òî îòâå÷àåò îêîí-
78
ÈÇÂÅÑÒÈß ÂÓÇÎÂ. ÏÈÙÅÂÀß ÒÅÕÍÎËÎÃÈß, ¹ 5–6, 2012
÷àíèþ ïðîöåññà) D = 0,0062 ì, ò. å. ÷óòü áîëåå 0,5 ñì,
÷òî îïÿòü-òàêè áëèçêî ê äåéñòâèòåëüíîñòè è ïîäòâåðæäàåò àäåêâàòíîñòü ìîäåëè. Îäíàêî â ðÿäå ñëó÷àåâ
êîðêà îêàçûâàåòñÿ ñëèøêîì òîëñòîé èëè ïîäãîðåëîé,
òîãäà ïîä êîíåö ïðîöåññà òåìïåðàòóðó â êàìåðå ïîíèæàþò.
Òàêèì îáðàçîì, ïðåäëîæåííàÿ ìîäåëü ïðîöåññà è
ñîîòâåòñòâóþùèå ðàñ÷åòíûå ñîîòíîøåíèÿ ïîçâîëÿþò
ðàññ÷èòàòü âðåìÿ ïðîöåññà âûïå÷êè õëåáîáóëî÷íûõ
èçäåëèé, à òàêæå îöåíèòü òîëùèíó îáðàçîâàâøåéñÿ çà
ýòî âðåìÿ êîðêè. Ïîëó÷åííûå çíà÷åíèÿ âðåìåíè ïðîöåññà è âåëè÷èíû îáðàçîâàâøåéñÿ êîðêè äàþò âîçìîæíîñòü îïòèìèçèðîâàòü ïàðàìåòðû ïðîöåññà âûïå÷êè.
ËÈÒÅÐÀÒÓÐÀ
1. Êóòàòåëàäçå Ñ.Ñ. Îñíîâû òåîðèè òåïëîîáìåíà. – Ì.:
Àòîìèçäàò, 1979. – 416 ñ.
2. Àóýðìàí Ë.ß. Òåõíîëîãèÿ õëåáîïåêàðíîãî ïðîèçâîäñòâà. – ÑÏá.: Ïðîôåññèÿ, 2002. – 416 c.
3. Ãèíçáóðã À.Ñ., Ãðîìîâ Ì.À., Êðàñîâñêàÿ Ã.È. Òåïëîôèçè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè ïèùåâûõ ïðîäóêòîâ. – Ì.: ÂÎ «Àãðîïðîìèçäàò», 1990. – 288 c.
4. Áàðàíåíêî À.Â., Êóöàêîâà Â.Å., Áîðçåíêî Å.È., Ôðîëîâ Ñ.Â. Õîëîäèëüíàÿ òåõíîëîãèÿ ïèùåâûõ ïðîäóêòîâ. ×. 1. Òåïëîôèçè÷åñêèå îñíîâû. – ÑÏá.: Ãèîðä, 2008. – 222 ñ.
5. Áàðàíåíêî À.Â., Êóöàêîâà Â.Å., Áîðçåíêî Å.È., Ôðîëîâ Ñ.Â. Ïðèìåðû è çàäà÷è ïî õîëîäèëüíîé òåõíîëîãèè ïèùåâûõ
ïðîäóêòîâ. ×. 3. Òåïëîôèçè÷åñêèå îñíîâû. – Ì.: ÊîëîñÑ, 2004. –
256 ñ.
Ïîñòóïèëà 19.09.12 ã.
CALCULATION OF TIME BAKING BAKERY PRODUCTS
DEPENDING ON SIZE AND THICKNESS OF FORMED CRUST
V.E. KUTSAKOVA, S.V. FROLOV, T.V. SHKOTOVA
Saint-Petersburg National Research University of Information Technologies, Mechanics and Optics,
49, Kronverksky blvd., Saint-Petersburg, 197101; e-mail: [email protected]
The calculated methods of process kinetics of crust formation of at baking of bakery products and the related regularities
allowing to count actually baking time are offered. The developed methods possess generality property and can be used for all
types of baked products.
Key words: baking duration of bakery products, crust formation of bakery products, heat conductivity.
663.5:664.784(045)
ÂËÈßÍÈÅ ÐÅÆÈÌÀ ÃÈÄÐÎÒÅÐÌÈ×ÅÑÊÎÉ ÎÁÐÀÁÎÒÊÈ
ÍÀ ÐÅÎËÎÃÈ×ÅÑÊÈÅ ÕÀÐÀÊÒÅÐÈÑÒÈÊÈ ÇÅÐÍÀ ÊÓÊÓÐÓÇÛ
Í.Ì. ÊÓÇÜÌÅÍÊÎÂÀ, Ë.Í. ÊÐÈÊÓÍÎÂÀ
Ìîñêîâñêèé ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò ïèùåâûõ ïðîèçâîäñòâ,
125080, ã. Ìîñêâà, Âîëîêîëàìñêîå øîññå, 11; òåë.: (499) 158-72-32, ýëåêòðîííàÿ ïî÷òà: [email protected]
Íà îñíîâå èññëåäîâàíèÿ âëèÿíèÿ ïðîöåññà ïðîïàðèâàíèÿ íà ðåîëîãè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè çåðíà êóêóðóçû ðàçðàáîòàí ðåæèì ïðåäîáðàáîòêè çåðíîâêè ìåòîäîì ãèäðîòåðìè÷åñêîé îáðàáîòêè, ïîçâîëÿþùèé ïðè ðàññåâå ïîìîëà ñíèçèòü
ïîòåðè êðàõìàëà, ïåðåõîäÿùåãî âî ôðàêöèþ çàðîäûøà. Ïðåäëîæåííàÿ îáðàáîòêà äàåò âîçìîæíîñòü ïåðåðàáàòûâàòü
çåðíî êóêóðóçû ïî áîëåå êîíêóðåíòíîé, ìíîãîïðîäóêòîâîé ñõåìå.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: çåðíî êóêóðóçû, ãèäðîòåðìè÷åñêàÿ îáðàáîòêà, ðåîëîãè÷åñêèå õàðàêòåðèñòèêè, ïîëó÷åíèå ýòàíîëà.
 ñïèðòîâîì ïðîèçâîäñòâå â ïîñëåäíåå âðåìÿ ïåðñïåêòèâíû òåõíîëîãèè, îñíîâàííûå íà ìíîãîïðîäóêòîâûõ ñõåìàõ ïåðåðàáîòêè êðàõìàëñîäåðæàùåãî ñûðüÿ.
Ñðåäè íèõ íàèáîëåå ðàçðàáîòàíû è íàøëè ïðàêòè÷åñêîå ïðèìåíåíèå êîìïëåêñíûå òåõíîëîãèè, â êîòîðûõ
êðàõìàëñîäåðæàùåå ñûðüå (çåðíî) ïåðåðàáàòûâàåòñÿ ñ
âûðàáîòêîé ýòèëîâîãî ñïèðòà è êîðìîïðîäóêòîâ. Ïðè
èñïîëüçîâàíèè â êà÷åñòâå îñíîâíîãî ñûðüÿ çåðíà êóêóðóçû íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíà êîìïëåêñíàÿ òåõíîëîãèÿ,
ïîçâîëÿþùàÿ îäíîâðåìåííî ïîëó÷àòü ýòèëîâûé ñïèðò
è ñûðüå (ôðàêöèÿ çàðîäûøà) äëÿ ïðîèçâîäñòâà êóêóðóçíîãî ìàñëà.
Çåðíî êóêóðóçû ïðåâîñõîäèò äðóãèå çåðíîâûå êóëüòóðû ïî ñîäåðæàíèþ êðàõìàëà. Îäíàêî åãî ïåðåðàáîòêà äëÿ ñïèðòîâîé îòðàñëè â ñâÿçè ñ îñîáåííîñòÿìè áèîõèìè÷åñêîãî ñîñòàâà, à èìåííî, ïîâûøåííûì ñîäåðæàíèåì æèðà, ñîïðÿæåíà ñ ðÿäîì òðóäíîñòåé. Êðîìå
òîãî, ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî êðàõìàë êóêóðóçû, â îòëè÷èå, ê ïðèìåðó, îò ïøåíè÷íîãî è ðæàíîãî, òðóäíåå ïîääàåòñÿ âîäíî-òåïëîâîé è ôåðìåíòàòèâíîé îáðàáîòêå.
Ðàíåå âûÿâëåí õàðàêòåð âëèÿíèÿ ëèïèäîâ, êîòîðûå â
áèîõèìè÷åñêîì ñîñòàâå çåðíà êóêóðóçû çàíèìàþò äî
8%, íà ñâîéñòâà êðàõìàëîâ [1, 2]. Ëèïèäû óìåíüøàþò
ðàñòâîðèìîñòü çåðíîâûõ êðàõìàëîâ, îáðàçóÿ àìèëîçíî-ëèïèäíûå êîìïëåêñû. Îíè ïîíèæàþò íàáóõàþùóþ
ñïîñîáíîñòü çåðåí êðàõìàëà, à ñëåäîâàòåëüíî, óõóäøàþò åãî ïîäãîòîâëåííîñòü äëÿ ïîñëåäóþùåãî ôåðìåíòàòèâíîãî îñàõàðèâàíèÿ. Ïîýòîìó òðàäèöèîííî êóêóðóçó
íà ñïèðòîâûõ çàâîäàõ ïåðåðàáàòûâàþò ïî æåñòêèì ðåæèìàì, ïðåäóñìàòðèâàþùèì ðàçâàðèâàíèå çàìåñà ïðè
ïîâûøåííûõ òåìïåðàòóðàõ, ÷òî ïîçâîëÿåò ïåðåâåñòè
êðàõìàë â ðàñòâîðèìîå ñîñòîÿíèå. Îäíàêî ïðè ýòîì îäíîâðåìåííî ðàçðóøàåòñÿ ñîäåðæàùèéñÿ â ñûðüå æèð.
Ýòîò êîìïîíåíò ÿâëÿåòñÿ ïîòåíöèàëüíûì èñòî÷íèêîì