Высокотемпературная микронизация в производстве хлопьев из полбы

Наряду с крупой, ряд зарубежных фирм поставляют на рынок России и хлопья из полбы, классическая технология производства которых включает операции гидротермической обработки крупы, плющения, сушки, охлаждения и т.д. Для малых предприятий технологический процесс можно упростить, используя вместо пропаривания нагрев в потоке инфракрасного излучения на установках высокотемпературной микронизации (ВТМ технология - нагрев продукта в потоке инфракрасного излучения) [1]. В этом случае крупу увлажняют, отволаживают, нагревают и плющат. В подобных установках теплопередача осуществляется в основном двумя способами: радиационным и конвективным [2]. Если режимы подобраны рационально, то сушка хлопьев до кондиции не требуется.

По аналогии с овсяными хлопьями, влажность в стандарте организации можно принять 12%. Тогда процесс термообработки, с учетом последующей влагопотери при плющении и остывании хлопьев, должен обеспечивать несколько большую влажность, например 13%. В то же время необходимо, чтобы крупа прогрелась до максимально возможной температуры, при этом оставалась пластичной и давала минимум крошки при плющении, последующих перемещениях и хранении.

На рисунке 1 дана зависимость приращения температуры крупы из полбы сорта «Руно» различной исходной влажности при широком варьировании режимами нагрева - облученностью (Е = 0 — 22.6 кВт,м2) и температурой среды (303 - 212 °С).
Как видно, имеет место довольно слабое влияние исходной влажности крупы на характер зависимости, если учесть, что воспроизводимость результатов составляет около ± 3°С.
Гораздо более существенно влияние режимов нагрева. На рисунке 2 представлены данные по нагреву крупы из полбы влажностью W = 18% при различных режимах.
 В качестве математической модели нагрева можно предложить зависимость в виде [1]:

 Как правило, в промышленных установках ВТМ независимой переменной является время пребывания продукта в зоне обработки при конструктивно обусловленных облученности и температуре среды. Изменению может подвергаться исходная влажность сырья. В этом случае можно использовать упрощенную зависимость:
На рисунке 4 даны расчетные по модели (2) и экспериментальные значения приращения температуры крупы из полбы.

Как видно, в этом случае невязка экспериментальных и расчетных значений температуры существенно меньше.
Пластичность крупы кроме температуры, еще зависит и от влажности. Кроме того, как уже говорилось, перед плющением желательная влажность крупы должна составлять около 13%. Исходя из теоретических представлений о дегидратации, при высоких температурах текущая влажность крупы определяется ее исходной влажностью и температурой. На рисунке 5 даны такие зависимости. В качестве модели можно предложить выражение:
Идентификация коэффициентов при широком варьировании режимами термообработки и исходной влажностью дает их значения: b = 204120, с = -2,39 при квадрате коэффициента множественной корреляции R2=0,995. Расчетные по модели (3) и экспериментальные значения приращения температуры крупы из полбы приведены на рисунке 6.
 В случае фиксированных режимов (Е = 22,6 кВт/м2 и ?Тс = 314°С) и варьирования только исходной влажностью значения коэффициентов составляют: b =181414, с = 2,33 при квадрате коэффициента множественной корреляции R2=0,998. Соответствующие результаты приведены на рисунке 7.
Из анализа полученных данных следует, что в качестве рационального режима термообработки может быть принята температура нагрева до 90-100°С при исходной влажности зерна W0 = 19-22%. Внешний вид хлопьев можно видеть на рисунке 8.
В зависимости от степени удаления оболочек и алейронового слоя можно получать крупу и соответствующие хлопья с различным содержанием пищевых волокон. При этом несколько меняется и витаминно-минеральный комплекс продукта [3].

Список литературы
1. Зверев С.В. Высокотемпературная микронизация в производстве зернопродуктов. М.: ДеЛи принт, 2009.
2. Зверев С.В., Сесикашвили О.Ш., Булах Ю.Г. Соя. Свойства. Термообработка. Использование. - Кутаиси: Из-во Гос. университета Акакия Церетели, 2013. - 198 с.
3. Зверев С.В., Зверева Н.С. Функциональные зернопро-дукты. - М: ДеЛи принт, 2006.
 

---