Нан пісіру технологиясында қолданылатын антиадгезиялық материалдардың қасиеттерін зерттеу еркебаев м. Ж., т.ғ. д., проф., Ералиева с. Ж

Нан пісіру өнеркәсібінің негізгі мәселелерінің бірі – ол технологиялық желілерді пайдалануды қиындататын нан қамырын бөлу, оның көтерілуі және пісіру кезіндегі қамырдың жабысуы болып табылады. Қамырдың түпкілікті көтерілуі камераларда немесе конвейерлі шкафтарда, салыстырмалы ылғалдылығы 70-80% болатын және 38-40ºС температурадағы ылғал және жылы ауа атмосферасында өтеді. Сондықтан, қамырды көтеруге арналған шкафтардың науашаларының бетін жабуға пайдаланылатын материалдардың адгезиялық беріктілігі төмен және өңез түзілуге төзімділігі жоғары болуы керек. Осы бағытта зерттеушілер қамырдың адгезиясына пара-пар, құны төмен, бактерияларға төзімділігі жоғары жаңа материалдарды іздестіруде.

Іздестіру нәтижесінде өзінің эксплуатациялық сипаттамаларымен ерекшеленген пленкалық полимерлік материалдардың ішінен пеноплен тоқылған материалдарға қарағанда анағұрлым артық болып шықты [1].

Сынақ нәтижелері көрсеткендей пеноплен материалын пайдалану мерзімі жүн шұғасына қарағанда анағұрлым ұзақ. Бірақ оның кемшіліктері де бар, яғни оның механикалық беріктілігі төмен, ал бұл оның пайдалану мерзімін шектейді және қамырдың ылғалдылығының өзгеруіне аса сезімтал, яғни, қамыр дайындамаларын ылғалдылық технологиясы бойынша көтерілуіне мүмкіндік бермейді.

Қамыр дайындамаларының көтерілу процесіне сәйкес келетін режимдер бойынша жүргізілген қамырдың адгезиялық қасиеттерін зерттеулердің нәтижесінде белгіленгендей, адгезиялық беріктілігі төмен болып сипатталатын пеноплен мен тоқылмаған жайма материалдары болса, ал ең көп адгезиялық беріктілікке ие – болат материалы болып табылады [2].

Қамырдың әртүрлі материалдармен адгезиялық өзара әсерін зерттеу оларды конвейерлі таспалар мен көтерілуге арналған шкафтарды жетілдіру мақсатында ұсынуға мүмкіндік береді.

Украина ғылыми-зерттеу институтында өткізілген (УкрНИИ “Продмаш”) тәжірибелік-өнеркәсіптік сынау кезінде фтор элементінен тұратын полимерлер мен кремнийлі органикалық полимер-компаунд (КПТ-30) негізінде жасалынған эксплуатациялық қасиетке ие жабынды сынақтан өткен. КПТ-30 негізінде жасалынған жабынды нан пісіруге арналған қалыптардың ішкі беттерін адгезияға қарсы өңдеу үшін қолданылады. Ол пештерде нанды пісіру кезінде қалыптарды өсімдік майымен майламауға

Эпиламирлеу арқылы майлау композициясы мен оны байланысу бетіне жағу тәсілдері жасалынған. Ол бойынша байланысу бетінің адгезияға қарсы қасиеттері беттік энергияның 1825-5000 мН/м-ден 4мН/м-ге дейін төмендеуі есебінен және адгезияның жұмысының есебінен жүреді де, бұл көптеген тағамдық материалдардың ылғалдануының төменгі энергияда өтуіне себепші болады. Композицияны біріктіретін бұл қасиеттер нан пісіру қалыптарында қамырдың адгезиясын төмендету үшін қолданылады.

Біріктіруші композицияның қоюлығы металдан жасалынған қалыптарға жағылатын эпиламирлеуші құрамның жұмысқа қабілеттілігін анықтайды.

Сапалы полимерлі жабындыны алу үшін оның қалыптасу заңдылықтарын меңгеру керек. Тәжірибені жоспарлаудың тәсілі ретінде, полимерге ұқсас тетрафторэтилен және винилиденфторид негізіндегі адгезияға қарсы жабындының ұтымды технологиясын құру мақсатында, жабындының адгезиялық беріктілігіне әртүрлі физико-химиялық факторлардың (еріткіштердің табиғаты, қалыптасу процесінің температурасы, жабындының қалыңдығы әсерін бағалау жұмысы жүргізілген [3].

Сонымен қатар, басқа да зерттелген факторлармен салыстырғанда, жабындының адгезиялық беріктілігіне көбірек әсер ететін фактор – ол еріткіштің табиғаты. Ол оның жоғарғы эксплуатациялық сипаттамаға ие болуына себепші болады.

Пісіру кезінде қамырдың адгезиялық қасиетін төмендету қалыптарда болаттан және де алюминийден жасалынған, тамақ өнеркәсібінде қолдануға рұқсат етілген полидиметилсилоксанды жабындыны жасау арқылы жүзеге асады [4].

Байланыстыру шартының модельденуі қамырдың көтерілу кезінде науашаның бетімен немесе қалыппен пеште байланысуын сипаттайтын режимдер үшін жасалынған. Қыздыру температурасы 40ºС-тан 200ºС аралығында өзгеріп отырған. Қамырдың қызуы кезіндегі адгезиялық беріктіктің өзгерісі үш кезең арқылы белгіленеді және бұл барлық материалдар үшін ұқсас. Температураны 50ºС-қа дейін жоғарылатқанда қамырдың адгезиялық беріктілігі жоғарылайды және өзінің ең жоғарғы мәніне жетеді. Бұл жағдайда болат қорытпасы алюминиймен салыстырғанда үлкен адгезиялық беріктілікке ие. Полидиметилсилоксанды жабынды қамырдың адгезиясын екі материал үшін де 800 Па-ға төмендетеді. Температураны одан әрі қарай 200ºС-қа дейін жоғарылатқанда, қамырдың тұтқырлығы қарқынды жоғарылайды, сәйкесінше, адгезиялық беріктілігінің мәні төмендейді.

Адгезиялық қасиеттері бойынша нан өнімдерін пісіру үшін алюминийлі полимерлі жабынды қолайлы. Бұл жағдайда да қамырдың адгезиясы негізінен пісіру камерасында, оның алғашқы қызуы кезінде байқалады.

Олай болса, қамырдың тақтайшаға және қалыпқа жабысуын болдырмайтын жаңа, үнемділігі жағынан пайдалы материалдарды қамырдың көтерілуінің соңғы кезеңінде ғана емес, сонымен бірге, пісіру камерасында дайындаманың қызуы кезінде де, әсіресе, қамыр дайындамасын қамырды көтеруге арналған шкафтан пештер немесе конвейерлі пештердің науашаларына ауыстырғанда да іздестіру керек.

Осы мақсатта қамырды көтеруге арналған шкафтардың науашаларының бетін жабуға пайдаланылатын адгезиялық беріктілігі төмен және өңез түзілуге төзімділігі жоғары материал болып табылатын – қымбат әрі тапшы шинельдік шұға, фетр, кирза және т.б. қолданылады. Осы материалдардың ішінен ең тиімді материал ретінде ұсынылатын шинельдік шұға материалының талшықтық құрамының, яғни жүн талшығының, жылулық қасиеті өте жоғары (жылуды жақсы өткізеді, әрі сақтайды). Сонымен қатар, аталған материал еліміздің ауылшаруашылығы өнеркәсібіндегі мал шаруашылығы өнімі болғандықтан, шинельді шұға материалынан жасауға шикізат қоры жеткілікті.

1. 
   В.А. Дятлов, В.Н. Карпенко, Г.Б. Нечесов. Адгезия теста на стадии расстойки. /Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1982, С.34-35.
   
2. 
   А.Ф. Васина, А.Д. Зимон, Л.С. Энкина. Адгезия и реологические свойства пшеничного теста при добавке молочной сыворотки и улучшителей. /Изв. ВУЗов. Пищевая технология, 1986, С.80-83.
   
3. 
   Г.Г. Витовтова, А.В. Васин, В.В. Гусев, А.Д. Зимон. Закономерности формирования антиадгезионных покрытий на основе тетрафторэтилена и винилиденфторида, применяемых в Пищевой промышленности. /Изв. ВУЗов. Пищевая технология, 1984, С.124.
   
4. 
   В.И. Карпенко, В.А. Дятлов, Г.Б. Нечесов. Адгезионные свойства теста при выпечке. /Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1983, С.36-37.
   

Алматы технологиялық университеті

Адгезиялық құбылыстар кешенді-термодинамикалық (энергетикалық), адсорбциялық, молекулярлы-диффузиялық, электростатикалық және реологиялық табиғатқа ие.

Жартылай дайын өнім мен тағамдық жиынның адгезиясы туралы мәселелерімен А.В. Горбатов, И.А. Рогов, М.Н. Клименко, В.Д. Косой, А.М. Маслов, Ю.А. Мачихин, С.А. Мачихин, А.Н. Даурский, О.Н. Силаев, Б.А. Николаев, А.Д. Зимон, О.А. Рябов, О.Ч. Чоманов, М.Ж. Еркебаевтар айналысты.

Түйісетін шекаралық беттердегі реологиялық әсерлер адгезияда белгілі бір қызметті жиі атқарады, мысалы, шекаралық микробедердегі адгезиялық байланыстың түзілуі кезінде, көтерілуі кезінде, домалақтануында тасымалдануында және қалыптану кезінде.

Өздерінің физико-химиялық табиғаты бойынша әртүрлі денелердің өзара беттік түйісуіне (адгезиялық) әртүрлі физикалық және химиялық себептер, сонымен қатар деформациялық қасиеттері себепші болуы мүмкін.

Адгезиялық қосылыстың беріктігін өлшеу кезінде, әдетте, айқасу күші қамырдың құрамына, байланысу шарттарына (оның ұзақтығына, қысымына, температурасына және т.б.) тәуелді деп белгілеуге тырысады.

Қамыр адгезиясының теориясы мен практикасында соңғы жылдары дамып келе жатқан жаңа бағыт, ол - компоненттерінің бірі тегіс болып табылатын адгезиялық-фрикциондық жұптың жұмысын оқып-үйрену.

Бұл шарт қалыптасу кезінде қамыр дайындамаларын, біліктерді өңдеу кезінде қойылатын шартқа өте жақын.

Егер домалақтанған тегіс қамыр тегіс жазық бетпен сыртқы салмақтың әсерінсіз жанасса, онда жанасу ауданын нөлге тең деуге болады. Шынында, домалақтанған қамыр мен жазықтықтың арасында, беттік керілу күшінің әсерінен белгілі бір жанасу ауданы түзіледі (1 сурет).

Егер - қамырдың беттік керілу күші (энергиясы), - төсемнің беттік

керілуі, ал - фаза аралық беттік керілу болса, онда соsɑ = 1 жағдайында

= = v деп жазуға болады. Герц бойынша жанасу кернеуінің теориясын қолдана отырып, беттік күштерді анықтауға арналған формуланы алуға болады:

=9R(P+3vR+[6vR+(3v)²)/16E(Z, T)

мұндағы, - жанасу ауданының радиусы, - сыртқы салмақ, v – беттік энергия, Е – қамырдың серпімдік модулі;

Адгезия мәселелері бойынша соңғы жылдары жасалынған зерттеулер мен көптеген жұмыстарға қарамастан, адгезиялық құбылыс кезінде және анықтаушы факторлардың бөлінуі кезінде өтетін реологиялық бейнелеуде әлі күнге дейін толық айқындылақ жоқ.

Шекаралық беттің микробедеріне және микрореологиялық құбылыстардың қызметіне көңіл бөлінген жұмыстар жасалуда және адгезиялық өзара әсер күшінің жанасу уақыты мен температураға, үзілу жылдамдығына деген күрделі тәуелділіктерге жалғасуда.

Нан өндірісінің қамырды бөлуге арналған машиналарының бірі – осы машиналардың жұмыстық органдары бойынша қамыр дайындамаларының жабысуы мен жығылуымен күресудің тиімді тәсілдерін қолдану болып табылады.

Қамыр бөліктерінің жұмыстық беттерге жабысып қалуын болдырмау үшін әдетте ол жерлерге ұн сепкен, сондықтан бұл машиналар ұн сепкіштермен жабдықталған. Бұл мақсат үшін қолданылатын ұнның сорты қамырдың сортымен бірдей болуы тиіс. Себу үшін өнімді дайындауға жұмсалатын ұнның 1,5%-ын жалпы шығыннан шығарып отырған. Бұл ұн белгілі бір дәрежеде өндірістің шығынына кіреді, ал ол өз кезегінде бейөндірістік шығындарды көбейтеді. Сонымен қатар, қамырдың жабысуын азайту үшін құрал-жабдықтың жұмысшы беттерін және өңделіп жатқан қамыр бөліктерін жылытылған ауамен үрлеу жиі қолданылады. Үрлеуге арналған ауа бөлменің жоғарғы аймағынан алынады және ол желдеткіштің көмегімен ауа өткізгішке жиналып, сол жақтан құбырлар арқылы бөлгіш, домалақтағыш және жайғыш машиналарға жіберіледі.

Жекелеген машиналарға жіберілетін ауа мөлшерін реттеу үшін құбырларға шибер орнатылады.

Үрлеуге жіберілетін ауаның температурасы 28-30ºС, ал салыстырмалы ылғалдылығы 40-43% аралығында өзгеріп тұрады.

Бұл тәсілдің кемшілігі – ауа өткізгіштердің металл құрылысының және олардың бекіткіштерінің аса үлкендігі, сондай-ақ, пісірілген өнімдердің беткі қабатының жұқаруы. Аталған тәсілден бөлек өндірісте қамыр дайындамаларының жабысуын азайту мақсатында қамыр қалыптайтын машиналардың жұмысшы беттерін сулайды (қара нанды өндіруде) және өсімдік майын немесе эмульсия жағады.

Сондай-ақ, қамырды домалақтағыш және жайғыш машиналардың жұмысшы органдарын, астауша тетіктерін фторопласт – 4 (тефлон) пен кремнийорганикалық сұйықтықтан (силикон) құралған жаңа заманғы полимерлік композициямен өңдейді. Жоғарыда аталған тәсілдердің қамыр көтергіш шкафтардың астаушалары үшін тиімсіз болатындығын атап өткен жөн, өйткені, қамыр дайындамаларының көтерілу уақыты, температурасы, ылғалдылығы жоғары болғандықтан, қамырдың жабысуы да жоғары болады.

Осы жағдайды ескере отырып, біз жаңа тәсіл ұсынып отырмыз.

Ол – қамыр көтергіш шкафтардың жұмысшы беттерін және астаушаларды шинельдік шұғамен қаптау.

Қазіргі уақытта нан өнімдері мен кондитерлік бұйымдардың жүздеген түрлері өндіріледі.

Дегенмен, биологиялық жағынан құнды тағам өнімдерін алу тағамдық шикізатты қайта өңдеу процесінде оны сақтау және үнемдеу мақсатында жаңа заманғы өндірістің мүмкіндігін толық пайдалану арқылы жүзеге асырылуы тиіс. Тағамдық материалдарды механикалық қайта өңдеу процесі оларды құрал-жабдықтың бөлшектерінің бетімен өзара түйісуіне негізделген.

Өнімдердің беттік қасиеттері процестің әртүрлі сатыларында дұрыс қызмет те, теріс қызмет те атқаруы мүмкін. Қамыр адгезиясын реттеуде қолданылатын құрылыстық материалдарды таңдау және антиадгезиялық жапқыштарды таңдау сияқты тәсілдер адгезиялық өзара әсерді реттеуді толық қамтамасыз ете алмайды. Осы орайда нан пісіру саласында жартылай дайын өнімдердің реологиялық қасиеттері өз дәрежесінде ескерілмейтінін атап өткен жөн.

Нан пісіру технологиясында шикізаттың қамырлық дайындама түріндегі шығыны қомақты. Бұл – өндіріс көлемінің және нан өнімдері ассортиментінің көптігімен байланысты.

Қамырдың жабысып қалу себебінен шығынға ұшырауы, оны дайындаудың барлық сатысында, әсіресе, көтерілу және пісірілу сатыларында көрінеді. Қамырдың түйісуші бетке жабысып қалуына бірнеше факторлар әсер етеді. Олардың ішіндегі ең негізгілері – бұл қамырдың рецепті-технологиялық ерекшеліктері және құрал-жабдық жасалған материал. Қамырдың қамыр дайындағыш машиналар мен құрылғылардың және қамыр көтергіш шкафтардың жұмысшы органдарына жабысуын азайту мақсатында әртүрлі тәсілдер қолданылады. Мысалы, адгезиялық материалдарды қолдану, ұн себу, ерітінділер жағу. Алайда, бұл тәсілдер дайын өнімнің сапасын төмендетеді.

Сондықтан да қамырмен түйісетін антиадгезиялық сипаттамасы жоғары материалды ұтымды таңдау және қамырдың құрамын оңтайландыру маңызды болып табылады.

Осы жұмыстың мақсаты – тағамдық шикізат шығынын азайту, нан өнімдірінің сапасын арттыру және адгезияны төмендету арқылы бөлу процестерін механикаландыру.

Жұмыстық міндеті:

1. 
   Қамырдың жабысуына әсер ететін негізгі факторларды анықтау.
   
2. 
   Қайта өңдеу процестеріндегі адгезиялық құбылыстардың теориялық алғышарттарын әзірлеу.
   
3. 
   Қамырдың адгезиялық қасиеттерін зерттеу.
   
4. 
   Қамырдың құрылыстық материалдарға адгезиясын азайтудың жаңа тиімді тәсілдерін анықтау.
   

1. 
   Васина А.Ф., Зимон А.Д. Адгезия и реологические свойства пшеничного теста. М.: Пищевая технология, 1986г.
   
2. 
   Карпенко В.И., Дятлов В.А. Адгезионные свойства теста при выпечке.- М.: Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1983г.
   
3. 
   Иванов В.С., Мачихин Ю.А. Роль адгезионных свойств теста в производстве хлебопродуктов.- М.: 1990г.
   
4. 
   Иванов В.С., Калинина С.М., Благовещенский И.Г. Пути снижения адгезии теста. – М.: Хлебопекарная и кондитерская промышленность, 1986, №6, с.33, 34.
   

In given clause ways of reduction of adhesion of the test to constructional materials are considered, the new way of a covering of surfaces of working bodies and crables a case is offered.

ҚАМЫР ДАЙЫНДАМАЛАРЫНЫҢ ҚЫСЫМ ТҮСІРУ

Қамырды өңдеу кезінде домалақтау, түр беру, көтерілу, тасымалдау құбылыстары әртүрлі қысымға тап болады. Осы құбылыстарда адгезиялық әсерлер қатты көрінеді. [1]. Сондықтан тасымалдау және түр беру кезінде өңделген шинельдік шұғаның әсері қалай болатынын анықтадық.

Қысым түсіру кезіндегі өңделген шинельдік шұғаның әсерін анықтау үшін структурометр приборын қолдандық [2]. 1-суретте көрсетілгендей, пластина мен үстелшені өңделген шинельдік шұғамен қаптадық.

Қысылған кездегі қалыпты кернеуді төмендегідей формула бойынша анықтаймыз: =* , Па (1)

мұндағы, F – үстелшеге әсер етуші күш,Н; D – цилиндрлік пробаның диаметрі, мм.

Қамырдың салыстырмалы деформациясын төмендегідей формула бойынша анықтаймыз:

мұндағы, - қамырдыңабсолютті деформациясы, мм; – қамырдың әуелгі биіктігі, мм.

2 және 3-суреттердегі қамырдың көтерілгенге дейінгі және көтерілгеннен кейінгі серпімді және иілімді деформациясын анықтаудағы қисық сызықтардан көрсетілгендей, тұрақты күштің әсерінен қамырды қысу кезінде иілімді-серпімді кейінгі әрекеттің әсері анағұрлым айқын байқалады.

Салмақ түскен сәтте серпімді деформация дамиды, содан соң бір мезгілде иілімді деформация процестерінің өсуі байқалады. Түсірілген салмақты алған соң және деформацияның өсуі тоқтатылған соң қалпына келу процесі жүреді. Бұл кезде серпімді деформация сол сәтте жойылады, серпімді иілімді деформация уақыт өте қалпына келеді, ал иілімді деформация қалады [3].

Осы заңдылық деформациясының негізгі теңдеуі теңдік және үздіксіздік шарттары мен элементтерін құрайтын деформация заңдарынан алынады.

2-суреттің қисық сызықтарында көрсетілгендей, қамыр көтерілгенге дейін берілген салмаққа жету үшін жұмсалатын уақыт қамыр көтерілгеннен кейінгі жұмсалатын уақытқа қарағанда көп болады.

4-суретте қамырдың тұрақты деформациясы кезіндегі кернеудің босаңсуының уақытқа тәуелділігінің қисық сызықтары келтірілген.

Тұрақты жылдамдық кезінде қамырдың деформациясы белгілі бір уақыт (Т) аралығына дейін созылады да, содан соң деформация процесі сол сәтте жойылады.

Кернеудің , = кезіндегі уақытқа қатысты өзгеруі төмендегідей түрде болады: = (3) мұндағы, = n/ босаңсу уақыты, сек.

3-формулада көрсетілгендей, қамырдың тұрақты деформациясы кезіндегі кернеу уақытқа қатысты азаяды. Бұл құбылыс кернеудің босаңсуы деп аталады. Сәйкесінше, босаңсу уақыты тұрақты деформация кезіндегі бастапқы кернеу е = 2,72 рет азаятын уақытқа тең.

3-формула көтерілгеннен кейінгі қамыр үшін тәжірибелік жолмен дәлелденеді. Тұрақты деформация кезіндегі кернеудің босаңсуын әдетте босаңсу уақыты мен және кернеу арқылы төмендегідей формулаға өзгерте отырып көрсетеді:

=* (4)

5-суретінде бірөсті қысым түсіру кезіндегі қамыр адгезиясын сипаттайтын қисық сызықтар алынған, мұндағы жоғарғы және төменгі пластиналар өңделген шинельдік шұғамен қапталған, суретте көрсетілгендей, қысым күшіне қарамастан қамырдың жабысуы байқалмайды. Бұның мәні өңделген шинельдік шұға қамырмен түйіскен кезде жүннің қасиетінің арқасында ылғалды тез сіңіріп алады да, майда түкшелердің әсерінен қамыр мен шинельдік шұға арасында ауалы кеңістік пайда болады, ал болатпен түйісу кезінде бұл әсерлеріс жүзінде мүлде байқалмайды.

1. 
   Поландова Л.И. и др. Технология хлеба, кондитерских и макаронных изделий: Учебник для вузов / Л.И. Поландова, Р.Д. Поландова, И.В. Матвеева. – СПб: ГИОРД, 2005.
   
2. 
   Еркебаев М.Ж., Кулажанов Т.К., Гаджиев Т.И. Реологические процессы пищевых производств //Пищевая и перерабатывающая промышленность Казахстана. - №2, Алматы, 2003. С. 20.
   
3. 
   Технологическое оборудование хлебопекарных и макаронных предприятий / Учебник для вузов по специальности «Машины и аппараты пищевых производств» и «Технология хлебопекарных, макаронных и кондитерских производств» / Б.М. Азаров, А.Т. Лисовенко, С.А. Мачихин и др. Под ред. Мачихина С.А. – М.: Агропромиздат, 1986.