Макаронные изделия – один из самых распространенных продуктов питания в мире. Такую популярность данному продукту создают его достоинства, к числу которых следует отнести: способность к длительному хранению (до 2-х лет) без изменения химических и физических свойств; быстрота приготовления (7-20 минут); высокая питательная ценность (в 100 гр. продукта содержится 10-12% растительного белка, 70-75% углеводов, большое количество минеральных веществ, особенно калия (до 140 мг.) и фосфора (до 130 мг.), а так же витаминов В₁ В₂ и РР.

Ассортимент блюд с использованием макаронных изделий как самостоятельно, так и в сочетании с другими продуктами существенно пополняет рацион питания человека. Исходным сырьем для изготовления макаронных изделий служит мука мягких или твердых сортов пшеницы и вода.

Качество макаронных изделий существенным образом зависит от качества исходного сырья - муки. Образцом высокого качества макаронных изделий считают изделия из муки твердых сортов пшеницы. Они имеют: желтый цвет, высокую прочность, хорошие кулинарные качества (не слипаются, не развариваются). Сравнительный анализ муки твердых и мягких сортов показал, что в муке из твердых сортов пшеницы находится большее количество клейковины, зерно имеет стекловидную структуру и содержит пигмент ксантофилл, придающий изделиям желтый цвет. Мука из такой пшеницы имеет специальный помол в виде гранул размером от 350 до 150 мкм. Количество клейковины в такой муке — от 30 до 35%. Содержание клейковины в муке мягких сортов не превышает 28%, а на практике гораздо меньшую величину.

В России, на сегодняшний день, производится 850 тысяч тонн макаронных изделий в год. Из них более 80% продукции производят из муки мягких пшениц, и только около 20% из муки твердых сортов, половина из которых составляет импорт. Такая структура российского рынка сырья для макаронных изделий обусловлена природными и климатическими условиям нашей страны. В России всего несколько климатических зон, где культивируется пшеница твердых сортов – это Алтайский край, Саратовская и Оренбургская области. Поэтому, основным сырьем для производства макаронных изделий в России является мука мягких сортов пшеницы. Качество макаронных изделий из мягкой пшеницы существенно ниже изделий из твердой пшеницы по таким показателям как: цвет, слипаемость при сушке, потеря сухих веществ при варке, крошковатость. Поэтому, актуальной задачей производства макаронных изделий для России является повышение качества макаронных изделий изготовленных из муки мягкой пшеницы.

Проведенный анализ отечественной и зарубежной литературы позволил установить, что кратковременная обработка макаронных изделий паром перед сушкой улучшает качество изделий. Так в работе [31] Назаров Н.И. подвергал сырые макаронные изделия перед сушкой воздействию паровоздушной смеси, температурой 95-98 ^оС и относительной влажностью 95% в течение 30- 120 секунд, с последующей их сушкой при температуре 60-70 ^оС. Оценка качества проводилась по таким показателям как: цвет, прочность изделий, кулинарные свойства (потеря сухих веществ при варке и время варки до готовности). Как отмечает автор работы, в результате гидротермической обработки, изделия после сушки имели янтарно-желтый цвет, высокую прочность, сократилось время варки с 20 минут до 10 минут.Кроме повышения качества автор отмечает увеличение скорости сушки исокращение ее продолжительности. Достигнутый результат объясняется тем, что при гидротермической обработке происходит быстрый нагрев изделий до высоких температур и конденсация пара на поверхности макаронных изделий. Нагрев изделий до температуры более 70^оС в присутствии избыточного количества влаги сопровождается структурными изменениями белка и крахмала входящих в состав макаронного теста – происходит денатурация белка и клейстеризация крахмала. Степень структурных изменений зависит от количества сконденсированной влаги и длительности гидротермического воздействия. В результате структурных изменений разрушается связь влаги в белковых соединениях, белок уплотняется, а освобожденная влага легко удаляется при сушке.

С другой стороны, влага образованная конденсацией пара, имеет высокую температуру и быстро поглащается крахмальными зернами вызывает их разрушение и клейстиризацию. Этот процесс сопровождается слипанием макарон при сушке и увеличенным переходом сухих веществ в воду при варке. Для предотвращения негативности клейстеризации крахмала необходимо сокращать количество влаги сконденсированной при гидротермической обработке. Параметры, применяемой автором, паровоздушной смеси близки к насыщению и образуют неустойчивую термодинамическую систему, которая при понижении температуры (контакт с макаронами) на 1-3^оС, соответствует точке росы и сопровождается конденсацией пара. Величина конденсации пара проведенная по эмпирическим формулам Михайлова Ю.А. составляет более 20% и зависит от длительности воздействия. Так по данным Назарова Н.И., в результате гидротермической обработки наблюдалось увеличение начальной влажности макаронных изделий с 32% до 54%, что соответствует сделанной оценке. Кроме того, автор отмечает, что при увеличении времени гидротермической обработки с 2 минут до 5 минут, сопровождалось увеличение длительности последующей сушки в 2 раза. Это происходит из-за увеличения количества влаги, вызванной конденсацией насыщенного пара с большим влагосодержанием (влагосодержание пара при 90С и относительной влажности 95% соответствует 985 грамм в кг воздуха).

Из зарубежных источников известно применение гидротермической обработки макаронных изделий испанской фирмой «Брайбанти» и итальянской фирмы «Паван» в 1974 году. Воздействию подвергались макаронные изделия, после предварительной сушки, при температуре паровоздушной смеси 80-84 ^оС и относительной влажности 96% в течение 20 минут, с последующей сушкой при более низких температурах -50-60^оС. Проведенный анализ показал, что гидротермическая обработка макаронных изделий перед сушкой имеет ряд положительных и отрицательных моментов. Положительным является повышение качества макаронных изделий (цвет, прочность, кулинарные свойства), увеличение скорости сушки и сокращение ее продолжительности. К недостаткам следует отнести: клейстеризацию крахмала обусловленную большим количеством избыточной влаги, вызванной конденсацией пара и ограниченность в длительности применения паровой обработки.

Дальнейшее развитие гидротермическая обработка получила в оборудовании фирмы «БИД»(Украина), где после изготовления макаронные изделия обрабатывали перегретым паром с температурой 110-120^оС в течение 20-30 секунд, с последующей сушкой при температуре 65-75 ^оС. Существенным недостатком такой инновации является то, что за такое короткое время макаронные изделия не успевают прогреться, а высокое термическое воздействие приводит к модификации крахмала в тонком верхнем слое с образованием прозрачного геля. Внешний вид макаронных изделий получается весьма привлекательный, создается блеск и прозрачность тонкого слоя на поверхности, но последующая сушка таких макарон существенно увеличивается. После гидротермической обработки макаронные изделия транспортируются в сушилку, где производится их сушка до конечной влажности. Однако, остывший при транспортировке «заваренный» слой крахмала на поверхности изделий создает большое сопротивление движению влаги к поверхности изделий при сушке. В результате чего, сушка таких макаронных изделий удлиняется до 3,5-4 часов. Таким образом, применение перегретого пара при гидротермической обработке сокращает количество конденсируемой на поверхности изделий влаги, улучшает внешний вид изделий, но существенно увеличивает время сушки.

Известно так же применение гидротермической обработки макаронных изделий после завершения процесса сушки, например фирма «БИД». С технологической точки зрения это правильно, макаронные изделия при интенсивной сушке и вследствие неравномерной усадки образуют остаточные касательные напряжения, накопление которых приводит к образованию трещин. При гидротермической обработке изделий после сушки происходит дополнительное увлажнение и нагрев верхнего слоя изделия, чем достигается снятие возникающих при сушке напряжений. Но после такой обработки, влажность макаронных изделий увеличивается на 1- 1,5%, что создает необходимость их досушки до конечной влажности 13%, например выдержкой в помещении в течение не менее 5-8 часов. Для устранения выявленных недостатков применения гидротермической обработки макаронных изделий было предложено совместить сушку и гидротермическую обработку и проводить их одновременно в корпусе сушилки. Так родилась идея высокотемпературной сушки макаронных изделий в паровой среде, которая получила воплощение в конструкции сушилки С-109, разработки ЗАО НПФ «Теко» г.Миасс.