5.2. Шикізаттарды мөлшерлеу

Наубайхана өндірісінде шикізаттарды мөлшерлеу – жартылай фабрикат және қамыр дайындау кезіндегі қарастырылған рецептура бойынша шикізаттарды мөлшермен үздікті немесе үздіксіз өлшеу немесе көлемімен өлшеу арқылы жүзеге асады. Шикізаттарды мөлшерлеу – қамыр илеу процесіндегі маңызды операциялардың бірі. Осы операцияның жүргізілуіне қамырдың қасиеті және оның параметрлері, соған сәйкесінше дайын өнімнің сапасы байланысты болады.

Шикізаттарды мөлшерлеу арнайы мөлшерлегіш станциялар немесе мөлшерлегіш машиналарды қолдану арқылы іске асырылады.

Мөлшерлегіштер мақсаты бойынша құрғақ және сұйық компоненттер үшін бөлінеді. Мөлшерлегіштер үздіксіз және үздікті болуы мүмкін. Мөлшерлеудің принципі бойынша оларды салмақты және көлемді деп бөледі.

Қамырды үздікті илеу кезінде ұнды МД-100, МД-200 автоұнөлшегіш және Ш2-ХДА мөлшерлегіш, сонымен қатар ВК-1007 мөлшерлегіш-елегішпен мөлшерлейді. Бұл мөлшерлегіштер салмақты принцип бойынша жұмыс істейді.

Ш2-ХДБ сұйық компоненттерді мөлшерлегіш суды, ашытқы суспензиясын, тұз және қант ерітіндісін, сұйық майды, ашымалды және басқа да сұйық компоненттерді үздікті мөлшерлеуге арналған. Бұл мөлшерлегіш иленетін жартылай фабрикаттың рецептурасына сәйкес алдын ала берілген бағдарлама бойынша сұйық компоненттердің мөлшерін ретімен жинақтау арқылы жұмыс істейді.

Шағын наубайханаларда дискретті мөлшерлеу және судың температурасын қалыпты ұстап тұру үшін Дозатрм-15 мөлшерлегіш-реттегіш пайдаланылады.

Сұйық компоненттерді үздіксіз мөлшерлеу үшін ВНИИХП-0-6 және ВНИИХП-0-5 мөлшерлегіш станциясы қолданылады.

Сұйық компоненттер үшін станция Ш2-ХДМ берілген температурадағы суды дайындау және бес түрлі сұйық компонентті көлемі бойынша үздікті-үздіксіз әдіспен мөлшерлеуге арналған. Станция екі режимде: үздіксіз және дискретті (құю саны берілетін) жұмыс істейді.

Мөлшерлеу алдында ашытқы ерітіндісінің суда мұқият араласқанын ескеру қажет. Ол ондағы ашытқының біркелкі болуы үшін қажет етіледі.

Барлық түрдегі шикізаттарды мөлшерлеудің дәлдігі және берілген судың және басқа да сұйық компоненттердің температурасын дәл ұстап тұру қамыр дайындау процесінде үлкен мәнге ие. Сондықтан да мөлшерлегіш қондырғының дәл жұмыс істеуі өндірістің технологиялық қызметшілерімен жүйелі түрде бақыланып отырады.

5.3. Қамыр мен ашытпаны илеу және оның түзілуі

Ашытпаны илеу процесі қамыр илегіш машинада немесе жеңілдетілген конструкциядағы араластырғышта іске асырылады.

Ашытпаны илеудің негізгі мақсаты ұн, су және ашытқының сәйкестірілген мөлшерінен біркелкі масса алу болып табылады. Осы қоспада ұн түйіршіктерінің болмауы әдетте ашытпаның илеу процесінің аяқталғандығының көрсеткіші деп қабылданады.

Ашытпа илеу процесінің ұзақтығы және қарқындылығы, оны қайта илеу нанның сапасына белгілі әсер етуі мүмкін.

Дегенмен де нан дайындаудың технологиялық процесінің жүруіне және оның сапасына қамыр илеу және ондағы жүретін процестер көп әсер етеді. Сондықтан қамырды илеу процесі және оның түзілуі кеңінен қарастырылады.

Қамыр илеу – бұл рецептураға қарап, белгілі бір реологиялық қасиеті бар, шикізаттарды араластырғанда біркелкі массаның түзілуін айтады. Қамыр илеуге қосылатын барлық шикізаттар рецептураға сай өлшеніп қамыр илегіш машинаның ішінде араластырылады. Илену сипатына қарай үздікті және үздіксіз, механикалық өңдеудің дәрежесіне қарай жай және қарқынды болып бөлінеді.

Үздікті илеу – шикізаттарды бір рет өлшеп белгілі уақытта қамырдың үлесін (порция) илеу, ал үздіксіз илеу – уақыт бірлігінде белгілі мөлшердегі шикізаттарды үздіксіз өлшеу.

Илеудің ең басында-ақ ұнның сумен, тұз, ашытқымен жанасып, қамырдың түзілуі кезінде бірқатар процестер жүре бастайды.

Қамырдың түзілуі кезінде ең негізгі физикалық-механикалық, коллоидтық және биохимиялық процестер жүреді. Бұл процестердің барлығы илеудің ұзақтығына, температураға, шикізаттардың мөлшері мен сапасына байланысты бір уақытта жүреді.

Ашытқының өмірсүргіштігі және ұнның қышқылтүзгіш бактериялармен байланысқан микробиологиялық процестер қамыр илеу кезінде қарқындылыққа жетуге үлгере алмайды, сондықтан да ол қамыр илеу кезінде рөл ойнай алмайды.

Физикалық-механикалық процестер илегіш органның әсерінен, ұн түйіршіктерінің сумен, ашытқымен, және тағы да басқа ерітінділермен араласуы кезінде жүреді.

Коллоидты процесс илеу барысында белсенді жүреді. Ұнның барлық компоненттері (ақуыз, крахмал, шырыш, қант және т.б.) сумен араласқан мезеттен бастап әрекеттесуді бастайды. Барлық ерігіш заттар (қант, минералды тұздар, суда ерігіш ақуыздар) еріп, ерітіндіге өтеді де, бос сулармен бірге қамырдың сұйық фазасы құрылады.

Бидай қамырының түзілуі кезінде серпімділік, созылымдылық және тұтқырлық беретін ұнның ақуыз заттары ең басты рөл атқарады. Желімше түзетін суда ерімейтін ақуыз заттары (глиадин және глютенин фракциялары), қамырда суды адсорбцияланып қана қоймай, осмотикалық та байланыстырады. Көбінесе, судың осмотикалық байланысы осы ақуыздардың ісінуіне әкеп соқтырады. Ісінген ақуыз заттары қамырда созылатын және серпімді реологиялық қасиетпен негізделетін торкөз құрылымдық дене, каркас құрады. Осы ақуыз каркасы желімше деп аталады.

Қамырда ақуыз каркасы крахмал түйіршіктері және дәннің қабықтық бөлігімен біріккен күйінде болады. Осы каркастың негізін құрайтын ақуыз заттары ісінген кезде суды осмотикалық сіңірумен қатар, ұнның және қамырдың құрылымдық бөліктерін сұйық фазада пептидтей алады. Қамырда ақуыз заттарының жағдайына, оның каркасына қант, тұз және қышқылдар әсер етеді.

Осы каркастағы ақуыз құрылысына қамыр илеу кезіндегі механикалық енгізілген ауа көпіршіктері оттегімен тотықтырғыш әсер етеді.

Қамырда ақуызға оның сұйық фазасындағы суда ерігіш ақуыз фракциясында болатын ұн протеиназасы да әсер етеді.

Ақуыздың ісінуі кезінде қатыса алатын қамырдың сұйық фазасындағы бос судың мөлшері, қамырдан желімше жуу кезіндегі ұн ақуызымен бірігетін су мөлшерінен бірнеше есе аз.

Қамырдың реологиялық қасиетімен, одан жуылған желімшенің мөлшері мен қасиеті арасында белгілі байланыс болады. Қамырдың ашуы кезінде оның реологиялық қасиеті, оның ақуыз каркасының жағдайы айтарлықтай өзгереді.

Қамырдың ақуыз заттары өзінің салмағынан екі есе көп суды сіңіреді және байланыстырады. Осыдан су мөлшерінің төрт бөлігі адсорбциялық байланысады. Судың қалған бөлігі осмотикалық сіңіріліп, қамырдағы ақуыз көлемінің бірден үлкеюіне, ісінуіне әкеп соқтырады.

Ұнның крахмалы қамырдың негізгі бөлігін құрайды. Ұн крахмалы сумен әрекеттесе отырып, адсорбцияланады (сұйық дененің үстіңгі бетіне сіңіріледі).

Қамырда судың байланысуы үшін ұн крахмал түйіршігінің (15% аралығында) оны ұнтақтау кезінде зақымдалуының маңызы зор. Ұн крахмалының бүтін түйіршіктері суды құрғақ затқа 44% байланыстыратын болса, зақымдалған крахмал түйіршіктері суды 200%-ға дейін сіңіре алады.

Шығымы жоғары ұн қамырында, мысалы қарапайым ұнда, судың байланысуында суды адсорбциялық байланыстыратын дәннің қабықтық бөлігі айтарлықтай рөл ойнайды. Сондықтан жоғары шығымды ұнның сусиымдылығы да жоғары болады.

Крахмал түйіршіктері, қабықтық бөліктері және суда ерімейтін ісінген ақуыздар қамырдың «қатты» фазасын құрайды.

Крахмал түйіршіктері және қабықтық бөлігі ақуызбен салыстырғанда қамырға тек қана созылғыштық қасиет береді.

Ұнның шырыштары қамыр илеу кезінде толықтай пептидтелініп, ерітіндіге өтеді. Олардың 1500% суды сіңіретін қабілеті бар.

Целлюлоза мен гемицеллюлоза да судың біршама үлесін байланыстырады. Егер қамырда су жеткіліксіз болса, суды целлюлозаның сіңіруі ақуыздың ісінуіне кедергі болып, желімшенің құрылуын қиындатады да қамырдың қасиетін нашарлатады. Сондықтан бірінші және жоғары сұрыпты бидай ұнына қарағанда (43-44%), төмен сұрыпты бидай ұнынан жоғары ылғалдылықтағы (46-49%) қамыр иленеді.

Қамырда қатты фазамен қатар сұйық фаза да болады. Крахмал, ақуыз және дән қабығының бөлігімен байланыспаған су бөлігінде қамырдың суда ерігіш – минералды және органикалық заттары (суда ерігіш ақуыздар, декстриндер, қант, тұз және т.б.) ерітінді күйінде болады. Осы фазада өте қатты ісінетін ұнның пентозандары (шырыштары) да кездеседі.

Бидай қамырының сұйық фазасында жоғарыда айтылған оның құрылымдық бөлігінен басқа, қатты фазаны қоршайтын элементтер (ісінген ақуыздар, крахмал түйіршіктері және қабықтық бөлік), бос тұтқыр сұйықтық күйінде болуы мүмкін. Дегенмен де бидай қамырының төменмолекулярлы затына жататын, сұйық фазасының айтарлықтай бөлігі қамырдың ісінген ақуызымен осмотикалық сіңірілген болады.

Қамырда сұйық, қатты фазамен қатар газ тәрізді фаза да болады. Қамырдың газ тәрізді фазасы - қамыр илеу кезіндегі және спирттік ашудың нәтижесінен түзілетін аздаған мөлшердегі көмірқышқыл газынан тұратын ауа. Қамырдың илеу ұзақтығы ұзағырақ болса, газ тәрізді фазасының үлесі көп болады. Қамырдың илеу ұзақтығы орташа болғанда газ тәрізді фазаның көлемі 10%-ға, жоғары болғанда 20%-ға жетеді. Ауаның бір бөлігі ұн массасымен, өте аз бөлігі қамыр илеуге дейін сумен енеді.

Қамыр илеу кезіндегі түзілетін газ тәрізді фазаның нанның жұмсақ ортасының кеуектілігіне белгілі әсер ететіндігін айта кеткен жөн.

Илеу кезіндегі енген ауа көпіршіктерінің бір бөлігі қамырдың сұйық фазасындағы газдың эмульсия түрінде, ал бір бөлігі – қамырдың ісінген ақуызында газ көпіршіктері түрінде болатыны белгілі.

Қамырға қосылатын май эмульсия түрінде сұйық фазада да, қатты фазаның үстіңгі бетінде де адсорбциялы қабық түрінде болуы мүмкін.

Сондықтан да, қамырды тікелей илеуден кейін қатты, сұйық және газ тәрізді фазадан тұратын дисперсті жүйе деп қарастырады.

Қамырдағы жеке фазалардың қатынасы оның реологиялық қасиетімен негізделеді. Сұйық және газды фазалардың үлесі жоғарыласа қамырды әлсіретіп, жабысқақтығы мен аққыштығын жоғарылатады. Қатты фазаның үлесі өскенде қамыр қатайып, серпімділігі мен иілгіштігі жоғарылайды.

Қамыр илеу кезінде физикалық-механикалық және коллоидтық процестермен бірге биохимиялық процестер ұн ферментінің ашытқыларға әрекетінен жүреді.

Негізі биохимиялық процестер – амилолитикалық және протеолитикалық ферменттердің әсерінен ақуыздардың гидролитикалық бұзылуынан болады. Ұн шырыштарының (пентозандарының) ферментативті ыдырауы да белгілі рөл атқаруы мүмкін.

Осы процестің әсерінен, қамырдың сұйық фазасына өтетін қабілеті бар заттардың мөлшері өседі де оның реологиялық қасиеті өзгереді.

Илеу кезінде қамыр массасының ауа оттегімен жақындасуы ондағы протеолиз процесіне айтарлықтай әсер етеді.

Азот, ауа және оттегі атмосферасында илеу кезінде қамырдың реологиялық қасиетінің бірдей болмайтындығы белгілі болған. Оттегі атмосферасында иленген қамырдың реологиялық қасиеті жақсы, ауа атмосферасында иленген нашарлау және азот атмосферасында айтарлықтай нашар болған.

Сондықтан қамыр илеу процесі күрделі физикалық-механикалық, коллоидтық және биохимиялық процестердің бірігуімен түсіндіріледі.

Кестеде Н.П. Кузьминаның (1973) жүйелеген, су және ауа оттегі әсерінен қамыр илеу кезіндегі жүретін негізгі ақуыз қасиетінің, липид, крахмал және пентозанның өзгеруі келтірілген.

26-кесте. Бидай қамырын илеу кезіндегі жүретін процестер

Қамыр компоненттері	Процестер
Ақуыз заттары	Гидратация Желімше қабығының түзілуі Жартылай деполимеризация Дисульфидті-сульфгидрильді алмасу Тотыққан липидтермен өзара әрекеттесуі Тотыққан крахмалмен өзара әрекеттесуі
Липидтер	Липаза әсерінен гидролиздену Ауаның оттегiмен тотығуы, гидроперекис және прекистің түзілуі Ақуызды заттармен және крахмалмен тотығу нәтижесіндегі өнiмдердiң өзара әрекеттесуі
Крахмал	β-амилаза әсерінен гидролиздену Гидратация Полиальдегид крахмалында асқын тотықпен тотығу Полиальдегид крахмалының ақуыз заттарымен өзара әрекеттесуі
Пентозандар	Ауа оттегімен тотығу, гидратация, еритін пентозан фракциясының жоғарлауы Тығыз ұйыманың (студен) түзілуі

Қамыр илеудің әр сатысындағы механикалық әрекеттер қамырдың реологиялық қасиетіне әртүрлі әсер етеді.

Бастапқы қамыр илеу кезінде механикалық өңдеу арқылы ұнды сумен және тағы да басқа шикізаттармен араластырып тұтас қамыр массасын алады. Илеудің осы сатысында механикалық өңдеу қамырдың түзілуін тездетеді. Механикалық өңдеуден біраз уақыт өткен соң ақуыздар ісініп, желімше түзіледі де қамырдың қасиеті жақсарады. Илеу ұзақтығы одан әрі жалғасқан кезде желімшенің құрылысы бұзылып, қамырдың қасиеті нашарлайды. Әсіресе, бұл жағдай, құрылымдық бөлігі берік емес әлсіз ұннан қамыр илегенде пайда болады.

Қамыр илеу кезінде оның температурасы біршама жоғарылайды. Оның себебі, ұн түйіршіктері гидратациясынан жылу бөлінуі және илеудің механикалық энергия бөлігінің жылуға өтуі. Илеудің бірінші сатысында температураның жоғарылауы қамырдың түзілуін тездетіп, оның реологиялық қасиетін оптимумға жеткізеді. Ал, арықарайғы температураның өсуі ферменттің гидролитикалық қарқындылығының жоғарылауы және қамырдың тұтқырлығының төмендеуінен оның реологиялық қасиетінің нашарлауына әкеп соқтырады.

Қамырды илеу әртүрлі қарқындылықта өңдейтін қамыр илегіш машиналарда жүргізіледі. Қарқынды илеуді қолдана отырып қамырдың түзілуі мен жетілуін қарқындатуға болады. Қарқындата илеу қамыр дайындау әдісінде қамырдың ашуын қысқарту немесе болдырмау үшін қолданылады.

Қамырды қарқындата илеу қамыр дайындауды тездету және өнімнің оның ішінде бөлішке өнімдерінің сапасын жақсарту мақсатында жүргізіледі. Осы кезде өнімнің көлемі 10-20%-ға жоғары, жұмсақ ортасы иілгіш, кеуектілігі біркелкі және ұсақ, қабығы қанық боялған, ескіру процесі төмен болады.

Бидай қамырын қарқынды илеудің дәрежесі қамырдың температурасына, ашытпаны мөлшерлеуге және ұнның наубайханалық қасиетіне байланысты. Ұн күштірек болса, қамырдың температурасы жоғары және ашытпа көлемі үлкен болады, ал қамырды илеу қарқындата жүргізіледі.

Сондықтан илеуді дұрыс жүргізу үшін қамырдың түзілу механизімін, оның қатты, сұйық және газ фазасының қалыптасуын білу қажет.