7.6. Қамырды бөлшектеп-өңдеудің аппаратуралық сызбасы

Қалыптағы және домалақ нан, бидай батондары, ұсақ өнімдер және басқа да нан-бөлішке өнімдері өндірісінде қамырды бөлшектеп-өңдеу процесінің әртүрлі аппаратуралық сызбалары бар.

45-суретте сұрыпты бидай ұндарынан дайындалатын батон (0,4-0,5 кг) өнімдерін шығаратын туннельді пеші бар қамырды бөлшектеп-өңдеудің сызбасы келтірілген.

Қалыпты нандардың қамырын бөлшектеп-өңдеудің кешенді-механизацияланған желісі 46-суретте келтірілген.

45-сурет. Бидай батонын бөлшектеп-өңдеудің механизацияланған желісі:

1 – А2-ХТН қамырбөлгіш машинасы; 2 – тасымалдағыш; 3 - Т1-ХТН қамыр домалақтағыш машинасы; 4 – алғашқы жетілдіру таспасы; 5 – Т1-ХТ2-3 созып-жаймалау машинасы; 6 – орналастырғыш; 7 – РШВ жетілдіру шкафы; 8 – тілгіш; 9 – Г4-ПХС-25 туннельді пеші

46-сурет. Қалыпты нан өнімдерінің қамыр дайындамасын жетілдірудің кешенді- механизацияланған желісі:

1 –қамыр ашытатын астауша; 2 – Қамыр бөлшектегіш; 3 –қамыр дайындамаларын жетілдіру шкафы; 4 – тұйық пеш П6-ХРМ

Бақылау сұрақтары:

1. Қамырды бөлшектерге бөлу қалай жүзеге асырылады?

2. Қамыр дайындамасының салмағы қалай есептеп шығарылады?

3. Салмағы бірдей қамыр дайындамаларын алуға қалай қол жеткізіледі?

4. Қамыр дайындамаларын пішіндеу қандай сатылардан тұрады?

5. Қамыр дайындамаларын домалақтау қандай мақсатпен жүргізіледі?

6. Жетілдірудің міндеті қандай?

7. Алғашқы жетілдіру қалай жүзеге асырылады және осы сатыда қандай процестер жүреді?

8. Соңғы жетілдірудің оптималды параметрлері қандай және олар немен байланысты болып келеді?

9. Қамыр дайындамаларын өңдеу қалай, қандай мақсатпен жүргізіледі?

8-тарау. НАН ПІСІРУ

Пісіру – бұл қамыр дайындамаларын сапасы қалыптасқан дайын өнімге айналдыру процесі.

Нанды пісіру әртүрлі конструкциялы, пісірілетін қамыр дайындамасына (ПҚД) жылу теромсәулелену және конвекциялы түрде берілетін жылуберу үсті 300-400^оС және пісіру камерасының булы-ауа ортасы 200-250^оС температурадағы пештерде жүргізіледі.

Қазіргі кезде наубайхана өндірістерінде ПҚД-на жылу термосәулелену – үстіңгі қабатының қызуы, конвекциялы – пісіру камерасының булыгаз және табаннан ПҚД астыңғы бетіне берілетін пештер қолданылады. Сәулеленумен жылу беру 70-90%-ды құрайды, сондықтан да ПҚД қызуының негізгі процестері әдеттегі наубайханалық пештерде радиациялық-конвективті болып табылады.

8.1. Пісіру кезіндегі қамыр дайындамасында жүретін процестер

Пісіру процесі кезінде қамыр дайындамасында келесідегідей өзгерістер жүреді:

• қызу;

• қабығы мен жұмсақ ортасының түзілуі;

• дәмі мен хош иісінің қалыптасуы;

• көлемінің үлкеюі;

• салмағының азаюы.

Осы барлық өзгерістер қамыр дайындамасының қызуының нәтижесінде жылуфизикалық, микробиологиялық, биохимиялық және коллоидтық процестердің әсерінен жүреді.

8.1.1. Пісіру кезіндегі қамыр дайындамасында жүретін жылуфизикалық процестер

Пісіру кезіндегі жүретін процестердің ішінде барлық процестер мен өзгерістерге қарағанда пісіру камерасының жылуберу элементтерімен жылуалмасу нәтижесінде пісіру камерасына салынған ПҚД-ның қызуы ең негізгі жылуфизикалық процесс болып табылады.

ПҚД-на қызу конвекциялы және кондукциялы (тікелей жылуөткізгіштік) сәулеленумен жіберіледі.

Нанды пісіргенде қызу табаннан жоғары қарай қозғалады. Пеш 300-400^оС қызғанда одан ыстық энергия ұшқыны ұша бастайды. Осы ұшқынның толқындарының ұзындығы 5-4,3 мкм тең. Осы электромагниттік тербелістер көзге көрінбейтін толқындарының ұзындығы 0,77-340 мкм арасында болатын инфрақызыл сәулелерден тұрады. Осы қызу нан пісіру процесінде негізгі орын алады. Энергия қозғалыстарымен қатар, пештің ішінде конвективтік ыстық газдың қозғалу процесі де жүреді және қамыр дайындамасының кондукциялық табаннан ыстықтың бірден өтуі де қатысады.

Пісіру кезінде қамыр дайындамасының температурасының өзгеруі

Пісіру процесі кезінде ПҚД-ның қабаттары арасындағы температураның өзгеруі қамыр бөлігінен дайын өнімге айналудың түзілуін болдыратын ПҚД-ның қабаттарында жоғарыда айтылған процестердің жүруіне ықпал етеді. Сондықтан да ПҚД қабаттарының арасындағы температураның өзгеруін зерттеу - бұрыннан жүргізіліп келе жатқан маңызды жұмыстардың бірі.

Л.Я. Ауэрман, А.В. Лыков және А.С. Гинзбургтің жүргізген зерттеулері бойынша 250^оС температурадағы ылғалданбаған пісіру камерасында пісіру кезіндегі ПҚД-ның қабаттары арасындағы температураның өзгеруі график арқылы берілген.

ПҚД қабаттар арасындағы температура, 0С
	τ пісіру

47-сурет. Пісіру процесіндегі ПҚД-ның қабаттары арасындағы температураның өзгеруі:

1 – ПҚД үсті; 2,3 және 4 - t_дай кезіндегі үстінен ¼, ½, ¾ қабықтың қалыңдығына бөлінген ПҚД қабаттары; 5 - t_дай кезіндегі қабық пен жұмсақ ортасының шекарасындағы қабық; 6,7 және 8 - t_дай кезіндегі ¼, ½, ¾ орналасқан қабық пен жұмсағының ортасына дейінгі арақашықтықтағы ПҚД қабаты; 9 - t_дай кезіндегі жұмсақтың ортасында орналасқан нүкте

Графиктегі қисықтарды қарай отырып ПҚД қызуы тұрақты тәртiпте жүретінін көруге болады. ПҚД үсті (1 қисық) өте жылдам 100^оС көтеріледі, пісіру соңында ≈180^оС жетеді. Үстінен ¼, ½, ¾ қабықтың қалыңдығына бөлінген қабаттары (2,3,4 қисықтары) нанның дайын болу мезетінде (t_дай), бастапқыда 100^оС дейін қызып, сосын қызу осы деңгейде тұрақталып және әрі қарай тағы да жоғарылайды. ПҚД қабаты үстіне жақын болған сайын, сол қабаттарда 100^оС деңгейде тұрақталу азайып, соңғы температура жоғарылайды.

ПҚД кез келген қабатының (6, 7, 8, 9 қисықтары) температурасы қызу кезінде жұмсақ ортаға айнала отырып, пісіру соңында 100^оС жоғарыламай, пісіру аяқталғанға дейін сол деңгейде қалады.

Қабық пен жұмсағының шекарасындағы орналасқан қабық (5-қисық) температурасы 100^оС жетіп, пісіру соңына дейін сол деңгейде қалады.

Пісіру процесі кезінде қабықтың сыртқы және ішкі қабаттарының арасындағы температура айырмашылығы пісірудің соңына қарай үлкен мәнге жетеді. ПҚД-ның үсті мен орталық қабаты арасының температура айырмашылығы пісірудің алғашқы кезеңінде жоғарылайды, пісірудің ортасында үлкен мәнге жетіп, сосын бірден төмендейді, пісіру соңында нөлге жетеді.

Ылғалданбаған камерада пісіру кезінде тұрғызылған график бойынша қабықтың түзілуін Л.Я. Ауэрман былай түсіндіреді.

250^оС температурадағы пісіру камерасының ылғалданбаған атмосферасында ПҚД-ның үстіңгі қабаты қарқынды қызып, өзінен ылғалды жоғалта бастайды. 1-2 мин өткен соң үстіңгі қабат барлық ылғалдан жойылып, пісіру камерасының салыстырмалы температурасы мен ылғалдығына байланысты болатын тепе-тең ылғалдылыққа жетеді. ПҚД-ның үстіңгі қабатының тепе-тең ылғалдылыққа жетуі кезінде ылғалдың буланып ұшуы жүріп, 100^оС жоғары қызуға мүмкіндік туғызады (1-қисық).

ПҚД-ның қызу шамасына қарай булану зонасы ақырындап тереңдей түседі.

Осы зонада сыртқы қабаты булану әсерінен суалып, тепе-тең ылғалдылыққа жетіп, қабыққа айналады. Нанның орталық қабаттарының булану зонасының қалыңдығы барлық қабаттардағы буланудың нәтижесінен жоғарылайды.

Осы айтылғандарға қарап, ПҚД пісіру кезінде қабық пен жұмсақ орта түзетін қабаттар арасында 100^оС температура кезінде ылғал буланатын “булану зонасы” пайда болады және орталық қабаттағы ылғал толықтай суалған қабық арқылы өтетінін түсінуге болады.

Булану зонасының айналасындағы жұмсақ ортаның температурасы пісіру процесінің барлық кезеңінде 100^оС аспайтыны да айтылған. Булану зонасына тұстасқан қабықтың температурасы 100^оС тең болып, үстіңгі қабатының температурасы 180-200^оС жетеді. Бұл қабық арқылы қабылданатын жылу бөлігі сыртқы қабық арқылы өтетін су буының қызуына шығындалатынымен түсіндіріледі.

Қабық пайда болатын ПҚД-ның кейбір қабаттарында температура 100^оС деңгейде тұрақталып, олар біраз уақыттай қабық пайда болғанша булану зонасына айналады. ПҚД-ның үстіңгі қабығы тез суалып, үстінің температурасы 100^оС деңгейде тұрақталмайды.

Пісіру камерасында ПҚД-ның қызуы, оның жылдамдығы және қарқындылығы көптеген факторларға, сонымен қатар пісіру камерасындағы кинетика мен массаалмасу, қамырдың реологиялық қасиетіне байланысты.

Сондықтан Л.Я. Ауэрман, А.В. Лыков және т.б. жүргізген зерттеулері бойынша ПҚД-ның қызуына әсер ететін факторлар қарастырылды.

Пісірілетін қамыр дайындамасының қызуын негіздейтін факторлар

Пісіріліп жатқан қамыр дайындамасының қызуына пісу процесі барысында пісіру камерасының жылуфизикалық параметрлері (жоғарыдан жылу беру температурасы, температура, салыстырмалы ылғалдылық және булы ортаның қозғалыс жылдамдығы), сонымен қатар пісіріліп жатқан қамыр дайындамасының массасы, пішіні, ылғалдылығы, кеуектілігі және басқа да қасиеттері әсер етуі мүмкін.

Пісірілетін қамыр дайындамасының қызуына пісіру камерасындағы булы-ауа орта температурасының әсері бірқатар жұмыстарда анықталған. Пісіру камерасының температурасы барлық пісіру процесінде өзгеріссіз қалатын 250, 230 және 210^оС (сәйкесінше І, ІІ және ІІІ қисықтар) пісірілетін қамыр дайындамасының орта бөлігі 9 нүктеде қызуы көрнекілік мақсатында төмендегі графикте келтірілген (48-сурет).

ПҚД-ң 9 нүктесіндегі температура, 0С
	τ пісіру

48-сурет. ПҚД-ның пісіру камерасының әртүрлі температурасында 9 нүктедегі (47-суреттен қарау ) температура өзгерісінің мысал түрдегі графигі:

қисықтар: І – 250⁰С; ІІ – 230⁰С; ІІІ – 210⁰С

Пісіру температурасын жоғарылатқан сайын, ПҚД ортасының қызуының тез жүретіні белгілі.

Наубайхана өндірістеріндегі нан пісіру пештерінде пісіру камерасының температурасын біртіндеп төмендету әдісі жүргізіледі. Осыған байланысты, пісіру камерасының температурасын біртіндеп төмендету әдісіндегі ПҚД қызуының температуралық ортасы анықталынды.

Пісіру камерасының температурасын біркелкі төмендету кезеңіндегі (280-нен 180^оС дейін) ПҚД-ның температура ортасының өзгеріс графигі 49-суретте көрсетілген.

Графиктегі температуралардың сандармен белгіленуі 47-суреттегіге сәйкес.

ПҚД-ның әртүрлі қабатындағы температуралық қисық сызықтар, (47 және 49 суретте) мынадай жағдайларды анықтауға мүмкіндік береді: пісіру камерасының температурасын біртіндеп төмендету әдісінде, алдымен, ең үстіңгі қабатының (1 қисық) жағдайы өзгеріске көп ұшырайды, 2-қисықтағы қабат және 3, 4-қисықтағы қабаттар сәл өзгереді.

Пісіру соңында ПҚД-ның осы барлық қабаттары дайын өнімнің сыртқы қатты қабығына айналады. 1 және 2- қисық сызықтар максимум температураға 48-суреттегідей пісіру соңында емес, пісіру процесінің шамамен үшінші бөлігінің соңында (7 қисық) немесе пісіру кезеңінің 40% (2-қисық) жетеді. Мұнда қабаттардың максимум температурасы 47-суреттегі көрсетілген деңгейден төмен.

ПҚД қабаттар арасындағы температура, 0С
	τ пісіру

49-сурет. Пісіру камерасының температурасы пісіру кезеңі 280-нен 180^оС төмендегенде ПҚД қабаттар арасындағы температураның өзгеріс графигі

Пісіру камерасының температурасын төмендеткен жағдайда, сәйкесінше 1 және 2-қабат температурасы төмендейді, үстіңгі қабаты 1 көп мөлшерде, 3- қабатта өзгеріс аздап ғана білінсе, 4-қабатта мүлдем білінбейді.

ПҚД-ның 5, 6, 7 және 8-қабаттары пісу соңында өнімнің жұмсақ ортасына айналады, 47-суреттен өзгешелігі - осы қабаттардың температурасының өсу жылдамдығы баяулау.

ПҚД-ның қызуына пісіру камерасындағы булы-ауа орта ылғалдылығының әсері де көптеген жұмыстарда анықталынған. Қызуға мұндай жағдайдың әсер етуі наубайханалық пештің пісіру камерасындағы атмосфера барлық уақытта, нан пісу барысында ылғалдың бөліну нәтижесінен немесе пісіру камерасына қосымша будың берілуінен судың бумен азды-көпті деңгейде қаныққанынан болады.

Пісіру камерасының атмосферасын ылғалдандыру пісірілетін нанның көлеміне, оның күйіп кетпеу жағдайына және дайын өнімнің беткі жағдайы мен сыртқы қабатына, пішініне әсер етеді.

Егер ылғалданған және қыздырылған пісіру камерасына үстіңгі қабаты 30-35^оС температурадағы салқын ПҚД (өсу температурасынан төмен) келгенде бірден үстіңгі қабатында бу конденсациясы жүреді. Қамырдың кеуектілік құрылысында сорбция және конденсация ПҚД-ның тек ең жоғарғы қабатында емес, А.А.Михелев, А.С.Гинзбург және т.б жұмыстары көрсеткендей, қамырдың үстіңгі қабатында да жүреді.

Пісіру камерасындағы бу алмасу процесі ПҚД-ның беткі қабаты жоғары температураға, яғни бу ортасының температурасынан жоғарылағанға дейін жүреді. Пеш қызып, ыстық ауа қамырға беріледі де, жылу алмасу барысында пісіру камерасында ылғалды орта пайда болады. Бұл ыстық ауа қамырға қызу беру арқасында оны пісіреді.

Пісіру камерасын ылғалдандыру ПҚД-ның беткі қабатының қызуын тездетіп қана қоймай, сыртқы қатты қабаты мен жұмсақ ортасының қызуын да жеделдетеді және осы қабаттардың температуралық қисық сызығын да өзгертеді, ол төмендегі графикте көрсетілген (50-сурет). Бұл нан пісіруде камераны ылғалдандырудың маңыздылығын көрсетеді.

Графикте көрініп тұрғандай, ылғалдандыру ПҚД-ның үстінің және қабықтың қызуын тездетеді, сол себепті жұмсақ орта қабатының қызуын тездетумен қатар, осы қабаттардың температурасының қисығын өзгертеді.

Осыған байланысты пісіру процесі кезінде ПҚД-на жылу беруде камераны ылғалдаудың маңызы зор екендігін айтуға болады.

ПҚД-ның массасы мен пішінінің оның қызуына әсері де маңызды орын алады. ПҚД-ның массасы жоғары болған сайын қамырдың ортасы баяу қызады, нәтижесінде пісу уақыты ұзарады.

Зерттеулерден бидай ұнынан жасалған батонның жұмсақ ортасы сол салмақтағы домалақ нанға қарағанда тез қызғандығын көруге болады.

Бірдей салмақтағы батонның меншікті беті домалақ нанмен салыстырғанда үлкен болуы конденсацияланған будың бөлінуінен ПҚД-ның қызуын жеделдетеді.

Қамыр ылғалдылығының ПҚД-ның қызу жылдамдығына әсері. Қамыр ылғалдылығының жоғары болуы пісу кезіндегі қамырдың қызуын тездетеді, ал керісінше, ылғал мөлшері төмен болған жағдайда қызу ұзақтығы төмендейді.

ПҚД қабаттар арасындағы температура, 0С
	τ пісіру

50-сурет. Пісіру камерасы ылғалдандырылған және ылғалданусыз жағдайда піскен ПҚД қабаттар арасындағы температураның өзгеруінің графигі (қисық сызықтардың белгіленуі 47-суреттегідей).

Қамырдың ылғалдылығы жоғары болған сайын, соғұрлым жылуды өзіне көп тартады. Ылғалды көтеру мақсатында қыздыруды жеделдету, қамырдың беті мен қабаттарының қызуын анықтауда маңызды. Бірақ, бұл әдісті қызудың тез жүруінен нанды жедел пісіру мақсатында пайдалануға болмайды.

Қамырдың қалыпты ылғалдылығы дайындалатын өнімнің нормативті ылғалдылығына байланысты болады.

Нанның кеуектілігінің әсері. Нанның кеуектілігі (кеуек өлшемі, мөлшері, қабырға қалыңдығы, микрокапиллярдың болуы) пісіріліп жатқан нанның жұмсақ ортасындағы ылғал алмасуда маңызды орын алады, сондықтан ол нанның жұмсақ ортасының қызу жылдамдығына әсер етпей қоймайды.

Нанның сыртқы қабығының қалыңдығы жылу мен ылғалды аз өткізетін болғандықтан, нанның жұмсақ ортасының қызу жылдамдығына да әсерін тигізеді.