Технологии и техники современного производства вафель

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Технология производства вафель как система процессов

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов.

Вафли относятся к мучным кондитерским изделиям, которые изготавливаются из вафельных листов, прослоенные между собой начинкой, определяющие вкус и свойства конечного продукта, а также без нее [2,6].

Вафли с начинкой изготавливаются с различным сочетанием вафельных листов и начинок. Бывают трехслойные и пятислойные. Трехслойные вафли вырабатываются с одним слоем начинки, вафельные листы находятся снаружи. Такие вафли в основном вырабатываются с влагосодержащими начинками: помадными, фруктовыми и другими. Пятислойные вафли состоят из двух слоев начинки, находящихся между тремя вафельными листами. Сами вафельные листы также имеют классификацию. В зависимости от рецептуры теста вафельные листы делятся на 3 вида:

- сахарные сдобные (мука высшего сорта, сахар, яичные желтки, молоко и жир);

- полусахарные (без молока);

- простые (без молока, сахара, масла и жира).

Сахарные вафельные листы используют для изготовления вафель без начинок - вкус и запах таких вафель определяется ароматизаторами, которые добавляют непосредственно в момент изготовления вафельного листа. Полусахарные вафельные листы используются при изготовлении вафель с начинками. Ну а простые вафельные листы используются для производства конфет, тортов, мороженного и других изделий в качестве полуфабриката. Вафли бывают глазированными и не глазированными. В качестве глазури может использоваться шоколад или другая кондитерская глазурь. Традиционно вафли выпускаются в прямоугольной форме в весовом виде и фасованные в пачки. В последнее время набирают популярность вафельные батончики - по сути те же вафли, но другой формы. Как правило, глазированными вафли встречаются именно в виде батончиков. Вафельные листы обладают специфическим свойством издавать хруст при раскусывании. Это обусловлено низким содержанием влаги, рифленой клетчатой поверхностью и мелкопористой внутренней структурой листов.

Вафли изготавливают из экологически чистого сырья высшего качества, в состав рецептуры, входят мука пшеничная, питьевая вода, соль, гидрокарбонат натрия (сода), а также растительное масло и лецитин - натуральный эмульгатор. Два последних продукта могут быть заменены яйцепродуктами.

Особенности производства и потребления готовой продукции.

Для производства вафель применяют поточные линии, в которых применяются непрерывные процессы выпечки вафельных листов, намазка и резка вафельных пластов сопряжены с приготовлением вафельного теста и жировых начинок. Также разработаны способы для непрерывного приготовления вафельного теста и жировых начинок [2,6].

Особенностью производства вафельных листов является их формование методом отливки и выпечка в полости между двумя металлическими плитами, сопряженными с зазором 2…3 мм.

Вафельное тесто - это суспензия частичек муки, покрытых гидратными оболочками в водной жидкой фазе. Тесто должно иметь жидкую консистенцию и минимальную вязкость, позволяющую перекачивать его насосом. Вафельное тесто должно равномерно и быстро растекаться на поверхности вафельных форм, предназначенных для выпечки, что дает возможность получить тонкие вафельные листы - основной полуфабрикат вафельного производства. Свойства вафельного теста зависит от рецептуры и технологии производства. Для снижения вязкости вафельного теста необходимо ограничить набухаемость белковых веществ, содержащихся в муке, для этого нужно образовать жировую прослойку между частицами муки. Для этого нужно диспергировать и гомогенизировать, то есть добиться тонкого измельчения жировой фазы и равномерного распределения ее в объеме теста. При диспергировании жиров требуется предотвратить их повторное слипание, это достигается при введении эмульгаторов, которые способствует образованию стойкой жировой эмульсии (смесей жира и воды). Диспергирование и гомогенизация также позволяет снизить влажность теста, сократить количество оттеков при формовании и исключить прилипание вафельных листов к формам. Оптимальную вязкость имеет вафельное тесто, приготовленное из «слабой» муки. «Слабой» считают муку, которая при замесе теста нормальной консистенции поглощает относительно мало воды. Для этого нужно следить за количеством клейковины, содержащейся в муке, оптимальное ее содержание - 32%. Влажность теста должна быть в пределах 58-65%, что способствует покрытию частичек муки толстыми гидратными оболочками и свободному, без слипания, их перемещению в жидкой фазе при механической обработке. Для получения теста с такой большой влажностью количество введенной по рецептуре воды в 10 -12 раз превышает массу всего сырья без муки. Для того чтобы при замесе в момент соприкосновения муки с водой вокруг каждой ее частицы образовалась гидратная оболочка, муку вводят не сразу, а небольшими порциями в несколько приемов. Температура сырья в процессе замеса влияет на скорость набухания коллоидов муки и на вязкость образовавшегося теста. При замесе вафельного теста она не должна превышать 20°С.

Предпочтительнее готовить тесто на эмульсии, состоящей из всех компонентов теста, за исключением муки. Это желток или меланж, растительное масло, фосфатиды, растворы гидрокарбоната натрия и соли.

Консистенция теста зависит от температуры, влажности и продолжительности замеса. Если снизить продолжительность замеса теста, получится густая консистенция, повысить температуру - увеличится вязкость. Влажность теста должна быть минимальной, обеспечивающая устойчивую дисперсное состояние теста.

Выпечка вафельных листов осуществляется в специальных печах между двумя массивными металлическими плитами с зазором 2-3 мм и длится, в течение 2…3 минут при температуре плит 150…170єС. При этом слой теста непосредственно контактирует с обогревающими поверхностями. Такой способ выпечки называют контактным. Формование теста происходит непосредственно на обогреваемой поверхности плиты. Поверхность плит, заполняемая тестом, может быть гладкой, гравированной или фигурной. В зависимости от этого вафельные листы можно получить с гладкой или гофрированной поверхностью, или с фигурами различной формы. Каждая форма имеет на своих осях четыре ролика, на которых она движется по направляющим. Формы соединены между собой серьгами и образуют непрерывную цепь. Края форм плотно прижаты одна к другой, а по их периметру расположен ряд углублений для удаления влаги и избытка теста. В процессе выпечки удаляется значительное количество влаги (180% к массе сухого вещества). Благодаря большой поверхности плит и малой толщине теста (2-3 мм) на них, его температура в считанные секунды превышает 100°С, при этом происходит наиболее интенсивная влагоотдача. Влага в тесте мгновенно превращается в пар, который способствует разрыхлению теста. Использование химических разрыхлителей (гидрокарбоната натрия) незначительно влияет на образование пористой структуры, но позволяет увеличить хрупкость листов.

За время полного оборота цепного конвейера вафельные листы выпекаются, верхняя плита формы автоматически отделяется от нижней, и лист извлекается из формы. Перед автоматическим открытием формы с выпеченным вафельным листом производят очистку ее боков от оттеков. Вафельный лист, имеющий форму прямоугольного листа осторожно отделяют ножом от формы. Съем листов может осуществляться автоматически, специально упругой пластинкой.

При обслуживании вафельной печи необходимо полностью снимать вафельные листы, очищать формы от пригоревших слоёв теста и содержать формы в чистоте. Образовавшиеся за пределами поверхности формы запекшиеся отходы (оттеки) снимают полностью. Готовые листы снимаются с плит и поступают на охлаждение. После окончания работы насос и линию подачи теста разбирают и тщательно промывают водой температурой 35±5єС.

Выпеченные вафельные листы имеют температуру 150-170єС, их необходимо охладить до комнатной температуры. Вафельные листы являются высокопористыми изделиями, способными поглощать или отдавать влагу в процессе выстойки в зависимости от остаточной влаги в них после выпечки и относительной влажности окружающей среды. Эти процессы продолжаются до наступления равновесной влажности и сопровождаются изменением линейных размеров листов, что является основной причиной коробления и растрескивания листов в процессе выстойки. В зависимости от условий производства, имеющегося оборудования охлаждение листов проводят в стопах в помещении цеха или на люлечном конвейере. Наиболее рациональным способом выстойки вафельных листов является охлаждение одиночных листов на сетчатом транспортере. Благодаря равномерному доступу воздуха к поверхностям листа происходит равномерная сорбция влаги листом во всех его зонах, сопровождающаяся равномерным изменением линейных размеров листа, вследствие чего исключается коробление и растрескивание вафельных листов. Длительность охлаждения листов при таком способе до температуры помещения цеха составляет 1-2 мин. Для охлаждения вафельных листов в настоящее время применяют люлечные конвейеры.

Вафли заворачивают во влагостойкие, жиро- и маслонепроницаемые упаковочные материалы: пергамент, пергамин, полимерная и поликомбинированная пленка и др. Для вафель с фруктовой начинкой в качестве подвертки лучше применять писчую бумагу, т.к. влагопроницаемая писчая бумага способствует удалению избыточной влаги из вафельных листов и сохранению их хрустящих свойств. Вафли расфасовывают в пачки или пакеты массой нетто до 250 г., в коробки - массой нетто до 1500 г. При расфасовке вафли укладывают рядами на ребро или плашмя, одинаковым рисунком в одну сторону.

Стадии технологического процесса.

Приготовление вафель с начинкой можно разделить на следующие основные стадии и операции:

- подготовка сырья к производству: подготовка, хранение, смешивание всех веществ входящих в состав вафель; - приготовление вафельного теста: дозирование муки, воды и концентрированной эмульсии; замес вафельного теста; - приготовление начинки: дозирование жира, сахарной пудры и эмульсии; замес начинки; - дозирование вафельного теста, отливка вафельного теста в вафельные формы и выпечка вафельных листов; - охлаждение вафельных листов; - приготовление вафельных блоков; - резка вафельных блоков на заготовки; - упаковка вафель в потребительскую и торговую тару.

Таблица 1. Спецификация операторной модели

2. Современные технологические линии и комплексы современного оборудования для производства вафель

Устройство принцип действия линии представлен на рис. 2.

Перед приготовлением теста, предварительно приготавливают эмульсии из всех компонентов рецептуры, кроме муки, с минимальным количеством воды. В эмульсатор 22, представляющий собой цилиндрический аппарат вместимостью 200 л с Т-образными лопастями с частотой вращения 270 мин№, последовательно загружают меланж, растительное масло, пищевые фосфатиды, гидрокарбонат натрия. Перемешивают в течение 15-20 минут и для полного растворения соли и воды вводят через дозатор 6, 2-5% рецептурного количества холодной воды, из распределительного бака 4. Снова перемешивают 3-5 мин для образования мелкодисперсной эмульсии. Если при замесе вафельного теста используется мука с повышенным содержанием клейковины (более 32%), то в эмульсатор, кроме перечисленных компонентов сырья добавляют патоку в количестве 0,3-1,0% или ферментный препарат Протосубтилин Г20х в количестве 0,01-0,03% к массе муки в виде водного раствора. Полученную концентрированную эмульсию подают насосом 21 через фильтр 20 в расходную емкость 12 с мешалкой, откуда она поступает в бачок постоянного уровня 19. Бачок обеспечивает стабильный напор на всасывающей линии плунжерного насоса-дозатора 18, направляющего эмульсию в гомогенизатор 11. В гомогенизаторе концентрированная эмульсия при интенсивном перемешивании смешивается с оставшимся количеством охлажденной воды, подаваемой из дозатора 3 непрерывного действия.

Разбавленная эмульсия из гомогенизатора поступает в вибросмеситель 17. Туда же ленточным дозатором 2, из бункера 1 подается мука. Непрерывное интенсивное смешивание разбавленной эмульсии с мукой при одновременном воздействии вибрационных колебаний позволяет приготовить тесто в вибросмесителе за 13-15 секунд.

Готовое тесто с помощью насоса процеживается через фильтр и поступает в бачки вафельных печей 28.

Вафельные листы из печи подаются на люльки конвейера 29 и охлаждаются до температуры воздуха в помещении цеха, а затем поступают в намазывающую машину 30.

Начинку приготавливают следующим образом. Вафельные обрезки и отеки сначала измельчают в меланжере 27, а после в пятивалковой мельнице 26. Полученная крошка подается шнековым дозатором 25 в смеситель 24. В этот смеситель из темперирующей машины 9 с помощью дозатора 10 подается расплавленный жир (около 20% общего его количества, идущего на приготовление его начинки), в котором растворяют лецитин. Также в смеситель подаются растворы лимонной кислоты, ароматизирующей эссенции и красителя. В результате смешивания этих компонентов получается пастообразная эмульсия, которая шестеренчатым насосом подается через фильтр в дозатор 14 непрерывного действия. Из него эмульсию дозируют в вибросмеситель 23.

Жир (в блоках) подают в темперирующую машину 9 и после перевода в жидкообразное состояние большая часть жира насосом непрерывно подается в охладитель 15 через сетчатый фильтр 16, жир приобретает сметанообразную консистенцию и загружается в вибрационный смеситель 23. Сахар-песок из бункера 7 дозатором 8 подается в микромельницу 13, откуда в виде пудры подается в вибросмеситель. В результате интенсивной обработке в вибросмесителе образуется пышная, взбитая жировая начинка, откуда она подается в воронку намазывающей машины 30. На выходе из машины 30 пласты укладывают на люльки конвейера охлаждающего аппарата 31, а затем штабелером 32 в стопки. При помощи резальной машины 33 пласты разрезают на отдельные изделия. Заверточная машина 34 упаковывает вафли в пакеты или пачки, которые укладывают в гофрокороба, заклеиваемые машиной 35. Готовая продукция отправляется на склад.

3. Анализ современных конструкций для смешивания жидкого теста

Приготовление теста осуществляется путем предварительного приготовления эмульсии. Эмульсатор. Смеситель (рис. 3) представляет собой горизонтальный цилиндр 5 с валом 2, на котором укреплены 2 перемешивающие лопасти 10 Т-образной формы и четыре лопасти 3 прямоугольной формы. Все лопасти повернуты по отношению к валу на угол 35…40є. Цилиндр снабжен патрубком 1 для загрузки сырья и смотровым люком 4. Готовая смесь выпускается из цилиндра через патрубок 8, перекрываемый клапаном 7. Клапан поднимается при помощи штурвала 6 или автоматически при помощи электромагнита. Для поддержания необходимой температуры смеси цилиндр снабжен водяной рубашкой 9.

Рис. 3 Эмульсатор для приготовления эмульсии

Компоненты эмульсии загружаются в эмульсатор, где они перемешиваются в течение нескольких минут. После этого эмульсия направляется в гомогенизатор. В нем концентрированная эмульсия интенсивно перемешивается с оставшимся количеством воды. Гомогенизатор (рис. 4) состоит из корпуса, в котором вращается вертикальный вал с укрепленной на ней крыльчаткой. Через отверстие 3 в корпус 6 подаются вода и концентрированная эмульсия в соотношении 10:1. Внутри корпуса 6 вращается вал 4, снабженный фигурной лопастной крыльчаткой 5. Интенсивному перемешиванию способствует наличие выступов 7, приваренных к коническому днищу 8. Вертикальный вал 4 получает вращение от электродвигателя 1 (Р=0,28 кВт, n=1410 мин?№) через клиноременную передачу 2. Корпус 6 выполнен из органического стекла, что позволяет наблюдать за процессом смешивания. Производительность гомогенизатора до 11 л/мин, частота вращения вертикального вала 950 мин?№. Через отверстие 9 эмульсия поступает в вибрационный смеситель.

Рис. 4. Гомогенизатор

Вибрационный смеситель (рис. 5) представляет собой камеру 7, соединенную с пластинами 8 с противовесом 11. Камеры с пластинами и противовес образуют жесткую коробчатую конструкцию, в середине которой расположен динамический (инерционный) вибратор 10.

Рис. 5. Смеситель вибрационный

Дебаланс выполнен в виде двухопорного неуравновешенного вала, вращающегося в роликовых сферических подшипниках. На валу насажены диски с регулируемыми противовесами.

Вся система установлена на упругих пружинных опорах 9, которые обеспечивают под действием центробежных сил, возникающих при вращении дебаланса, поступательное перемещение конструкции по замкнутой круговой или эллипсоидальной траектории в плоскости, перпендикулярной оси вибратора. Частота колебаний конструкции равна частоте вращения вала вибратора. Упругие опоры из спиральных пружин обеспечивают снижение вибрации станины 12 до наименьших значений. Внутри корпуса в противоположных направлениях расположены два лопастных вала, приводимые в движение от электродвигателя 2 (Р=1кВт, n=960 мин?№) через редуктор 3. Дебалансовый вибратор работает от электродвигателя 1 (Р=2,8 кВт, n=1410 мин?№).

Крутящий момент на вибратор и лопастные валы передается гибкой соединительной муфтой 4, которая представляет собой резинотканевый шланг, зажатый с двух концов хомутами. Жидкие компоненты поступают через патрубок 5, сыпучие через патрубок 6.

Производительность вибросмесителя до 650 кг/ч, частота вращения лопастных валов 180 мин?№.

вафли сырье смешивание тесто

4. Патентное исследование

Обзор патентной информации представлен в таблице 2. Начало поиска: 1990 г., окончание поиска: 2008 г.

Таблица 2. «Обзор патентной информации»

Анализ известных технических решений (изобретений), таблица 3, непосредственно относящихся к исследуемому объекту, отобраны в процессе поиска.

Таблица 3. Анализ известных технических решений

Размещено на Allbest.ru