Лекция 16. Сушка, охлаждение и упаковывание макаронных изделий

 План лекции:

1.                Сушка макаронных изделий

2.                Охлаждение, упаковывание и хранение макаронных изделий

3.                Особенности производства длинных и коротких макаронных изделий

 Сушка макаронных изделий

Макаронное тесто является хорошей средой для протекания микробиологических и биохимических процессов. Для их предотвращения тесто высушивают до содержания влаги 13,5-14%, чтобы после охлаждения содержание влаги в них было не более 13%. Сушка – наиболее длительная стадия технологического процесса производства макаронных изделий. От правильности ее проведения зависят такие показатели качества готовой продукции, как прочность, кислотность и стекловидность. Очень интенсивная сушка может привести к растрескиванию изделий, чрезмерно длительная, а также недосушивание – к их закисанию.

Сушку макаронных изделий проводят конвективным способом, который основан на тепло- и влагообмене между высушиваемым материалом и нагретым воздухом. Процесс сушки состоит в подводе влаги от внутренних слоев изделий к наружным, превращая ее в пар, и удалении пара с поверхности за счет нагретого сушильного воздуха. Количество влаги, которое может поглотить 1 кг воздуха до полного насыщения, называется сушильной способностью воздуха. Чем выше температура, скорость движения воздуха и ниже его относительная влажность, тем выше его сушильная способность, и тем быстрее протекает процесс сушки.

Макаронное тесто при сушке проявляет некоторые особенности. Поскольку тесто готовят с низким содержанием влаги, свободной влаги в нем нет, она полностью связана белками и крахмалом, причем белки удерживают ее прочнее. Поэтому процесс сушки протекает в два этапа: на первом – при постоянной скорости сушки происходит быстрое удаление влаги, связанной с крахмалом, на втором – при убывающей скорости сушки – медленное обезвоживание белков.

Влага внутри макаронного теста перемещается от более нагретых наружных слоев к менее нагретым внутренним (явление термовлагопроводности). За счет различного содержания влаги этих слоев, возникающего в результате испарения влаги с поверхности материала и быстрого осушения, происходит перераспределение влаги от более влажных внутренних слоев к наружным (явление влагопроводности). Основное движение влаги внутри полуфабриката происходит за счет влагопроводности. Таким образом, влага внутри теста перемещается в противоположном направлении, что замедляет процесс сушки.

По мере испарения влаги в изделиях происходит их усадка на 6-8%. Наружные слои высыхают быстрее и стремятся уменьшить размеры, а внутренние, в которых содержание влаги какое-то время выше, – сохранить их. В изделиях возникают внутренние напряжения сдвига. В начальный период сушки, пока содержание влаги продукта выше 20%, тесто обладает пластичными свойствами, ослабляющими внутренние напряжения сдвига. В результате изделия уменьшаются в размерах, не разрушаясь. В дальнейшем, по мере снижения содержания влаги с 20 до 16%, изделия постепенно утрачивают свойства пластичного материала и приобретают упругие свойства, т.е. они становятся упруго-пластичным материалом. При этом если внутренние напряжения сдвига превысят предельно допустимые значения, то появятся микротрещины, которые могут привести к лому изделий. На конечном этапе сушки, когда содержание влаги снижается с 16 до 13,5%, изделия ведет себя как упругохрупкие тела и малейшая усадка ведет к их растрескиванию.

Для ускорения процесса сушки и получения изделий хорошего качества в начальный период (при содержании влаги теста более 20%) их сушат при жестких режимах, т.е. при интенсивной обдувке воздухом с высокой сушильной способностью. Затем во избежание растрескивания высушивание ведет при мягких режимах, когда влага медленно удаляется воздухом с низкой сушильной способностью. Особенно осторожно надо вести процесс на последних этапах сушки, когда содержание влаги изделий ниже 16%.

Практически эти условия можно выполнить при сушке изделий в сушилках поточных линий, где процесс разделен на два этапа – предварительную и окончательную сушку.

В зависимости от сушильной способности воздуха для сушки изделий применяют следующие режимы: трехстадийный или пульсирующий; сушку воздухом с постоянной сушильной способностью; сушку воздухом с изменяющейся сушильной способностью; сушку с предварительной термообработкой сырых изделий.

Трехстадийная сушка состоит из следующих этапов: предварительная сушка, отволаживание и окончательная сушка. Предварительная сушка длится от 30 мин до 2 ч. В течение этого периода испаряется от 1/3 до ½ влаги, которую необходимо удалить из изделия, процесс ведут при жестких режимах, т.к. тесто пластично и нет опасности растрескивания. Цель этой стадии – ускорить сушку, стабилизировать форму сырых изделий, предотвратить их вытягивание, плесневение и закисание.

Содержание влаги в тесте, выходящем из камеры предварительной сушки, должно быть не ниже 20%. Образовавшаяся на поверхности корочка может вызвать растрескивание продукта при дальнейшей сушке. Для размягчения корочки изделия направляются на отволаживание – обдувку горячим воздухом с относительной влажностью 90-100%. При этом испарения влаги с поверхности практически не происходит, а подведенная теплота расходуется на прогрев изделий, выравнивание влажности во внутренних и наружных слоях макаронной трубки.

Окончательную сушку ведут при мягких режимах, так как изделия приобретают упругие свойства и скорость испарения влаги с их поверхности должна быть соизмерима со скоростью ее подвода из внутренних слоев к наружным. На этом этапе последовательно чередуют процессы сушки и отволаживания, причем отношение продолжительности сушки ко времени отволаживания составляет примерно 1:2,5.

Способ сушки воздухом с постоянной сушильной способностью предусматривает примерное постоянство параметров воздуха от начала до конца сушки. Этот способ широко применяется на фабриках для сушки макарон в кассетах в бескалориферных сушилках. Сушку ведут путем продувки через макаронные трубки воздуха, забираемого из помещения цеха. Продолжительность сушки 20-24 ч. Для равномерного высушивания направление воздуха меняют каждый час на противоположное.

Сушка с изменяющейся сушильной способностью воздуха применяется в современных ленточных конвейерных паровых сушилках непрерывного действия, используемых для сушки коротких изделий, типа КСА-80, СПК-30, СПК-45, СПК-90. Сушилка представляет собой тоннель, внутри которого один за другим располагаются четыре или пять транспортеров с находящимися на них изделиями. Транспортеры движутся в противоположных направлениях, при этом продукт последовательно пересыпается с верхних лент на нижние и обдувается воздухом, нагретым в калориферах. Калориферы располагаются между верхней и нижней лентами каждого транспортера. Продолжительность сушки 30-90 мин в зависимости от размера изделий. Свежий воздух подогревается нижним калорифером до 50-60^оС и имеет относительную влажность 15-20%. Поднимаясь вверх, он подогревается вторым калорифером до той же температуры, проходит через слой изделий на следующей ленте и т.д. в результате на выходе из сушилки его температура уменьшается до 40-50^оС, а относительная влажность повышается до 50-60%, т.е. сушка ведется воздухом с меняющейся сушильной способностью. Для смягчения режима сушки и повышения качества изделий устанавливают последовательно две сушилки. Первая выполняет роль предварительной сушилки, вторая – окончательной. Общая продолжительность сушки 1-3 ч, в том числе в предварительной камере 0,5 ч. 

Сушка с предварительной термообработкой сырых изделий заключается в обдувке трубчатых изделий паровоздушной смесью температурой 95-98^оС и относительной влажностью 95% в течение 2 мин и коротких изделий сухим паром температурой 120-180^оС в течение 30 сек  с последующей сушкой при постоянной сушильной способности воздуха. Такая тепловая обработка ведет к денатурации белков и клейстеризации крахмала, что ускоряет процесс удаления влаги, сокращает время сушки и дает возможность на последующих этапах применять жесткие режимы обезвоживания без опасения появления трещин.

 Охлаждение, упаковывание и хранение макаронных изделий

Макаронные изделия на выходе из сушилки имеют температуру, примерно равную температуре сушильного воздуха. Перед упаковыванием изделия необходимо медленно охладить до температуры упаковочного отделения в течение не менее 4 ч за счет омывания воздухом с относительной влажностью 60-65% и температурой 25-30^оС. При этом происходит стабилизация изделий: окончательно выравнивается влажность по всей толщине продукта, рассасываются внутренние напряжения сдвига, которые могли остаться после интенсивной сушки изделий, и происходит некоторое снижение массы за счет испарения 0,5-1% влаги.

В поточных линиях стабилизацию и охлаждение изделий проводят в стабилизаторах-накопителях, где одновременно создается запас 12-часовой выработки высушенных изделий. В остальных случаях используются виброохладители.

Процесс упаковывания состоит из подачи изделий на упаковочные столы или в бункера; сортировки, проверки их на магнитных сепараторах; укладки в тару, включая уплотнение на вибраторе; взвешивания;  забивания крышки и маркировки. Макаронные изделия выпускают в упакованном и фасованном виде. Фасование, т.е. упаковывание в потребительскую (мелкую) тару, проводят на автоматах или вручную. К потребительской таре относятся коробочки из картона или плотной бумаги, пакеты из полиэтиленовой пленки или из термосклеивающегося целлофана, а к наружной короба из гофрированного или литого картона, ящики фанерные и дощатые и четырехслойные бумажные крафт-пакеты.

Макаронные изделия должны храниться в складских помещениях на стеллажах или поддонах при температуре 16-18^оС с относительной влажностью воздуха не более 70%. Эти помещения должны быть чистыми, сухими, защищенными от воздействия атмосферных осадков, не зараженными амбарными вредителями. Изделия нельзя хранить с товарами, имеющими специфический запах, так как они могут впитывать его.

 Особенности производства длинных и коротких макаронных изделий

Для производства длинных макаронных изделий чаще всего используется мука твердых сортов, а для коротких допускается использование муки из мягких сортов пшеницы.

Для производства длинных макаронных изделий чаще применяют твердый и средний замес, а для коротких – средний и мягкий.

Для производства длинных макаронных изделий иногда требуется горячий замес теста.

Отходы макаронного производства добавляют только при производстве коротких изделий, для производства длинных нет.

Резка товарных длинных макаронных изделий производится в ряде случаев после окончательной сушки, короткие изделия разрезаются после прессования.

Сушка длинных изделий осуществляется в кассетах и бастунах, коротких – на транспортерных лентах.

Для сушки длинных изделий используют режимы: трехстадийный, с изменяющейся сушильной способность, а для сушки коротких изделий – сушку воздухом с постоянной сушильной способностью и сушку с предварительной термообработкой сырых изделий.