Розробка технології нових видів загартованого морозива (стр. 9 из 18)

В’язкість систем, що досліджуються, розраховується за формулою:

, (2.2)

де

- в’язкість; Па×с;

K - постійна вимірювального вузла, Па/В;

T - період обертання, с;

U - напруга управління, В;

А - коефіцієнт форми вимірювального вузла;

Для вимірювання температур морозива користувалися хромель-капелевими термопарами з ціною ділення не більше 0,2°С. Температуру морозива вимірювали у 2-3 місцях упаковки ( центр, середина, край) та обчислювали середнє значення.

При проведенні лабораторних та виробничих відпрацювань визначали технологічні параметри рецептури і технологічного процесу виробництва морозива за звичайними методиками [16].

Оцінка похибки експериментальних даних й величин, що вимірюються здійснювалася згідно відповідних методик. При порівнянні результатів експериментів враховували стандартні помилки дослідів (коефіцієнти варіації). При цьому проводили не менше п’яти паралельних дослідів, з яких знаходили середнє арифметичне (Y) за формулою:

^,(2.3)

де Х - сума значень кожного окремого визначення;

n - число визначень.

При обробці експериментальних даних, побудови діаграм, графиків, таблиць користувались пакетом прикладних програм Microsoft Office-2003: Microsoft Word, Microsoft Excel.

2.3 ОБГРУНТУВАННЯ ТА РОЗРОБКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ВИРОБНИЦТВА ЗАМОРОЖЕНИХ ДЕСЕРТІВ З ВИКОРИСТАННЯМ СТАБІЛІЗАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ

2.3.1 Обґрунтування технологічних параметрів виробництва заморожених десертів

При технологічних відпрацюваннях в якості досліджуваного об’єкту використовували суміші для виробництва м’якого та загартованого морозива, технологія яких передбачає введення стабілізаційної системи, яка містить наступні складові: метилцелюлозу, натрій карбоксиметилцелюлозу, гуарову камедь у співвідношеннях 4,5:3,5:2,0. Доцільність використання саме цих речовин обумовлена їх функціональними властивостями, необхідними для технологічного процесу виробництва на молочній основі. Це такі, як піноутворююч (МЦ), емульгувачі (NаКМЦ, гуарова камедь), загущувачі (гуарова камедь) та стабілізуюча дія (всі вище представлені).

Вважаємо, що використання нової стабілізуючої системи потребує вивчення та обґрунтування деяких технологічних параметрів виробництва морозива, а саме тиску гомогенізації суміші, в’язкості суміші, збитості, опору таненню, температури та часу загартовування тощо.

На першому етапі визначено вплив тиску гомогенізації на в’язкість суміші для морозива з наступним вмістом стабілізатора: 0,6 % для молочного, 0,5 % для вершкового морозива, 0,4 % для пломбіру. Важливість цього дослідження обумовлена тим, що в’язкість суміші безпосередньо впливає на насичення суміші повітрям, її стійкість, на кількість вимороженої вологи та ін. На основі отриманих даних було складено певну залежність (рис.2.5).

Аналізуючи експериментальні дані, можна побачити, що в інтервалі тиску гомогенізації, що досліджується, в’язкість суміші змінюється наступним чином: в інтервалі від 80 до 110 кгс/см²спостерігається зменшення в’язкості, що пояснюється зменшенням діаметрів жирової фази суміші, яке сприяє підвищенню рухливості водної фази суміші, більш вільному переміщенню їх в системі. З підвищенням тиску гомогенізації ( 112-140 кгс/см²) в’язкість суміші підвищується. Природа цього явища обумовлена хімічною природою жиру, кульки якого при поступовому зменшенні досягають певних розмірів та починають утворювати агломерати. Треба сказати, що характер протікання змін однаковий як для молочної, так і для вершкової та пломбірної суміші. Різниця полягає лише в розташуванні графіків, яке залежить знову ж таки від вмісту жиру, який безпосередньо впливає на консистенцію суміші.

Відомо, що найбільш доцільним при виробництві морозива вважають використання суміші, в’язкість якої складає 0,18…0,22 Па·с. Враховуючи це, можна стверджувати, що найбільш раціональним є гомогенізація суміші при таких параметрах:

*молочна суміш – 124...130 кгс/см²;

*вершкова суміш – 122...128 кгс/см²;

*пломбірна суміш – 118...125 кгс/см².

Саме ці значення тиску були використані нами в подальших дослідженнях.

Але в’язкість – це фізико-хімічний показник, який характеризує властивості суміші для морозива. Основними фізико-хімічними показниками, які дозволяють визначити якість самого морозива, є збитість та опір таненню.

На рисунках 2.5, 2.6 наведені результати експериментальних даних цих показників в залежності від тиску гомогенізації. Встановлено, що в інтервалі тиску гомогенізації, рекомендованому нами для обробки молочної, вершкової та пломбірної сумішей, збитість готового виробу складає: 115…125 % для вершкового морозива та пломбіру, 145…150 % для молочного морозива.

Такі відмінності пояснюються щільністю суміші, тобто природою її складових компонентів, здатністю їх чинити опір насиченню суміші повітрям, наявністю серед їх властивостей тих, які сприяють утриманню повітряних пухирців. Найбільше значення щільності зі складових морозива має жир, тому з підвищенням його масової частки збитість погіршується. При збільшенні тиску гомогенізації, наприклад, вершкової суміші спостерігається зменшення збитості, що пояснюється утворенням жирових агломератів (дивись вище).

Аналізуючи отримані дані, не важко побачити, що при збільшенні тиску гомогенізації опір таненню підвищується. Це пояснюється зменшенням дисперсності жирових кульок, завдяки чому відбувається більш рівномірне їх розповсюдження та утворення стійкої системи. Крім того, опір таненню підвищується з підвищенням масової частки жиру в морозиві, що пояснюється наступним чином. З усіх компонентів суміші найменшу температуру перетворення на рідину має вода, тобто вона є лімітуючою в цьому процесі. Жирові кульки за рахунок більш високої температури плавлення, створюють механічний опір для витікання води, яка утворилася з льоду при підвищенні температури.

Таким чином, використання нової стабілізаційної системи потребує гомогенізації суміші при значеннях: 124...130 кгс/см² - для молочної, 122...128 кгс/см² - для вершкової та 118...125 кгс/см² - для пломбірної суміші, що дозволить отримати морозиво з високими показниками збитості та опору таненню.

Однак, як відомо, технологія загартованого морозива передбачає заморожування його при температурі – 30 ± 2 °С. З метою обґрунтування часу загартовування нами була визначена динаміка зміни температур морозива при загартовуванні (рис. 2.8).

Виявлено, що на початкових стадіях загартовування температура не змінюється, що пояснюється специфічністю складових морозива. Так, наприклад, жир має кріопротекторні властивості, тобто перешкоджає зменшенню температури в суміші і для їх подолання необхідний деякий час. Тому суміш пломбірного морозива потребує більш тривалого впливу низьких температур для отримання в глибині морозива необхідної температури, ніж вершкового та молочного.

З огляду на експериментальні дані, нами визначено, що через 60 хв - для молочного морозива, 70 хв. - для вершкового морозива та 80 хв. - для пломбіру температура морозива складає -25...-20 °С. Це є достатнім для загартовування. Отримані дані досліджень дозволяють стверджувати, що загартовування морозива треба здійснювати протягом 60-80 хв, після чого воно може бути направлено в камеру для зберігання.

Як вказувалось вище, нова стабілізаційна система може бути використана як в технології загартованого , так і м’якого морозива.

На рисунках 2.9 та 2.10 наведені результати досліджень збитості та опору таненню м’якого морозива в залежності від тривалості фризерування.