Оборудование производства хлебобулочных и макаронных изделий

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Казанский национальный исследовательский

технологический университет»

М. Р. Вахитов, В. В. Харьков

ОБОРУДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА 

ХЛЕБОБУЛОЧНЫХ

И МАКАРОННЫХ ИЗДЕЛИЙ 

Учебно-методическое пособие

Казань

Издательство КНИТУ

2020

УДК 664.6.02(075)
ББК 36.83я7

В22

Печатается по решению редакционно-издательского совета 

Казанского национального исследовательского технологического университета

Рецензенты:

д-р техн. наук, проф. И. А. Попов

канд. техн. наук, нач. лаб. И. В. Федотова

В22

Вахитов М. Р.
Оборудование производства хлебобулочных и макаронных изделий : 
учебно-методическое пособие / М. Р. Вахитов, В. В. Харьков; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во 
КНИТУ, 2020. – 84 с.

ISBN 978-5-7882-2841-9

Представлено оборудование по стадиям технологического процесса произ
водства хлебобулочных и макаронных изделий, приводятся классификация и теоретические основы происходящих в них процессов, а также типовая методика их 
расчета. Приводятся варианты индивидуальных заданий расчетов и контрольные 
вопросы. 

Предназначено для студентов факультета пищевой инженерии, изучающих 

дисциплину «Технология и оборудование производств хлебобулочных и макаронных изделий» в рамках бакалаврской подготовки по направлению 15.03.02 
«Технологические машины и оборудование».

Подготовлено на кафедре оборудования пищевых производств.

ISBN 978-5-7882-2841-9
© М. Р. Вахитов, В. В. Харьков, 2020
© Казанский национальный исследовательский 

технологический университет, 2020

УДК 664.6.02(075)
ББК 36.83я7

В В Е Д Е Н И Е

Современная продовольственная доктрина страны содержит тенденции 

к комплексной механизации и автоматизации производственных процессов. 
В связи с этим большое внимание стало уделяться развитию крупных хлебопекарных и макаронных предприятий, предприятий малой мощности и пекарен, производящих широкий ассортимент хлеба, хлебобулочных и макаронных изделий. 

Традиционные технологии производства российского хлеба относятся 

к лучшим мировым достижениям, а ассортимент хлебных и макаронных изделий 
позволяет удовлетворить любые вкусы. В ходе независимого исследования, проведенного NeoAnalytics на тему «Российский рынок хлеба и хлебобулочных изделий: итоги 2018 г., прогноз до 2021 г.», выяснилось, что на рынке наблюдалась 
стагнация потребления хлебобулочной продукции, смещение спроса в более дешевый сегмент, снижение спроса на дорогие сорта хлеба и сдобные изделия. Таким образом, в данной традиционной отрасли промышленности наблюдаются 
элементы конкурентной модели экономики.

Российский рынок хлеба и хлебобулочных изделий является полностью 

сформированным, и его развитие происходит в основном за счет расширения ассортимента и производства новых сортов. На хлебопекарных и макаронных предприятиях применяется разнообразное отечественное и импортное технологическое оборудование. Однако тесто – капризный и непредсказуемый материал. При 
каждом выпекании оно может вести себя по-разному. Поэтому для обеспечения 
стабильно хорошего качества готовых изделий возникает необходимость постоянного контроля правильности проведения технологических процессов, надлежащей работы всего оборудования и анализа качества сырья и полуфабрикатов. 

Особое внимание в промышленности должно уделяться разработке новых 

технологий и оборудования, уменьшению расхода электроэнергии и материальных ресурсов, снижению доли ручного труда и металлоемкости конструкций. Решение этих задач возможно лишь на основе глубоких знаний теоретической базы
процессов, лежащих в основе технологии, а также конструкций и принципа работы существующего технологического оборудования. 

1 .  О Б О Р У Д О В А Н И Е  Д Л Я  Д О З И Р О В А Н И Я  С Ы Р Ь Я

1 . 1 . Н а з н а ч е н и е  и  к л а с с и ф и к а ц и я  д о з а т о р о в

Дозирование – одна из важнейших операций технологического процесса 

производства хлебобулочных и макаронных изделий. Основное назначение дозирующих устройств – обеспечить заданное количество материала по массе (или 
поддержать заданный расход компонента) с определенной точностью.

Основные требования, предъявляемые к дозаторам [1–3]: 
– точность дозирования; 
– высокая производительность;
– простота конструкции и надежность работы узлов дозатора и его системы 

управления;

– возможность создания автоматических комплексов, позволяющих осуществ
лять замес тестовых полуфабрикатов по заданной технологической программе.

По способу дозирования различаются весовые дозаторы порционного (цик
личного, периодического) и непрерывного действия.

По методу дозирования материалов дозаторы подразделяют на объемные, 

весовые и объемно-весовые.

По способу управления весовые дозаторы бывают с ручным управлением 

и автоматические.

По числу взвешиваемых компонентов дозаторы делятся на однокомпонент
ные и многокомпонентные; первые обеспечивают взвешивание одного материала, 
а вторые – поочередное последовательное дозирование нескольких материалов.

Для порционного дозирования характерно периодическое повторение цик
лов выпуска дозы (порции) компонента. При порционном объемном способе дозатор обычно отмеривает порцию при помощи мерной камеры заданного объема. 
Порционное весовое дозирование основано на отмеривании дозы определенной 
массы. При непрерывном объемном дозировании дозатор подает поток материала 
с заданным объемным расходом.

Весовой способ дозирования, как правило, обеспечивает большую точность, 

поэтому для дозирования основного компонента теста – муки – как при непрерывном, 
так и порционном тестоприготовлении чаще используют весовые дозаторы.

Объемный принцип дозирования конструктивно более прост, поэтому доза
торы, основанные на этом принципе работы, более надежны. Применение объемного метода существенно упрощает процесс дозирования жидких компонентов. 
Вместе с этим объемное дозирование нередко характеризуется более значительной погрешностью, что в отдельных случаях ограничивает его применение.

В хлебопекарной и макаронной промышленностях применяется системати
ческое дозирование нескольких различных видов сырья, поэтому более 

рационально использовать многокомпонентные дозирующие устройства. Такие 
установки могут работать в автоматическом режиме, а функции обслуживающего 
персонала сводятся к наблюдению и контролю точности работы установки. Подобные многокомпонентные системы применяются как для порционного, так 
и для непрерывного дозирования объемным или весовым методом.

Многокомпонентное дозирование может осуществляться по следующим 

схемам:

1. Последовательное дозирование компонентов в одном общем дозаторе.
2. Параллельное дозирование каждого компонента в отдельном специаль
ном дозаторе (так называемые дозировочные станции или мультидозаторы).

Первая схема используется, как правило, при порционном тестоприготов
лении и является весьма простой и экономичной. Она обеспечивает меньшую металлоемкость и компактность установки. Однако длительность общего цикла дозирования из-за последовательного отмеривания компонентов велика. Это может 
снизить производительность тестоприготовительного оборудования.

Вторая схема применяется при непрерывном и порционном замесе полу
фабрикатов. Она позволяет наиболее полно приспособить каждый дозатор к особенностям дозируемого компонента и тем самым повысить точность дозирования. Вместе с этим нужно учитывать, что дозировочные станции такого типа более громоздки и имеют большую стоимость.

Все сырье по структурно-механическим свойствам можно разделить на сыпу
чие (мука, сухарная крошка, сахар-песок), жидкие (вода, солевой и сахарный растворы, дрожжевые суспензии, жидкий жир и жировые эмульсии) и структурированные (меланж, заварка, закваска и другие маловязкие тестовые полуфабрикаты) материалы.

В зависимости от свойств дозируемых компонентов, структуры рабочего 

цикла и конструктивных признаков классификация дозаторов может быть представлена в виде таблицы (табл. 1.1) [1–2].

Таблица 1.1

Классификация дозаторов

Дозируемые
компоненты

Дозаторы

непрерывного

действия

периодического

действия

Сыпучие
барабанные, тарельчатые,

шнековые, ленточные, 

вибрационные

бункерные

Жидкие
дроссельные,
барабанные,

черпаковые, стаканчиковые,

шестеренные,

поршневые

поплавковые, мембранные,

электродные,

фиксированного уровня

Структурированные
черпаковые,

комбинированные

поплавковые, мембранные, 

бункерные

1 . 2 . С х е м ы  д о з а т о р о в д л я  с ы п у ч и х  к о м п о н е н т о в

Принцип действия объемных дозаторов непрерывного действия для сыпу
чих материалов основан на подаче продукта из емкости (бункера) рабочим органом, совершающим вращательное, поступательное или возвратно-поступательное движение. На хлебопекарных и макаронных предприятиях для непрерывного 
дозирования муки используют шнековые, барабанные, ленточные, тарельчатые 
и вибрационные дозаторы (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Схемы дозаторов объемного типа для сыпучих компонентов:

а – шнековый: 1 – бункер; 2 – дозирующая заслонка; 3 – шнек; 4 – корпус; 

б – барабанный: 1 – корпус; 2 – бункер; 3 – дозирующая заслонка; 4 – барабан;

в – ленточный: 1 – бункер; 2 – дозирующая заслонка; 3 – лента; 

г – тарельчатый: 1 – бункер; 2 – скребок; 3 – регулирующая манжета; 4 – тарель;

д – вибрационный: 1 – лоток; 2 – регулирующая заслонка; 3 – гибкая опора

Шнековый дозатор представляет собой короткий шнек, помещенный 

в корпус, забирающий материал из бункера. Производительность дозатора может регулироваться частотой вращения шнека и степенью открытости/закрытости заслонки.

Барабанный дозатор имеет рабочий орган в виде барабана, расположен
ный в корпусе, с несколькими карманами-ячейками, заполняемыми сыпучим 
материалом под действием силы тяжести. При регулировании производительности меняют объем карманов или частоту вращения барабана, а также степень открытости/закрытости заслонки. Из карманов мука поступает в выходной патрубок дозатора.

Ленточный дозатор является коротким ленточным конвейером, распо
ложенным под питающим бункером. Подачу материала можно регулировать 
перемещением заслонки или изменением скорости конвейера.

Тарельчатый дозатор представляет собой горизонтальный вращаю
щийся диск (тарель), с которого материал сбрасывается скребком. Высота 
слоя материала регулируется передвижной манжетой, перекрывающей выходной патрубок бункера. Материал располагается на тарели усеченным конусом, размеры которого зависят от высоты расположения манжеты.

Вибрационный дозатор имеет рабочий орган в виде колеблющегося 

лотка, подвешенного на гибких опорах. При вибрации лотка сыпучий материал перемещается в продольном направлении. Весовые дозаторы муки в основном используют на хлебопекарных предприятиях при порционном и поточном тестоприготовлении. Принцип их действия основан на использовании 
квадрантных или рычажных весовых механизмов.

Бункерный дозатор (рис. 1.2а) относится к дозаторам весового типа, ра
ботающим в периодическом режиме от питателя 1. В нем на призмах малого 
плеча грузоприемного рычага 4 подвешен бункер 2 с открывающимся дном 3. 
Большое плечо при помощи тяг 6, 8 и промежуточного рычага 7 связано с циферблатным указательным прибором 9, на котором установлены датчики грубой 12 и точной 13 массы, датчик 11 нулевого положения стрелки 10. На большом плече расположен противовес 5.

Ленточный дозатор (рис. 1.2б) относится к дозаторам весового типа, 

обеспечивает высокую точность дозирования сыпучих компонентов при непрерывных процессах тестоприготовления.

Питатель 1 подает дозируемый продукт на короткий конвейер 6, движу
щийся с постоянной скоростью. При поступлении продукта на конвейер сигнал, поступающий на весовое устройство 2, непрерывно преобразуется им 
в пропорциональный электрический или пневматический сигнал, подающийся в систему регистрации и автоматического управления 4, а затем в интегрирующий 5 и регистрирующий 3 приборы. Эта система обеспечивает заданную производительность питателя. Системы автоматического непрерывного весового дозирования обладают гибкостью и хорошо сочетаются с современными средствами комплексной механизации и автоматизации производства и микропроцессорной техникой.

Рис. 1.2. Схемы дозаторов весового типа для сыпучих компонентов:

а – бункерный: 1 – питатель; 2 – бункер; 3 – днище; 4, 7 – рычаг;

5 – противовес; 6, 8 – тяга; 9 – циферблатный прибор; 10 – стрелка;

11, 12, 13 – датчик;

б – ленточный: 1 – питатель; 2 – весы; 3 – регистрирующий прибор;
4 – система регистрации и управления; 5 – интегрирующий прибор;

6 – конвейер

1 . 3 .  С х е м ы  д о з а т о р о в  д л я  ж и д к и х  к о м п о н е н т о в

Принципиальные схемы основных типов жидкостных дозаторов показаны 

на рис. 1.3. Большинство схем дозаторов, кроме мембранного и бункерного, основано на объемном принципе дозирования.

Дроссельный дозатор представляет собой емкость 1, в которой при помощи 

поплавкового клапана 2 поддерживается постоянный уровень. Жидкость сливается по трубопроводу 3, на котором установлено дросселирующее устройство 4. 
Этим способом при условии поддержания температуры на постоянном уровне 
можно с высокой точностью дозировать жидкости, близкие к ньютоновским. Однако при этом следует учитывать, что при дозировании жидких компонентов возможно выделение кристаллов соли и сахара, а также появление отложений жира 
на поверхностях дросселирующего устройства, что приводит к изменению расхода компонентов в зависимости от продолжительности работы дозатора. При дозировании этим способом растворов дрожжей и жидкой опары наблюдаются 
большие отклонения в расходе, что связано с колебаниями вязкости и плотности.

Барабанный дозатор осуществляет непрерывное объемное дозирование 

жидких компонентов за счет формирования тонкого слоя на поверхности быстровращающегося барабана. Барабан 1, погруженный в емкость 2 постоянного 
уровня на глубину около 0,3 радиуса барабана, должен вращаться со скоростью 
2...3 м/с. Налипший слой жидкости скребком 3 направляется в тестомесильную 
машину. Увеличение поверхности смешиваемых потоков ускоряет образование 
однородной смеси. Недостатками метода тонкослойного дозирования являются 
трудности регулирования расхода из-за его нелинейной зависимости от частоты 
вращения барабана, температуры и других факторов, а также значительные габаритные размеры дозатора.

Работа других дозаторов объемного типа основана на сливе компонента из 

мерной емкости. Различают дозаторы со свободным истечением жидкости (черпаковые, стаканчиковые, дозаторы фиксированного уровня, электродные и др.) 
и дозаторы с принудительным сливом (поршневые, шестеренные). Заданный расход жидкости в дозаторах этих конструкций пропорционален объему мерной емкости, частоте циклов заполнения и слива, плотности дозируемой жидкости.

В дозаторах с мерными емкостями образование каждой дозы (порции) осу
ществляется периодически. Однако при высокой частоте циклов заполнения 
и слива на выходе из дозатора образуется непрерывный поток дозируемого компонента. Возможные колебания расхода в определенной степени сглаживаются 
в сливном тракте, что дает возможность использовать эти дозаторы вместе с тестомесильными машинами непрерывного действия.

Поплавковый дозатор имеет мерную емкость 2, в которую жидкость посту
пает через электромагнитный клапан 6 и трехходовой кран 7. При наполнении емкости поплавок 1 поднимается вместе со стержнем 3. Когда заданная порция жидкости отмерена, контакт 4 замыкает цепь через неподвижный контакт 5 и электромагнитный клапан 6 закрывает доступ жидкости. Изменение дозы регулируется перемещением контакта 4 по стержню. После поворота крана 7 на 90 ° против 
часовой стрелки производится слив отмеренной порции в дежу тестомесильной 
машины.

Черпаковый дозатор снабжен мерными емкостями, которые периодически 

погружают в жидкость бака постоянного уровня. После заполнения черпак 1 поднимается и за счет сил гравитации отмеренная порция сливается через трубку 2,
на которой закреплена мерная емкость. Заданный объем регулируется вытеснительными стаканами, размещенными внутри черпака. Недостатком конструкции 
является невысокая точность дозирования компонентов, имеющих переменную 
плотность и высокую вязкость. Причиной этого являются адгезия дозируемой 
жидкости к стенкам мерной емкости и образование волн при ее заполнении.

Дозатор фиксированного уровня работает по принципу заполнения мерной 

емкости 1 через впускной клапан 3 до уровня, соответствующего расположению 
жидкости в бачке 4 постоянного уровня. Слив набранной дозы производится через выпускной клапан 2. Величина дозы регулируется путем вертикального перемещения трубки 5. Преимуществами этого дозатора являются высокая точность 
дозирования, удобство регулирования при изменении рецептуры и достаточная