Structural and mechanical properties of pasta dough for additive production | Исследование структурно-механических свойств макаронного теста для аддитивного производства

English. The water movements and the influence of the heating rate and moisture content on the rheological and structural characteristics of the pasta dough were studied in order to determine the stability of the dough over time. Samples with a size of 150x150x20 mm were heated from 25 to 80 deg. C in an oven at temperatures of 100 and 150 deg. C to achieve different heating speeds. The temperature was measured in the center of a sample and on its surface. The rheology of the samples after heat treatment was investigated using tensile tests. The ultimate shear stress, Young's modulus and energy to fracture limit were calculated. Pasta dough samples were heated from 25 to 90 deg. C at a speed of 5 deg. C/min and compression fluctuations of 1 Hz. No moisture movement was detected inside the pasta dough during heat treatment in a laboratory oven at a temperature in the center of the product of 80 deg C. The values of the phase angle and elasticity modulus were obtained; the movement of water inside the pasta dough was not detected. The heating rate as well as the moisture content influenced the structural and rheological properties of the pasta dough. The maximum value of the Young's modulus with a decrease in moisture content shifted to the zone of a higher temperature range. The energy up to the breaking point and the yield value depended on the heating rate; the size of the pores is affected by the amount of moisture content. The obtained data will be used in the development and modeling of additive technology for pasta production based on thermomechanical processing.

Russian. Исследованы перемещения воды и влияние скорости нагрева и влагосодержания на реологические и структурные характеристики теста для макаронных изделий с целью определения стабильности теста с течением времени. Образцы размером 150x150x20 мм нагревали от 25 до 80 град. C в печи при температурах 100 и 150 град. C для достижения различных скоростей нагрева. Температура измерялась в центре образца и на его поверхности. Реологию образцов после термообработки исследовали с помощью испытаний на растяжение. Рассчитывали предельное напряжение сдвига, модуль Юнга и энергию до предела разрушения. Образцы макаронного теста нагревали от 25 до 90 град. C при скорости 5 град. C/мин и колебаниями сжатия 1 Гц. Не было обнаружено перемещения влаги внутри теста для макаронных изделий во время термообработки в лабораторной печи при температуре в центре изделия 80 град. C. Получены значения фазового угла и модуля упругости, перемещение воды внутри теста для макаронных изделий не обнаружено. Скорость нагрева, а также влагосодержание оказывали влияние на структурные и реологические свойства теста для макарон. Максимальное значение модуля Юнга с уменьшением влагосодержания смещалось в зону более высокого температурного диапазона. Энергия до точки разрыва и предельное напряжение сдвига зависели от скорости нагрева, на размер пор влияет величина влагосодержания. Полученные данные будут использованы при разработке и моделировании аддитивной технологии производства макаронных изделий на основе термомеханической обработки.