480 roubles. | 150 UAH | $7.5 ", MOUSEOFF, FGCOLOR, "#FFFFCC",BGCOLOR, "#393939");" onMouseOut="return nd();"> Thèse - 480 roubles, expédition 10 minutes 24 heures sur 24, 7 jours sur 7 et jours fériés
Gorbyleva Ekaterina Viktorovna Étude des caractéristiques qualitatives des suspensions de céréales et de leur utilisation dans la production de produits alimentaires : mémoire ... candidate en sciences techniques : 18.05.15 / Gorbyleva Ekaterina Viktorovna ; [Lieu de protection : Kemer. technol. in-t agro-alimentaire].- Kemerovo, 2008.- 175 p. : ill. RSL OD, 61 09-5/1247
Introduction
Chapitre 1 Revue de la littérature 9
1.1 Analyse des types et moyens de broyage existants 9
1.2. Théorie de la cavitation 17
1.2.1 Définition du phénomène de cavitation 17
1.2.2 Types de cavitation 19
1.2.3 Apparition de la cavitation 21
1.2.4 Application pratique de la cavitation 23
1.3 Caractéristiques du grain de blé utilisé dans le travail 26
1.4 Moyens d'améliorer la valeur nutritionnelle des céréales alimentaires 30
1.4.1 Le lait comme moyen d'augmenter la valeur nutritionnelle des produits céréaliers 30
1.4.2 Le trempage des grains comme moyen d'augmenter les la valeur nutritionnelle nourriture 34
1.5 Conclusion de la revue de la littérature 36
Chapitre 2. Objets et méthodes de recherche 39
2.1. Objets d'étude 39
2.2 Méthodes de recherche 40
2.3 Traitement statistique des données expérimentales 45
Chapitre 3 Résultats de la recherche et discussion 47
3.1 Déterminer comment préparer le grain pour le broyage par cavitation 47
3.2 Obtention des suspensions de grains. Détermination de la température initiale, intervalles d'échantillonnage 49
3.3 Évaluation organoleptique suspensions obtenues 54
3.4 Changement de température des suspensions de grains pendant la cavitation 54
3.5 Etude de l'effet du traitement de cavitation sur l'acidité 58
3.6 Étude du complexe glucidique 59
3.7 Détermination de la teneur en protéines 64
3.8 Détermination de la teneur en lipides 67
3.9 Etude de l'effet du traitement par cavitation sur la teneur en vitamine E69
3.10 Etude de l'effet du traitement de cavitation sur la teneur en macronutriments 70
3.11 Etude de l'effet du traitement de cavitation sur la microflore des suspensions de grains 72
3.12 Etude de la stabilité du produit céréalier au stockage 75
3.13 Détermination préliminaire des modes optimaux de broyage des grains par cavitation 82
3.14 Évaluation des performances de sécurité des suspensions de céréales 83
Chapitre 4 Exemples d'utilisation pratique possible des suspensions de grains 87
4.1 Utilisation de la suspension eau-grain dans la panification 88
4.1.1 Élaboration d'une recette de pain aux céréales 88
4.1.2 Résultats de la cuisson au laboratoire. Évaluation organoleptique et physico-chimique produits finis 91
4.1.3 Vérification de la production de la technologie de production de pain utilisant une suspension eau-grain 95
4.1.4. Efficacité économique 98
4.1.4.1 Description de l'entreprise 98
4.1.4.2 Plan d'investissement 98
4.1.4.3 Plan de fabrication 101
4.1.4.4 Plan financier 109
4.2 Utilisation d'une suspension de grains de lait pour la confection de galettes et pancakes 112
4.2.1 Elaboration de recettes de crêpes aux céréales et pancakes 112
4.2.2 Résultats de la cuisson au laboratoire. Évaluation organoleptique et physico-chimique 113
4.2.3 Homologation industrielle 119
4.2.4 Efficacité économique 122
Constatations 125
Liste de la littérature utilisée 127
Candidatures 146
Introduction au travail
L'urgence du problème.
Problème alimentation équilibrée l'être humain est l'une des tâches les plus importantes de notre temps. Les produits de la transformation des céréales répondent au mieux aux exigences d'une bonne nutrition. À cet égard, il est nécessaire de créer une large gamme de nouveaux produits céréaliers qui permettent l'utilisation rationnelle de tous les composants naturels précieux tout en réduisant considérablement les coûts de production.
C'est pourquoi, dans la pratique de la production de transformation du grain, une attention considérable est accordée à l'introduction de méthodes progressives et d'équipements performants afin d'augmenter l'efficacité de l'utilisation du grain lors de sa transformation.
L'une des technologies prometteuses qui offre une intensification significative des processus de production et ouvre de larges opportunités pour élargir la gamme de produits céréaliers, de boulangerie et d'autres types de produits est le traitement par cavitation des matières premières, qui permet d'obtenir des suspensions de céréales - des produits avec un certain ensemble de propriétés physico-chimiques et organoleptiques.
La technologie proposée est basée sur un phénomène physique - la cavitation, qui est générée soit par des ultrasons (acoustiques) soit par des hydropulses (rotationnelles). Les unités de cavitation acoustique sont déjà utilisées dans diverses branches de l'industrie alimentaire. À ce jour, les plus grands résultats pratiques dans cette direction ont été obtenus par des docteurs en sciences techniques. S.D. Shestakov.
Cependant, récemment, pour la dispersion des matières premières, un agent de désintégration plus puissant est utilisé - les générateurs rotatifs hydropulsés, qui ont montré une grande efficacité lors des tests en laboratoire.
Dans le cas général, la dispersion des particules solides dans les générateurs rotatifs hydropulsés s'accompagne d'une action d'hydropercussion,
érosion par cavitation et abrasion dans l'espace annulaire entre le rotor et le stator. Cependant, le mécanisme de l'effet complexe de la cavitation hydropulsée sur les matières premières alimentaires n'a pas été suffisamment étudié.
Sur la base de ce qui précède, il est pertinent d'étudier l'effet du traitement par cavitation hydropulsée sur les propriétés organoleptiques et propriétés physicochimiques produits céréaliers.
Cible et objectifs de recherche.
Le but de cette recherche était d'étudier les caractéristiques qualitatives des suspensions de céréales et leur utilisation dans la production alimentaire.
Pour atteindre cet objectif, il a fallu résoudre les tâches suivantes :
déterminer la température initiale, le rapport des composants solides et liquides avant le broyage par cavitation et la durée maximale possible du traitement par cavitation hydropulsée du grain de blé ;
étudier l'effet de la durée du broyage par cavitation hydropulsée sur les indicateurs organoleptiques et physico-chimiques de la qualité des suspensions de grains ;
étudier les indicateurs microbiologiques des suspensions de grains;
déterminer la capacité de stockage des suspensions de grains ;
évaluer les indicateurs de sécurité des suspensions de grains ;
développer des recettes et des technologies de produits alimentaires utilisant des suspensions de grains. Donner une évaluation des produits finis ;
sur la base de toutes les études ci-dessus, déterminer les paramètres optimaux de traitement par cavitation hydropulsée du grain de blé ;
effectuer des essais pilotes d'un nouveau produit céréalier et évaluer l'efficacité économique des technologies proposées.
Nouveauté scientifique.
Scientifiquement justifié et expérimentalement confirmé la faisabilité du broyage par cavitation hydropulsée du grain de blé afin d'obtenir des suspensions de grains, en tant que produit semi-fini, dans la production de produits alimentaires.
L'influence de la durée de l'hydropulse
effet de la cavitation sur les caractéristiques physico-chimiques et organoleptiques des produits de la transformation des grains de blé.
Pour la première fois, l'influence du traitement par cavitation hydropulsée sur la microflore des matières premières céréalières transformées a été révélée.
Une évaluation des indicateurs de sécurité des suspensions de grains obtenues par la méthode de broyage de grains par cavitation hydropulsée a été réalisée.
Les paramètres optimaux pour l'obtention d'un produit céréalier semi-fini pour la cuisson ont été déterminés par la méthode de broyage par cavitation hydropulsée du grain de blé.
Pour la première fois, la possibilité d'utiliser une suspension de grains de blé germés obtenue par broyage par cavitation hydropulsée dans la production de pain de céréales est montrée.
Pour la première fois, une technologie a été développée pour la préparation de galettes de céréales et galettes à base d'une suspension lait-céréales obtenue par traitement de cavitation hydropulsée de céréales avec du lait.
L'importance pratique de l'œuvre.
Sur la base des études réalisées, des recommandations pratiques ont été élaborées pour l'obtention de suspensions de grains par la méthode de broyage par cavitation hydropulsée et leur stockage.
Des exemples d'utilisation pratique possible de suspensions de grains obtenues par broyage par cavitation hydropulsée pour la production de divers produits de boulangerie sont présentés : une suspension de grains de blé germés pour la production de pain aux grains, une suspension de grains de lait pour la préparation de galettes de céréales et de crêpes .
La méthode développée pour la production de pain a passé avec succès le test de production dans la boulangerie de PE "Toropchina N.M." ; méthode de fabrication de crêpes aux céréales - dans la salle à manger d'AltSTU "Diet +".
L'effet économique attendu de l'introduction du pain aux céréales sera de 155 450 roubles. dans l'année. L'effet économique attendu de l'introduction des galettes de céréales est de 8505 roubles. dans l'année.
Un projet de documentation normative a été élaboré pour le pain aux grains.
Approbation du travail. Les résultats des travaux ont été rapportés lors de la 62ème conférence scientifique et technique des étudiants, doctorants et jeunes scientifiques "Horizons de l'Education" en 2004, lors de la 64ème conférence scientifique et technique des étudiants, doctorants et jeunes scientifiques "Horizons de l'Education" en 2006. Il y a 10 publications, dont 3 comptes rendus de colloques, 7 articles.
Structure et étendue des travaux. Le travail de thèse consiste en une introduction, une revue de la littérature, une description des objets et des méthodes de recherche, des résultats de la discussion et de leur analyse, une description d'exemples d'utilisation pratique possible des suspensions de grains en boulangerie, des conclusions, une liste bibliographique de 222 articles, dont 5 étrangers, et 6 annexes. L'ouvrage est présenté sur 145 pages d'épreuve dactylographiée, contient 23 figures et 40 tableaux.
Le lait comme moyen d'augmenter la valeur nutritionnelle des produits de transformation des céréales
Dans la pratique mondiale, les travaux sur la création de produits de boulangerie, caractérisés par une teneur élevée en substances biologiquement actives, se généralisent. Dans la théorie et la pratique de la boulangerie, deux directions ont été identifiées pour augmenter la valeur biologique des produits alimentaires à base de céréales.
L'un de ces domaines est l'enrichissement des produits avec des matières premières contenant une grande quantité de protéines, d'éléments minéraux et de vitamines. Elle se concrétise par la création de pains enrichis en produits laitiers, concentrés de soja, farine de poisson, vitamines, etc.
La deuxième direction est l'utilisation de toutes les potentialités inhérentes à la nature dans le grain, puisque lors de la mouture variétale une partie importante substances utiles les grains sont perdus.
Le lait et les produits de sa transformation sont des matières premières précieuses contenant des protéines et du sucre. Dans le processus de fabrication de crème à partir de lait, à la suite de la séparation, lait écrémé. Un sous-produit de la production de beurre à partir de crème est le babeurre. Lors de la production de fromage, de fromage cottage et de caséine, du lactosérum se forme. Tous les produits énumérés peuvent être utilisés en boulangerie à la fois sous leur forme naturelle et après leur traitement spécial.
L'un des composants les plus déficients dans l'alimentation est le calcium. Le pain est une source limitée de calcium. À cet égard, les produits laitiers sont utilisés pour augmenter sa teneur en calcium.
Le lait est un système polydispersé complexe. Les phases dispersées du lait, qui représentent 11 ... 15%, sont à l'état iono-moléculaire (sels minéraux, lactose), colloïde (protéines, phosphate de calcium) et grossier (gras). Le milieu de dispersion est l'eau (85...89%)). Contenu approximatif de certains composants dans lait de vache présenté dans le tableau 1.1.
Composition chimique le lait est instable. Cela dépend de la période de lactation des animaux, de la race du bétail, des conditions d'alimentation et d'autres facteurs. La quantité et la composition des graisses subissent les plus grands changements. Pendant la période de vêlage en masse chez les vaches (mars-avril), le lait a une teneur réduite en matières grasses et en protéines, et en octobre-novembre - le maximum.
La graisse sous forme de billes d'un diamètre de 1 à 20 microns (la quantité principale - d'un diamètre de 2 ... 3 microns) forme une émulsion dans du lait non refroidi et une dispersion avec de la graisse partiellement durcie dans du lait refroidi. La matière grasse du lait est représentée principalement par des triglycérides mixtes, dont il existe plus de 3000. Les triglycérides sont formés de résidus de plus de 150 acides gras saturés et insaturés. La matière grasse du lait est accompagnée de substances similaires à la graisse : les phospholipides et les stérols. Les phospholipides sont des esters de glycérol, d'acides gras de haut poids moléculaire et d'acide phosphorique. Contrairement aux triglycérides, ils ne contiennent pas d'acides gras saturés de bas poids moléculaire, mais les acides polyinsaturés prédominent. Les plus courantes dans le lait sont la lécithine et la céphaline.
Les protéines du lait (3,05...3,85 %) sont hétérogènes en termes de composition, de contenu, de propriétés physicochimiques et de valeur biologique. Il existe deux groupes de protéines dans le lait aux propriétés différentes : la caséine et les protéines de lactosérum. Le premier groupe, lorsque le lait est acidifié à pH 4,6 à 20C, précipite, l'autre - dans les mêmes conditions reste dans le lactosérum.
La caséine, qui représente 78 à 85 % de la teneur totale en protéines du lait, se présente sous forme de particules colloïdales, ou micelles ; les protéines de lactosérum sont présentes dans le lait à l'état dissous, leur quantité est de 15 à 22% (environ 12% d'albumine et 6% de globuline). Les fractions de caséine et les protéines de lactosérum diffèrent par leur poids moléculaire, leur teneur en acides aminés, leur point isoélectrique (IEP), leur composition et leurs caractéristiques structurelles.
La composition élémentaire des protéines du lait est la suivante (%) : carbone - 52...53 ; hydrogène - 7, oxygène - 23, azote - 15,4 ... 15,8, soufre - 0,7 ... 1,7; la caséine contient également 0,8% de phosphore.
Les glucides du lait sont représentés par le sucre du lait (lactose), un disaccharide constitué de molécules de glucose et de galactose, ainsi que des sucres simples (glucose, galactose), des esters phosphates de glucose, du galactose, du fructose.
Sucre de lait se trouve dans le lait sous forme dissoute sous les formes a et jB, et la forme "- est caractérisée par une solubilité moindre que la forme /?. Les deux formes peuvent changer de l'une à l'autre. Le sucre du lait est environ cinq fois moins sucré que le saccharose, mais il n'est pas inférieur à ce dernier en termes de valeur nutritionnelle et est presque complètement absorbé par l'organisme.
Les minéraux sont représentés dans le lait par des sels d'acides organiques et inorganiques. Les sels de calcium prédominent (teneur 100...140 mg%) et le phosphore (95...105 mg%). De plus, le lait contient des oligo-éléments: manganèse, cuivre, cobalt, iode, zinc, étain, molybdène, vanadium, argent, etc. La teneur en vitamines du lait dépend de la race animale, de la période de lactation et d'autres facteurs.
Traitement statistique des données expérimentales
Pour obtenir un modèle mathématique du processus à l'étude, qui prend en compte le changement de plusieurs facteurs affectant le processus, des méthodes de planification mathématique de l'expérience ont été utilisées.
Pour mettre en œuvre l'une des directions, il fallait d'abord faire germer un grain de blé. Par conséquent, initialement au cours de ces études, la méthode optimale de préparation du grain de blé a été déterminée. Dans le même temps, les exigences suivantes ont été imposées à ce processus : la méthode de préparation du grain ne doit pas avoir d'impact négatif sur sa valeur nutritionnelle et biologique ; la méthode doit être simple et ne prend pas particulièrement de temps, sa mise en œuvre ne doit pas nécessiter d'équipement complexe et coûteux ni de personnel supplémentaire, de sorte que, si nécessaire, toute entreprise puisse procéder à la germination avec un rééquipement minimal et à des coûts financiers minimes.
Comme le montre l'analyse des données de la littérature, traditionnellement pour la dispersion afin d'obtenir une masse de grains, le grain est soumis à un trempage pendant 6 à 48 heures, qui s'accompagne de la germination initiale du grain. La direction principale des processus biochimiques dans le grain en germination consiste en l'hydrolyse intensive des composés macromoléculaires déposés dans l'endosperme et leur transfert à un état soluble, disponible pour alimenter le germe en développement.
Cependant, la formation de nutriments qui augmentent la valeur nutritionnelle du grain germé ne se produit pas immédiatement. Le stade initial de la germination (germination cachée, ou fermentation) s'accompagne d'une diminution des substances de faible poids moléculaire consommées par l'embryon en croissance. Ainsi, lors du trempage pendant 12 heures, la teneur en sucres du grain est réduite de près de 1,5 fois et la teneur en dextrines d'environ 1,7 fois. La teneur en vitamine C aux premiers stades de la germination est réduite de près de 1,5 fois. Mais les expériences montrent qu'après 12 heures de trempage des grains, la teneur en sucres et en dextrines des échantillons étudiés a commencé à augmenter.
Par conséquent, l'étape suivante de la germination des grains s'accompagne d'une accumulation de substances de faible poids moléculaire, notamment de vitamines, due à la croissance de l'activité enzymatique, conduisant à l'hydrolyse de composés de haut poids moléculaire. Cependant, un trempage trop long (plus d'une journée) entraîne un développement intensif de la microflore bactérienne, des moisissures et l'apparition d'une forte odeur aigre. Par conséquent, après avoir analysé toutes les informations, les paramètres de préparation des grains suivants ont été adoptés : temps de trempage - 24 heures ; température de l'eau clé - 25C.
Un tel trempage assure la germination initiale du grain avec la formation de nutriments et n'augmente pas de manière significative la microflore du grain. 3.2 Obtention des suspensions de grains. Détermination de la température initiale, intervalles d'échantillonnage
La tâche principale des études expérimentales était de déterminer la durée possible du traitement de cavitation du grain et d'identifier les intervalles d'échantillonnage pour d'autres études en laboratoire. Pour résoudre ce problème, des expériences d'essai ont été menées pour obtenir des suspensions de grains.
Le traitement par cavitation du grain a été effectué sur la base de l'entreprise LLC "Technocomplex", située à l'adresse Barnaoul, rue Karaganda, maison 6.
Au moment où le trou du rotor est bloqué par les parois latérales du stator, il se produit une forte augmentation de la pression sur toute la longueur des trous cylindriques du rotor (coup de bélier direct), ce qui favorise «l'effondrement» des bulles de cavitation en zone A.
Dans la zone B, une surpression constante favorise l'« effondrement » intensif des bulles de cavitation. Comme déjà discuté dans la section 1.1, la fermeture des bulles de cavitation contribue à la destruction des grains.
Le processus de broyage a été effectué en mode recirculation. Le rapport des parties solides et liquides était de 1:2. Une augmentation de la fraction solide dans le mélange est impossible en raison des caractéristiques techniques de l'installation de cavitation. Une augmentation de la phase liquide est inappropriée du point de vue de la valeur nutritionnelle du produit obtenu.
Pour les expériences, de l'eau du robinet froide ordinaire a été utilisée, dont la température était de 20 ° C. La modification de la température initiale n'est pas pratique, car elle nécessite des investissements matériels supplémentaires et du temps consacré au chauffage ou au refroidissement, ce qui allongera considérablement le processus technologique et augmentera le coût du produit final. Des études expérimentales ont montré que la durée possible du traitement de cavitation du grain de blé est de 5 minutes pour les suspensions eau-grain et lait-grain et de 5,5 minutes pour une suspension de grain de blé germé. Dans le même temps, la température finale des suspensions de grains a atteint 60-65C.
Un traitement ultérieur du grain est impossible, car pendant le broyage par cavitation, la viscosité du produit augmente considérablement, ce qui à la fin du processus acquiert la consistance de la pâte, à la suite de quoi le tuyau d'aspiration de l'installation n'est pas en mesure d'aspirer le mélange traité et le processus s'arrête.
Etude de l'effet du traitement de cavitation sur l'acidité
Modification de l'acidité des suspensions de grains pendant la cavitation En analysant les résultats, nous pouvons conclure qu'à la suite de la cavitation, l'acidité des produits pendant la première minute de traitement de cavitation augmente fortement par rapport à la valeur initiale de 2 à 2,5 fois. Mais plus loin au cours du processus, il diminue à 1,6 degrés pour une suspension eau-grains, à 2,1 degrés pour une suspension de grains de blé germés et à 2,4 degrés pour une suspension lait-grains.
Ceci peut s'expliquer par le fait que l'apparition de la cavitation s'accompagne de la génération de radicaux libres OH-, NCb-, N-, ainsi que des produits finaux de leur recombinaison H2C 2, HNCb, HN03, qui acidifient le milieu. Mais comme, à la suite de la pulsation et de l'effondrement d'une bulle de cavitation, environ 310 paires de radicaux, principalement OH-, se forment et que l'hydrogène formé au cours du processus s'évapore partiellement, au fur et à mesure du processus, le nombre de groupes hydroxyle augmente, ce qui conduit à une alcalinisation du milieu et à une diminution de l'acidité.
Les glucides sont les principales ressources énergétiques concentrées dans les cellules de l'endosperme du caryopse. Selon la quantité de glucides facilement digestibles, les produits à base de céréales occupent la première place parmi les autres aliments humains. La valeur des glucides dans le processus technologique de transformation des céréales et, en particulier, lors de l'utilisation de céréales dans le processus de préparation de la pâte est très élevée.
Dans ce travail, nous avons étudié l'effet du traitement par cavitation hydropulsée sur la modification du complexe glucidique du grain de blé. Pour évaluer les changements en cours, la teneur en amidon, dextrines, saccharose et sucres réducteurs a été déterminée.
L'amidon joue le rôle le plus important dans le processus de pétrissage de la pâte et de cuisson du pain. Les résultats de la recherche présentés à la figure 3.5 indiquent que le traitement par cavitation hydropulsée du grain contribue à la destruction de l'amidon qu'il contient.
La réduction maximale de la quantité d'amidon est observée dans une suspension de grains de blé germés. Cela est dû au fait qu'à la suite de la germination, l'action des enzymes du grain augmente fortement, le processus de dissolution des substances complexes déposées dans l'endosperme commence par la formation de substances plus simples. En conséquence, l'amidon est converti en dextrines et en maltose. Par conséquent, même avant que le grain germé ne soit fourni pour le traitement de cavitation, sa teneur en amidon était inférieure de 6 à 8% par rapport au grain de blé d'origine, et fraction massique dextrines - plus élevé.
La teneur en saccharose dans le grain est négligeable, et le glucose et le fructose dans le grain, normalement mûri et stocké dans des conditions de faible humidité, sont négligeables. Il n'augmente significativement que pendant la germination. Par conséquent, une augmentation significative des sucres dans les suspensions au cours du processus de cavitation était particulièrement importante. Les résultats de ces changements sont présentés dans les figures 3.7 et 3.8. 1.2 et 3 4 5
Modifications de la teneur en saccharose De manière particulièrement significative au cours du processus de cavitation, la teneur en sucres réducteurs a augmenté : 5 à 7 fois par rapport aux valeurs initiales, tandis que la quantité de saccharose n'a augmenté que de 1,2 à 1,5 fois. Premièrement, cela est dû au fait que les sucres réducteurs sont le produit final de l'hydrolyse de l'amidon. Deuxièmement, parallèlement à la décomposition de l'amidon, lorsqu'il est chauffé en présence de ne pas un grand nombre acides alimentaires l'hydrolyse du saccharose lui-même se produit avec la formation de sucres réducteurs (glucose, fructose).
La majeure partie des sucres des céréales est le trisaccharide de raffinose, le glucodifructose et les glucofructanes, qui sont des oligosaccharides facilement hydrolysés de différents poids moléculaires. Apparemment, ce sont eux qui, lors de l'hydrolyse lors de la cavitation, ont assuré une augmentation de la quantité de saccharose.
L'augmentation de la teneur en sucres dans la suspension lait-céréales par rapport aux produits eau-céréales était apparemment influencée par les sucres contenus dans le lait lui-même.
Ainsi, le traitement par cavitation du grain de blé provoque des changements positifs significatifs dans la structure de son complexe glucidique. L'importance de ce fait est due au fait qu'avec la dispersion traditionnelle des grains, le degré de mouture des grains ne fournit pas l'intensité appropriée de formation de sucre et de gaz pendant la fermentation de la pâte. Pour améliorer la qualité de la pâte de céréales, il est proposé d'ajouter du sucre, des concentrés de phosphatides, des tensioactifs (lécithine, sucre gras). On peut supposer que l'utilisation de cette technologie dans la boulangerie permettra une fermentation intensive de la pâte sans ajouter d'additifs supplémentaires, mais uniquement au détriment des sucres propres au grain. 3.7 Détermination de la teneur en protéines
Comme vous le savez, environ 25 à 30 % des besoins totaux du corps humain en protéines sont couverts par les produits de la transformation des céréales. Dans le même temps, ce sont les fractions protéiques qui déterminent les propriétés technologiques des produits de transformation des céréales, la capacité à produire du pain de haute qualité et Pâtes. Il est donc tout à fait clair que l'étude des protéines des grains dans le processus de cavitation est l'une des tâches les plus importantes.
Des études sur l'effet du traitement de cavitation acoustique sur la teneur en protéines totales, menées par S.D. Shestakov, indiquent son augmentation. Selon sa théorie, lorsque l'eau activée par cavitation interagit avec une masse broyée contenant des protéines animales ou végétales, une réaction intense de son hydratation se produit - la combinaison de molécules d'eau avec un biopolymère, la fin de son existence indépendante et sa transformation en une partie de cette protéine. Selon l'académicien Vernadsky V.I. l'eau ainsi liée devient partie intégrante des protéines, c'est-à-dire qu'elle augmente naturellement leur masse, puisqu'elle se combine avec elles en raison de l'action de mécanismes similaires à ceux qui se produisent dans la nature vivante au cours de leur synthèse.
Étant donné que des études sur l'effet de la cavitation hydropulsée sur la teneur en protéines des suspensions de grains n'ont pas été réalisées auparavant, il était nécessaire de déterminer le degré de cet effet. Pour ce faire, selon la méthode standard, la teneur en protéines des échantillons sélectionnés du produit céréalier a été déterminée. Les résultats des déterminations sont présentés à la figure 3.9.
Vérification de la production de la technologie de production de pain à l'aide d'une suspension eau-grain
Les résultats d'études complexes sur l'utilisation d'une suspension eau-grains de blé germé comme composant de recette de pain ont montré que son utilisation permet d'obtenir des produits de boulangerie à haute la valeur nutritionnelle, avec de bons paramètres organoleptiques et physico-chimiques.
Des tests de production de la technologie proposée ont été effectués dans la boulangerie de PE "Toropchina N.M." (Annexe 4)
L'évaluation des paramètres organoleptiques et physico-chimiques du pain fini, présentés dans le tableau 4.5, a été réalisée selon les méthodes standards données au chapitre 2.
Sur la base de la boulangerie existante, PE "Toropchina N.M.", située à l'adresse Territoire de l'Altaï, district de Pervomaisky, avec. Logovskoe, st. Titova, maison 6a, la production de pain aux céréales à base d'une suspension eau-grain est en cours d'organisation.
La boulangerie fait du pain à partir de farine de blé première année, pains tranchés, bagatelles de boulangerie. La productivité de la boulangerie est de 900 kg/jour de produits de boulangerie. La zone de cette boulangerie vous permet de placer une ligne pour la production de pain aux céréales. Les matières premières - la farine sont fournies par Melnitsa LLC, située dans le village de Sorochi Log, céréales - SEC "Bugrov et Ananyin".
Le pain aux céréales sera vendu dans la boulangerie-pâtisserie et dans plusieurs commerces situés à proximité. Il n'y a pas de concurrents importants pour le pain aux céréales, car il n'y a pas d'entreprises produisant de tels produits.
Boulangerie PE "Toropchina N.M." pendant ses travaux a compensé son coût initial. La valeur résiduelle est de 270 mille roubles. La production de pain aux céréales représente un sixième de la production de la boulangerie. Ainsi, un sixième du coût du bâtiment incombe à la chaîne de production de pain aux céréales. C'est 45 mille roubles. Pour la production de pain de céréales à base d'une suspension eau-grains, il est nécessaire d'acheter les équipements technologiques suivants: une installation de cavitation pour le broyage des matières organiques (dispersant de Petrakov), un disperseur Binatone MGR-900, un bain de blocage. Le reste de l'équipement est à l'entreprise et peut être utilisé dans la production de pain aux céréales.
L'amortissement est calculé selon la durée utilisation bénéfique objet d'immobilisations. Les bâtiments et les structures appartiennent au groupe d'amortissement 6 avec une durée de vie utile de 10 à 15 ans, car le bâtiment n'est pas neuf. La durée de vie utile du bâtiment est de 12 ans. L'équipement appartient au 5ème groupe d'amortissement avec une durée d'utilité de 7 à 10 ans.
Pour la préparation des galettes de céréales et galettes, il a été proposé de remplacer le lait et la farine par une suspension lait-céréales. Le calcul de la recette des produits céréaliers était basé sur la quantité de lait 1040 g pour les crêpes et 481 g pour les crêpes. Le traitement par cavitation du grain de blé avec du lait étant effectué dans un rapport de 1: 2, les grains ont été prélevés moitié moins, soit 520 g pour les crêpes et 240 g pour les crêpes. Le reste des matières premières a été prélevé dans la même quantité que dans la recette originale. Cependant, l'humidité de la pâte pour crêpes et crêpes doit être de 65 à 75%. Ainsi, si nécessaire, il est possible d'ajouter une petite quantité de farine pour obtenir une pâte de consistance optimale. La quantité d'additif a été calculée en fonction de la teneur en humidité de la matière première. Ainsi, la recette des crêpes aux céréales et crêpes est la suivante.
La suspension, la levure et le sucre ont été dosés sur la pâte, la pâte a été pétrie et mise dans un thermostat pendant 90 minutes à une température de 32 C pour la fermentation. Après le temps de fermentation de la pâte, toutes les matières premières restantes y ont été ajoutées selon la recette et la pâte a été pétrie.
Ensuite, des crêpes et des beignets ont été cuits. Les beignets et les crêpes ont été cuits sur une cuisinière de laboratoire, dans une poêle à une température moyenne de 270 C. Le temps de cuisson pour une crêpe était en moyenne de 1,5 minute, le temps de cuisson pour une crêpe était de 3 minutes.
À la suite de la cuisson, nous avons constaté qu'il est impossible de faire des crêpes à partir de la dernière suspension. Lorsqu'on verse la pâte sur ces suspensions dans le moule, elle mousse, s'étale, colle et ne se retire pas du moule.
Le procédé concerne la production d'aliments pour animaux. La méthode consiste en l'humidification, le broyage et l'hydrolyse enzymatique du grain, tandis que le rapport grain/eau est de 1:1, la température de l'eau est de 35-40°C et l'α-amylase 1,0-1,5 unités/g d'amidon et de xylanase sont utilisé comme enzymes 1-2 unités/g de cellulose. Le procédé permet d'obtenir un produit contenant des glucides facilement digestibles. 1 onglet.
À l'heure actuelle, la mélasse obtenue à partir des déchets de la production de sucre est utilisée dans l'élevage. Cette mélasse, obtenue par hydrolyse acide, contient 80% de solides et a une forte concentration en glucose.
L'utilisation de la mélasse de betterave comme aliment pour animaux est bien connue. Grâce à Hautement calorifique de ces produits, leur utilisation dans l'alimentation animale est en constante augmentation. Cependant, la mélasse est un liquide visqueux et donc difficile à manipuler. Lors de sa transformation en aliment, il doit être chauffé. De plus, la mélasse contient très peu d'azote, de phosphore et de calcium et ne répond pas aux besoins en protéines des animaux d'élevage.
Ainsi, depuis 20 ans, la mélasse obtenue à partir de céréales ou d'amidon par hydrolyse enzymatique est utilisée en élevage.
Actuellement, l'hydrolyse enzymatique des matériaux contenant de l'amidon est effectuée avec un traitement préliminaire des matières premières à une pression élevée de 4 à 5 kgf/cm2 pendant 120 minutes.
Avec un tel prétraitement du grain, gonflement, gélatinisation, destruction des grains d'amidon et affaiblissement de la liaison entre les molécules de cellulose, la transition de certaines cellulases et amylase vers une forme soluble se produit, à la suite de quoi la surface disponible pour les enzymes augmente et l'hydrolysabilité du matériau augmente considérablement.
Les inconvénients de cette méthode sont des températures et une durée de traitement élevées, qui conduisent à la destruction du xylose avec formation de furfural, d'hydroxyméthylfurfural et à la dégradation d'une partie des sucres. Il existe également un procédé de préparation d'aliments, par exemple, selon A.S. n° 707560, qui consiste à humidifier le grain en présence d'amylase, puis à aplatir, tempérer et sécher le produit fini. Avec cette méthode, jusqu'à 20 % seulement de la teneur en amidon d'origine est convertie en dextrine et jusqu'à 8 à 10 % en sucres réducteurs (tels que le maltose, le glucose).
Une méthode similaire de traitement du grain pour l'alimentation animale est proposée (A.S. No. 869745), qui implique le traitement du grain comme l'A.S. 707560, mais diffère en ce que, après le revenu, le grain aplati est en outre traité avec la préparation enzymatique glucamorine à raison de 2,5 à 3,0% en poids d'amidon pendant 20 à 30 minutes. Le pourcentage de sucres réducteurs dans le produit passe à 20,0-21,3 %.
Nous proposons un produit qualitativement nouveau avec des glucides facilement digestibles - la mélasse de blé (seigle) obtenue par hydrolyse enzymatique.
La mélasse alimentaire est un produit de l'hydrolyse incomplète de l'amidon et de la cellulose (hémicellulose et fibres). Il contient du glucose, du maltose, des tri- et tétrasaccharides et des dextrines de différents poids moléculaires, des protéines et des vitamines, des minéraux, c'est-à-dire des minéraux. tout ce dont le blé, le seigle et l'orge sont riches.
La mélasse alimentaire peut également être un additif aromatisant, car. contient du glucose, nécessaire à la croissance des jeunes animaux de la ferme.
Le goût, la douceur, la viscosité, l'hygroscopicité, la pression osmotique, la fermentescibilité des hydrolysats dépendent des quantités relatives des quatre premiers groupes de glucides mentionnés ci-dessus et dépendent généralement du degré d'hydrolyse de l'amidon et de la cellulose.
Pour l'hydrolyse de la cellulose et de l'amidon, des préparations enzymatiques complexes ont été utilisées : amylosubtiline G18X, celloviridine G18X, xylanase, glucavamorine G3X.
Nous proposons également une nouvelle méthode de transformation des grains (seigle, blé) et d'obtention de mélasse fourragère par cavitation avec action simultanée d'un complexe enzymatique.
La méthode de traitement des grains se déroule dans un appareil de cavitation spécial, qui est un récipient rotatif avec un tambour perforé, dans lequel se déroule le processus de cavitation, basé sur des oscillations hydrodynamiques à haute intensité dans un milieu liquide, accompagné de 2 types de phénomènes :
hydrodynamique
acoustique
avec la formation d'un grand nombre de bulles-cavernes de cavitation. Dans les bulles de cavitation, un fort échauffement des gaz et des vapeurs se produit, résultant de leur compression adiabatique lors de l'effondrement des bulles par cavitation. Dans les bulles de cavitation, la puissance des oscillations acoustiques du liquide est concentrée et le rayonnement cavitant modifie les propriétés physicochimiques de la substance située à proximité (dans ce cas, la substance est broyée au niveau moléculaire).
Exemple 1 : Le grain est préalablement broyé grossièrement dans un broyeur d'alimentation avec une granulométrie ne dépassant pas 2 à 4 mm, puis il est mélangé de manière fractionnée avec de l'eau fournie au cavitateur. Le rapport du grain et de l'eau est de 1:1 parties en poids, respectivement. Température de l'eau 35-40°C. Le temps de séjour d'une suspension de grains et d'eau dans le cavitateur n'est pas supérieur à 2 secondes. Le cavitateur est relié à un appareil dans lequel le pH et la température sont maintenus au moyen d'un contrôle automatique. Le volume du mélange réactionnel dans l'appareil dépend de la puissance du cavitateur et varie de 0,5 à 5 m 3 .
Après avoir introduit la moitié de la quantité de grain, un complexe d'enzymes est introduit dans le cavitateur : - amylase bactérienne 1,0-1,5 unités/g d'amidon et xylanase - 1-2 unités/g de cellulose.
Pendant la cavitation, la température de la masse réactionnelle est maintenue entre 43 et 50°C et le pH entre 6,2 et 6,4. Le pH du mélange est maintenu avec de l'acide chlorhydrique ou de la soude. Après 30-40 minutes de cavitation, la suspension fine diluée avec une granulométrie ne dépassant pas 7 microns est chauffée à une température de gélatinisation de l'amidon de blé de 62-65°C et maintenue pendant 30 minutes à cette température sans cavitation. Ensuite, la masse groupée est à nouveau introduite dans le mode de cavitation pendant 30 à 40 minutes. Le processus de cavitation est terminé par l'échantillon d'iode, le produit est envoyé pour saccharification dans un récipient plus grand avec un agitateur. Pour une saccharification plus poussée de la masse réactionnelle, ajouter de la glucavamorine G3X à raison de 3 unités/g d'amidon. Le processus de saccharification est réalisé à une température de 55-58°C et un pH de 5,5-6,0, 43-50°C et pH 6,2-6,4, et une saccharification supplémentaire du mélange résultant est réalisée avec de la glucovamorine GZH à une vitesse de 3 unités/g d'amidon à une température de 55-58°C et pH 5,5-6,0.
Les phénomènes de cavitation sont connus en hydrodynamique comme des phénomènes qui détruisent les structures des machines hydrauliques, des navires et des pipelines. La cavitation peut se produire dans un liquide lorsque l'écoulement est turbulent, ainsi que lorsque le liquide est irradié avec un champ ultrasonore excité par des émetteurs d'ultrasons. Ces méthodes d'obtention d'un champ de cavitation ont été utilisées pour résoudre des problèmes technologiques dans l'industrie. Ce sont les problèmes de dispersion des matériaux, de mélange de liquides non miscibles, d'émulsification. Mais en raison du coût élevé des équipements et des caractéristiques de résistance des émetteurs, ces technologies ne sont pas largement utilisées dans l'industrie russe.
La solution proposée à ces problèmes technologiques repose sur des machines hydrauliques continues pour créer un champ de cavitation dans l'écoulement du fluide. Contrairement aux méthodes traditionnelles d'obtention d'un champ de cavitation à l'aide d'appareils à ultrasons et de sifflets hydrodynamiques, ces machines hydrauliques vous permettent d'obtenir un champ de cavitation dans n'importe quel liquide, avec différents paramètres physiques et avec des caractéristiques de fréquence spécifiées. Cela élargit la géographie d'application de ces machines pour leur utilisation dans procédés technologiques industrie. Ces machines, appelées classiquement "cavitateurs" par le développeur, peuvent être utilisées dans des industries telles que l'industrie alimentaire pour obtenir des liquides produits alimentaires(par exemple : mayonnaise, jus, huiles végétales, produits laitiers, additifs alimentaires, aliments pour animaux, etc.) ; en tant qu'industrie chimique (production de produits de peinture et de vernis), obtention d'engrais pour l'agriculture ; dans l'industrie de la construction (pour l'enrichissement de l'argile, l'amélioration de la qualité du béton, l'obtention de nouveaux matériaux de construction à partir de composites conventionnels).
Certaines études ont également été menées sur l'effet de cavitation de ces machines lorsqu'elles sont utilisées comme pompes à chaleur. La production d'énergie thermique repose sur la libération d'énergie lorsque les liaisons intermoléculaires du liquide sont rompues lors de son passage dans le champ de navigation. Une recherche à grande échelle dans ce domaine peut aboutir à une nouvelle génération d'unités de chauffage qui auront une autonomie et une large gamme d'applications pour le chauffage des bâtiments et des structures de petit volume, éloignés des réseaux de chauffage et même des lignes électriques.
Sur la question de l'énergie, ces machines ont été utilisées pour produire de nouveaux types de combustibles : fioul artificiel, combustible en briquettes avec des liants écologiques issus de la tourbe naturelle, ainsi que dans les technologies d'utilisation des combustibles conventionnels (pétrole, fioul solaire, fioul ) pour économiser 25% de la consommation de ces carburants 30% des dépenses existantes.
- L'utilisation d'un cavitateur pour obtenir des jus, des ketchups à partir de légumes et de fruits, des baies, qui contiennent de petites graines difficiles à séparer lors de la fabrication du produit. Le cavitateur permet de produire des jus à partir de baies telles que les framboises, les groseilles, l'argousier, de traiter les baies sans séparer les graines, qui sont dispersées jusqu'à une taille de particules de 5 microns et constituent un composant de mousse dans les produits.
- L'utilisation d'un cavitateur dans la technologie d'obtention les huiles végétales vous permet d'augmenter le rendement en huile et la productivité de l'équipement. Cette technologie permet d'obtenir de l'huile à partir de toutes les structures végétales contenant de l'huile, ainsi que d'obtenir des additifs alimentaires mousseux pour les animaux de ferme.
- Ligne technologique pour la préparation de mayonnaise.
- Ligne technologique pour la production d'huile et d'additifs alimentaires à partir de branches d'épicéa de conifères.
- Les usines de cavitation permettent d'obtenir de nouveaux types d'alimentation à partir des déchets de traitement de la tourbe et des céréales.
- De la tourbe à l'aide de cavitateurs de légumes et de céréales, vous pouvez également obtenir des engrais à part entière pour les producteurs agricoles, ce sont les soi-disant "humates".
II. Énergie - Obtention de combustible liquide à partir de déchets de production de charbon et de tourbe. Le carburant peut servir de substitut au mazout. (Combustible tourbe-charbon).
- Ligne technologique pour la production de briquettes de sciure de tourbe et de matériaux de construction.
- Production de sorbants pour produits pétroliers.
- Il existe des études préliminaires sur l'utilisation de cavitateurs pour la production de carburants et d'huiles à partir de pétrole brut sans craquage directement sur des puits non commerciaux.
- L'utilisation de cavitateurs pour le chauffage des locaux en automonopole en tant que réchauffeur de liquide de refroidissement de faible puissance jusqu'à 100 kW.
III. Construction - La technologie permettant d'obtenir un matériau de peinture et de vernis de haute qualité est testée en raison de la fine dispersion des charges et des colorants.
- Ligne technologique pour la production d'huiles siccatives, de peintures à dispersion et à base d'eau.
- L'utilisation de cavitateurs pour l'obtention de nouveaux matériaux de construction peut être prometteuse :
- bétons et mortiers à résistance accrue ;
- enrichissement des argiles pour la production de briques. - Les cavitateurs peuvent être utilisés pour nettoyer les métaux et les pièces de la rouille, du tartre, etc.
- Les cavitateurs peuvent être utilisés comme mélangeurs pour des composants normalement non miscibles et obtenir des structures homogènes dans les industries alimentaires et chimiques.
IV. Autre - Une unité de production de vapeur à partir d'électricité a été développée. Le cuiseur à vapeur peut être utilisé pour la production d'aliments pour animaux, de matériaux de construction, de stérilisation, etc.
- Traitement des eaux usées avec production de combustible à partir de matériaux sédimentaires. Purification de l'eau des produits pétroliers.
