Процесс формования макаронных изделий в колодцах матрицы с предварительным уплотнением, пластификацией и разогревом теста

В существующих конструкциях матриц отечественного и зарубежного производства отсутствует предварительное уплотнение, пластификация и разогрев теста, что приводит к значительному гидравлическому сопротивлению в зоне входа потока теста в формующие отверстия фильер и увеличивает энергозатраты, при этом в типовых матрицах поперечное сечение глубоких и пустых колодцев значительно больше суммарной площади формующих отверстий. Поток теста практически становится неуправляемым, а это приводит к гидравлическому удару и разрушению фильер. Данная проблема может быть решена установкой в колодцах (их глубина составляет 50–120 мм) матрицы специальных вставок. В статье показано новое направление в конструировании матриц для производства макаронных изделий, в частности, предложено в колодцах матрицы устанавливать вставки, выполненные в виде трубы Вентури. Рассмотрены реологические основы течения теста в цилиндрических каналах вставки, построены математические модели для определения объемного расхода теста и скорости течения теста. Теоретически установлено, что объемный расход теста Q₀ и скорость его течения зависят от длины цилиндрического канала и вязкости теста. Приведены результаты экспериментальных исследований. Опытным путем установлено, что вставки, расположенные в колодцах матрицы, предварительно уплотняют тесто, пластифицируют и разогревают его, при этом производительность пресс-автомата МИТ-2 за счет увеличения скорости выпрессовывания повышается в среднем на 25–26 % при заметном улучшении качества отформованных полуфабрикатов и снижении удельных энергозатрат.

1. Медведев, Г. М. Технология макаронного производства / Г. М. Медведев ; ред. Н. В. Куркина. - М. : Колос, 1998. - 271 с.

2. Основы расчета и конструирования машин и аппаратов пищевых производств / под ред. А. Я. Соколова. - М. : Пищепромиздат, 1960. - 742 с.

3. Гуськов, К. П. Перфорированные пластины в макаронном производстве / К. П. Гуськов, Б. М. Азаров ; Центр. ин-т науч.-техн. информ. пищевой пром-сти Гос. ком. по пищевой пром-сти при Госплане СССР. - М. : [б. и.], 1965. - 48 с.

4. Влияние параметров прессования макаронного теста на мощность пресса / Н. Г. Щеглов [и др.] // Управление реологическими свойствами пищевых продуктов = The Management of rheologycal properties of food products : сб. материалов первой науч.-практ. конф. и выставки с междунар. участием, 25-26 сент. 2008 г. / Моск. гос. ун-т пищевых пр-в ; сост. В. Я. Черных. - М., 2008. - С. 199-203.

5. Новикова, Г. В. Пресс для макаронных изделий / Г. В. Новикова, B. C. Иванов // Механизация и электрификация сел. хоз-ва. - 2011. - № 12. - С. 26-27.

6. Черных, В. Я. Формирование требований к современному лабораторному макаронному агрегату / В. Я. Черных, В. Ю. Митин, К. А. Сарбашев // Хлебопечение России. - 2015. - № 5. - С. 26-28.

7. Разработка и исследование малогабаритного пресса для производства макаронных изделий [Электронный ресурс] / Р. Р. Эльмесов [и др.] // Соврем. проблемы науки и образования : электрон. науч. журн. - 2015. - № 2, ч. 1. - Режим доступа: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=20358. - Дата доступа: 15.10.2019.

8. Романчиков, С. А. Устройство для прессования макаронного теста с ультразвуковым капиллярным эффектом / С. А. Романчиков // Науч. жизнь. - 2019. - Т. 14, № 4 (92). - С. 463-471. https://doi.org/10.26088/INOB.2019.92.30192

9. Назаров, Н. И. Технология макаронных изделий / Н. И. Назаров. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Пищевая пром-сть, 1978. - 287 с.

10. Киштыков, Х. Б. Влияние температуры матрицы на параметры прессования и качественные показатели макаронных изделий / Х. Б. Киштыков, М. И. Ульбашева // Аллея науки. - 2017. - Т. 1, № 9. - С. 720-728.

11. Гнатув, Е. Влияние износа формующих отверстий макаронных матриц на показатели качества изделий / Е. Гнатув, М. Чернов // Хлебопродукты. - 2009. - № 10. - С. 48-49.

12. Григолюк, Э. И. Перфорированные пластины и оболочки и связанные с ними проблемы: обзор результатов / Э. И. Григолюк, Л. А. Фильштинский // Упругость и пластичность, 1965 / ВИНИТИ ; гл. ред. Л. И. Седов. - М., 1967. - С. 7-163. - (Итоги науки. Серия «Механика»).

13. Смоленцев, Ю. А. Экспериментальное определение коэффициента ослабления растягиваемых перфорированных пластин / Ю. А. Смоленцев // Хим. и нефт. машиностроение. - 1966. - № 6. - С. 12-13.

14. Мельников, Н. П. Конструктивные формы и методы расчета ядерных реакторов / Н. П. Мельников. - М. : Госатом издат, 1963. - 519 с.

15. Гоголев, А. Я. Экспериментальное определение коэффициента ослабления трубных досок / А. Я. Гоголев // Энергомашиностроение. - 1962. - № 10. - С. 38-39.

16. Расчеты на прочность в машиностроении / под ред. С. Д. Пономарева. - М. : Машгиз, 1956. - Т. 1 : Теоретические основы и экспериментальные методы. Расчеты стержневых элементов конструкций при статической нагрузке. - 884 с.

17. Скатецкий В. Г. Математическое моделирование физико-химических процессов / В. Г. Скатецкий. - Минск : Выш. шк., 1981. - 144 с.

18. Торган, А. Б. Анализ реологических аспектов течения макаронного теста в каналах ступенчато-переменного сечения с использование нелинейной модели Балкли-Гершеля / А. Б. Торган // Пищевая пром-сть: наука и технологии. - 2015. - № 3 (29). - С. 64-71.

19. Математическое моделирование процесса формования макаронных изделий в матрицах с улучшенными гидравлическими и технологическими характеристиками / В. Я. Груданов [и др.] // Вес. Нац. акад. наук Беларусi. Сер. физ.-техн. наук. - 2012. - № 3. - С. 57-65.

20. Торган, А. Б. Методика оценки вклада пластичной и вязкой составляющих в сопротивление течению макаронного теста / А. Б. Торган // Весн. Гродз. дзярж. ун-та ім. Я. Купалы. Сер. 6, Тэхніка. - 2015. - № 1 (198). - С. 90-98.

21. Исследование основных характеристик формующего механизма для производства макаронных изделий / В. Я. Груданов [и др.] // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. аграр. навук. - 2011. - № 2. - С. 103-110.