Свойства материалов при растяжении – сжатии. (раскатка, закатка тестовых заготовок)

В процессе формирования тестовых заготовок в некоторых технологических машинах (например, раскаточных, закаточных) тесто подвергается растяжению. От степени механической обработки заготовки зависит качество готовой продукции. Для определения оптимальных режимов механического воздействия тех или иных органов формирующей машины необходимо знать физико-механические свойства теста при растяжении.

Опыты проводили на приборе растяжения (см.рис.39) с тестом из пшеничной муки I сорта для батонов нарезных (влажность 41-42,2%), с тестом из муки I сорта (влажность 44,4-44,6%) и II сорта (влажность 45,3-45,6%) для батонов массой 1 кг без предварительной расстойки, а также с тестом из муки I сорта с предварительной расстойкой при температуре 29-30 ºС. Чтобы выявить влияние механической обработки, раскатку куска теста проводили при различных зазорах между валками, частоте вращения валков и кратности раскатки.

По диаграмме растяжения определяли нагрузку, соответствующую временному сопротивлению (пределу прочности). Разделив эту нагрузку на первоначальную площадь поперечного сечения образца, находили условное временное сопротивление. Предельную деформацию находили из диаграммы как отношение максимального удлинения образца до разрушения к его начальной длине.

На рис.79 видно, что зазор, а, следовательно, давление между валками оказывает влияние на прочностные свойства теста. Так, при прокатке куска теста между валками при зазоре 5 мм временное сопротивление и соответствующее ему относительное удлинение (линейная деформация) для I сорта составили 3кПа и 0,9, а для II сорта – 2,9 кПа и 0,85. При максимальном зазоре между раскатывающими валками (19мм), когда давление на тесто было минимальным, те же величины для I сорта достигали 5,6 кПа и 1,16, а для II сорта – 4 кПа и 1,05. Таким образом, с уменьшением зазора при увеличении давления между валками временное сопротивление и относительное удлинение, а также удельная работа уменьшаются.

По диаграммам растяжения (рис.80) можно определить условия, при которых начинается разрушение теста. Для того, чтобы не произошло разрыва теста, нормальное напряжение, относительное удлинение и удельная работа растяжения не должны превышать соответственно следующих значений: тесто для нарезных батонов – 5,6 кПа, 1,4 и 58,5 кДж/м­­­³; тесто из муки I сорта – 4,6 кПа, 1,19 и 40,5 кДж/м³ ; тесто из муки II сорта – 4,1 кПа, 1,08 и 32,5 кДж/м³.

При изучении влияния продолжительности расстойки на физико-механические свойства теста было установлено, что после предварительной расстойки тестовой заготовки при прочих равных условиях снижается временное сопротивление при растяжении и увеличивается относительное удлинение, т.е. тесто становится более пластичным.

Тесто для сладкой соломки

Данные по эффективности вязкости теста для сладкой соломки при разных стадиях механической обработки приведены в табл. .

Таблица . Данные по эффективности вязкости теста для сладкой соломки при разных стадиях механической обработки

Напряжение сдвига, , Па	Стадия механической обработки
	тесто после замеса		тесто после загрузчика		тесто после отлежки		тесто после пресса
	скорость сдвига, , с-1	эффективная вязкость,эф10-3, Пас	скорость сдвига, , с-1	эффективная вязкость, эф10-3, Пас	скорость сдвига, , с-1	эффективная вязкость,эф10-3, Пас	скорость сдвига, , с-1	эффективная вязкость,эф10-3, Пас
3,94	1,3	3,00	2,0	1,97	2,2	1,79	0,8	4,92
5,92	3,4	1,74	5,0	1,18	5,1	1,16	1,8	3,28
7,90	6,6	1,19	10,0	0,79	11,5	0,69	3,2	2,46
9,86	10,2	0,96	15,8	0,62	16,5	0,59	5,2	1,89
11,8	16,0	0,73	24,0	0,49	24,2	0,48	7,5	1,57
13,8	24,0	0,57	32,0	0,43	32,5	0,42	10,8	1,27
15,8	35,5	0,44	–	–	–	–	15,0	1,05
17,7	–	–	–	–	–	–	20,0	0,88
19,8	–	–	–	–	–	–	31,2	0б63

При увеличении напряжения сдвига (и его скорости) тесто проявляет неньютоновское течение — вязкость уменьшается неравномерно вследствие неодинакового разрушения структуры теста. При малых напряжениях сдвига (до 9,86 Па) или скоростях сдвига до 10,2 с^-1 тесто частично восстанавливает свою структуру, происходит особенно резкое уменьшение вязкости; при больших напряжениях сдвига происходит «лавинообразное» разрушение структуры с очень малым восстановлением, и поэтому снижение вязкости незначительно. Такое поведение теста хорошо описывается степенным законом Оствальда де Вилье, и уравнение эффективной вязкости для теста разной стадии механической обработки имеет вид:

— для теста после замеса: _эф = 3,6  10³  ^-0,59, Па  с;

— для теста после загрузчика: _эф = 2,8  10³  ^-0,56, Па  с;

— для теста после шнекового пресса: _эф = 4,5  10³  ^-0,52, Па  с;

По ходу технологического процесса наибольшее значение вязкости имеют образцы теста после замеса и обработки в формующем прессе. Это объясняется тем, что при интенсивном механическом воздействии в результате деформации сдвига и сжатия тесто уплотняется и возникают внутренние напряжения, приводящие к увеличению его вязкости.

Литература

Основная литература

1. Мачихин Ю.А., Мачихин С.А. Инженерная реология пищевых материалов. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. – 216 с.

2. Мачихин Ю.А., Горбатов А.В, Максимов А.С. и др. Реометрия пищевого сырья и продуктов: Справочник / Под ред. Ю.А. Мачихина. – М.: Агропромиздат, - 1990. – 271 с.

3. Злобин Л.А. Оптимизация технологических процессов хлебопекарного производства. – М.: Агропромиздат, 1987. – 196 с.

4. Панфилов В.А. Оптимизация технологических систем кондитерского производства. – М.: Пищевая промышленность, 1980. – 247 с.

5. Урьев Т.Б., Талейсник М.А. Физико-химическая механика и и интенсификация образования пищевых масс. – М.: Пищевая промышленность, 1976. – 240 с.

6. Гончаревич И.Ф., Урьев Т.Б., Талейсник М.А. Вибрационная техника в пищевой промышленности. – М.: Пищевая промышленность, 1977. – 274 с.

Дополнительная литература:

7. Андреев А.Н., Мачихин С.А. Производство сдобных булочных изделий. – М.: Агропромиздат, 1990. – 192 с.

8. Андреев А.Н., Мачихин С.А. Механизация производства мелкоштучных сдобных и булочных изделий. – М.: ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1992. – 40 с.

9. Андреев А.Н. Сдобные булочные и мучные кондитерские изделия из слоеного теста. – М.: ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1992. – 47 с.

10. Андреев А.Н., Шубин В.Б. Оптимизация процесса формования теста для сладкой соломки. Хлебопекарная и кондитерская промышленность, №8, 1982.

11. Андреев А.Н., Шубин В.Б. Оценка качества сладкой соломки по ее хрупкости. Хлебопекарная и кондитерская промышленность, №8, 1975.

12. Мачихин Ю.А., Клаповский Ю.В. Современные способы формования конфетных масс.– М.: Пищевая промышленность, 1974. – 182 с.

13. Николаев Б.А. Структурно-механические свойства мучного теста. Пищевая промышленность, 1976. – 245 с.

67