Предварительная обработка сырья. Предварительная тепловая обработка сырья перед консервированием

Предварительной тепловой обработкой сырья принято называть кратковременное (5-15 мин) воздействие на сырье горячей воды (80-100 °С), пара или горячего растительного масла. Обработку сырья горячей водой или паром называют бланшированием, обработку в горячем растительном масле - обжаркой.[ ...]

В различных технологических процессах предварительная тепловая обработка сырья преследует следующие цели: изменить объем сырья, размягчить его, увеличить клеточную проницаемость, инактивировать ферменты, гидролизовать протопектин, удалить из растительной ткани воздух, повысить калорийность сырья и придать ему специфические вкусовые свойства.[ ...]

Изменение объема и массы сырья требуется, например, при изготовлении консервов, в рецептуру которых входят сухие бобовые культуры (фасоль, горох) или рис. В процессе бланширования в кипящей воде зерна набухают благодаря впитыванию воды, объем и масса их при этом увеличиваются на 90-100 %. Если этого не сделать до фасования в банки, то при стерилизации консервов эти сухие культуры набухают уже в самой банке, впитывая бульон или другую заливку, и в готовой продукции не останется жидкой фазы.[ ...]

Размягчение сырья необходимо для того, чтобы его можно было потом уложить в банки или же для облегчения удаления несъедобных частей - кожицы, косточек, семян - при последующем протирании на ситах. Размягчение плодов при тепловой обработке происходит по двум причинам. С одной стороны, при нагревании гидролизуется протопектин, склеивающий отдельные клетки между собой и цементирующий растительную ткань. При гидролизе он переходит в растворимую форму, клетки отклеиваются друг от друга, плодовая ткань становится рыхлой и мягкой. С другой стороны, при нагревании коагулируют белки цито-плазменной мембраны, цитоплазменная оболочка повреждается, становится проницаемой, осмотическое давление, обусловливающее твердость плода, падает и сырье размягчается.[ ...]

Цитоплазменные мембраны являются препятствием и в обратном случае, когда нужно пропитать чем-либо клетку извне, например сахаром или солью. Так, если при варке варенья погрузить в сахарный сироп свежие плоды или их дольки, то в первые минуты, пока плоды еще не прогрелись и цела цитоплазма, диффузионное проникновение сахара внутрь плодовых клеток задерживается цитоплазменной оболочкой и происходит лишь осмотическое огсасывание влаги из клеток, в результате плоды сморщиваются. Если же плоды бланшировать до уваривания, то клеточная проницаемость их возрастает и при последующем погружении в сироп сразу происходит не только осмотическое отсасывание влаги, но и диффузионное проникновение сахара внутрь плодовой ткани через поврежденную цитоплазменную мембрану.[ ...]

При этом фермент восстанавливается в первоначальном виде, а образующийся оксид ВО представляет собой темноокрашенное соединение, называемое иногда флобафеком.[ ...]

Гидролиз протопектина проводится в случае получения фруктовой продукции, имеющей желеобразную консистенцию (повидло, цжемы, мармелад, желе), что невозможно без наличия в увариваемой массе растворимого пекгина, являющегося основным компонентом желированной массы.[ ...]

В некоторых плодах пектиновых веществ много, но они представлены главным образом нерастворимой формой, в виде протопектина. В эхом случае необходимо так обработать плоды, чтобы проюпектин гидролизовался и перешел в растворимую фарму, которая только и способна впоследствии обеспечить желеобразное сосюяние продукции. Для того чтобы гидролизовать протопектин, плоды бланшируют паром в течение 10-20 мин.

ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА СЫРЬЯ

Тепловая обработка сырья является одним из основных приемов в технологическом процессе изготовления консервов.

Отдельные виды сырья перед измельчением, резкой, протиранием, смешиванием и фасованием подвергают тепловой обработке, которую проводят в горячей воде, водных растворах поваренной соли, щелочи, кислоты, горячих растительных или животных жирах, в среде водяного пара п путем соприкосновения с поверхностью нагрева.

Продолжительность и температура тепловой обработки различны в зависимости от цели ее проведения и скорости протекания тепловых, химических и биохимических процессов. Предварительной тепловой обработке подвергают овощи, семечковые н косточковые плоды, ягоды, бобовые, крупы, макаронные изделия и др.

С целью повышения пищевой ценности, улучшения органолеп-тнческих качеств отдельных видов консервов кабачки, баклажаны, свеклу, морковь, тыкву, лук, перец сладкий и др. обжаривают или пассеруют.

Тепловая обработка сырья вызывает изменения его структурно-механических, физико-химических и органолептических свойств и осуществляется с целью размягчения ткани сырья, увеличения или уменьшения его объема и массы, увеличения клеточной проницаемости и инактивации ферментов, придания продукту определенных органолептических качеств, повышения его пищевой ценности и др.

В зависимости от назначения тепловой обработки п способа передачи тепла продукту процесс называют бланшированием, развариванием, подогревом, обжаркой, пассерованием.

Бланширование

Бланшированием плодоовощного сырья называется кратковременная тепловая обработка при определенном температурном режиме в воде, паром или в водных растворах солей, сахара, органических кислот, щелочей. Бланширование является очень важной предварительной операцией, от которой в значительной мере зависят качество продукта п потери в производстве. В переводе на русский язык бланширование означает отбеливание (от французского слова blanchir - отбеливать). Однако в зависимости от вида сырья, технологии изготовления тех или иных консервов бланширование применяется для разных целей с достижением различных результатов, основные из которых: прекращение биохимических процессов в продукте, уничтожение большей части микроорганизмов, изменение объема и массы, повышение проницаемости протоплазмы клеток, изменение консистенции, удаление воздуха, летучих веществ, клейстеризация крахмала, сохранение естественного цвета продукта.

Деятельность ферментов может вызвать порчу продукта и нежелательные изменения даже при отсутствии микроорганизмов. При нагревании прекращаются биохимические процессы вследствие разрушения ферментной системы сырья, значительно уменьшается обсемененность за счет частичного уничтожения микроорганизмов, находящихся главным образом на поверхности сырых продуктов, поэтому для многих овощей бланширование преследует основную цель - разрушение ферментной системы, основой которой являются белки. Для этого обычно достаточно прогревания до температуры 70-75 °С.

Инактивация ферментов оказывает влияние на цвет продукта. Особое значение это имеет для семечковых плодов, так как действием окислительных ферментов объясняется потемнение плодов при их очистке и резке. Поэтому при производстве компотов, фруктов в сиропе, варенья, джемов и других видов консервов рекомендуется проводить бланширование яблок и груш. Так как инактивация ферментов лучше протекает в кислой среде, при бланшировании воду подкисляют лимонной или винной кислотой до концепт-рации 0,1-0,2% для снияения интенсивности биохимических процессов. Отдельные сорта яблок, особенно высококислотные, за счет гидролиза протопектина при нагревании и перехода его в растворимый пектин сильно развариваются. Для частичного предупреждения этого рекомендуется плоды бланшировать в 35%-ном сахарном сиропе при температуре 80-90°С в течение 4-5 мин. Оставшийся после бланширования сироп используют для заливки плодов, уложенных в банки.

Бланширование свеклы производят для размягчения ткани и сохранения цвета. При этом необходимо разрушить фермент тирозин азу. При окислении фермент образует меланины, вызывающие потемнение свеклы. Бланшируют свеклу паром в автоклавах или в непрерывнодействующих шпарителях в течение 15-20 мин при температуре 120 °С. У бланшированной свеклы кожица легко отделяется от мякоти. Бланширование свеклы до очистки и резки позволяет максимально сохранить красящие вещества - антоциа-ны, получить гладкую поверхность среза и равномерные формы нарезанных кусочков, так как свекла в сыром виде очень хрупкая.

При тепловой обработке в некоторых случаях происходит изменение цвета. Причиной может быть или изменение пигментов, или образование новых красящих веществ. Изменение цвета наблюдается у овощей, имеющих зеленую, белую или красно-фиолетовую окраску. Овощи с желтой и оранжевой окраской не изменяют цвет и устойчивы к действию тепловой обработки. При нагревании в зеленых овощах вследствие взаимодействия хлорофилла с органическими кислотами или кислыми солями этих кислот, содержащимися в клеточном соке, образуется феофитин - новое красящее вещество бурого цвета. Степень изменения зеленой окраски зависит от продолжительности тепловой обработки и концентрации органических кислот в продукте. Чем дольше проводится тепловая обработка, тем больше образуется феофитина и заметнее побурение овощей. Зеленые овощи лучше сохраняют свою окраску, если бланширование проводится в жесткой воде. Содержащиеся в ней кальциевые и магниевые соли нейтрализуют часть органических кислот и кислых солей клеточного сока.

При бланшировании происходит отбеливание отдельных видов сырья за счет выщелачивания или разрушения красящих веществ. Бланширование соцветий цветной капусты приводит к их отбеливанию вследствие разрушения красящих веществ, придающих соцветиям зеленый или желтоватый цвет.

Для облегчения удаления несъедобных частей - кожицы, семян, косточек ит. п., придания эластичности сырью, для облегчения проведения последующих операций и более плотной укладки его в банки отдельные виды сырья бланшируют для размягчения ткани. Размягчение сырья происходит вследствие химических и физико-химических преобразований в тканях при бланшировании. В основном это осуществляется за счет гидролиза протопектина, который переходит в растворимый пектин. Клетки отделяются друг от друга, плодовая ткань становится рыхлой и мягкой. Гидролиз способствует получению желеобразной консистенции.

Исследования различных сортов картофеля, белокочанной капусты и некоторых корнеплодов показали, что продолжительность их бланширования зависит не только от содержания в овощах и корнеплодах протопектина, но и от содержания веществ, способствующих его расщеплению. К таким веществам в основном относятся органические кислоты. Чем больше этих кислот содержится в \" сырье, тем меньше требуется времени для бланширования сырья. Аналогичное действие размягчения ткани достигается, если нагреть ткань до 80-85 °С хотя бы 3-4 мин. Это вызывается тем, что при нагревании до такой температуры пропсходит коагуляция белков протоплазмы, цитоплазменная оболочка повреждается, осмотическое давление, обусловливающее твердость плода, уменьшается и плод размягчается.

При тепловой обработке в той или иной степени уменьшаются объем и масса сырья. При тепловой обработке мяса и мясопродуктов происходит необратимая дегидратация белков с выделением в окружающую среду ранее связанной влаги вместе с растворенными в ней экстрактивными, минеральными веществами, витаминами и др.

В отличие от продуктов животного происхождения уменьшение массы овощей происходит не за счет выделения влаги денатурированными белками вместе с растворимыми веществами, а в основном за счет потерь растворимых веществ в результате их диффузии, удаления воздуха, содержащегося в межклеточных пространствах тканей растительного сырья. Так, при бланшировании огурцов происходит быстрое удаление воздуха из межклеточного пространства, ткань уплотняется, повышается ее упругость. При консервировании такие огурцы имеют хрустящую консистенцию. Уменьшение объема огурцов способствует более плотной укладке продукта в банки.

Удаление воздуха при бланшировании способствует сохранению витаминов. Кроме того, содержащийся в межклеточных пространствах растительной ткани воздух, попадая в готовую продукцию, а также действуя на сырье на промежуточных этапах, вызывает ухудшение качества продукта, способствует коррозии металлической тары, вызывает повышение парциального давления в банках при стерилизации.

Для некоторого ассортимента консервов в целях нормального заполнения тары, обеспечения необходимой консистенции продукта и нормируемого соотношения между составными компонентами консервов, правильного ведения процесса стерилизации требуется увеличение объема продукта, которое достигается путем бланширования. В основном это консервы с применением продовольственных фасоли и гороха, риса, перловой крупы, соевых бобов, макаронных изделий и др. В этом случае при бланшировании за счет впитывания воды крахмалом объем и масса продукта увеличиваются в 2-2,5 раза. В каяедом конкретном случае процент набухае-мости оговаривается технологическими инструкциями.

Бланшированием достигается удаление летучих или легкорас-падающихся веществ, придающих продуктам неприятный запах и образующих при соединении с металлом банки или крышки сернистые соли олова и железа, которые вызывают потеменение продукта, а также удаление веществ, придающих некоторым видам сырья неприятный горьковатый привкус. Например, для удаления горечи у баклажанов их бланшируют в кипящей воде или 1,5-2%-ном растворе КаОН, а для улучшения вкуса и удаления нестойких сернистых соединений белокочанную и краснокочанную капусту бланшируют в кипящей воде 1-2 мин, отдельные соцветия цветной капусты - 2-3 мин. Спаржу бланшируют в сетчатых корзинах в кипящем 2%-ном растворе поваренной соли в течение 1-3 мин для выщелачивания глюкозидов, придающих продукту горьковатый привкус, и для выпрямления изогнутых побегов.

В результате бланширования повышается проницаемость клеточных оболочек плодов и овощей, что облегчает пропитывание плодов сахарным сиропом (при варке варенья, джема, при изготовлении компотов), извлечение соков. Иногда для этой цели сливу, яблоки бланшируют в сахарном сиропе соответственно концентрацией 25 и 35 %. Для повышения выхода сока сливу, малину, черную смородину, бруснику, крыжовник бланшируют в воде или паром при температуре сырья не более 85 °С. Бланшировочную воду используют для бланширования нескольких партий. При этом часть экстрактивных веществ сырья переходит в раствор. Концентрация экстрактивных веществ постепенно увеличивается и достигает концентрации их в сырье. Такой раствор добавляют к отнятому из плодов соку, что значительно повышает выход сока, но несколько ухудшает его качество. Более рационально проводить бланширование плодов паром в ленточном шпарителе, а ягоды подогревать в двутельном котле при непрерывном помешивании. Плоды и овощи чаще всего бланшируют целыми. Продолжи-

Рпс. 14. Ленточный бланширователь со скребками:

1 - загрузочная воронка; 2 - ленточный транспортер; 3 - переливная труба; 4- съемная крышка; 5 - разгрузочный лоток; 6 - редуктор; 7 - электродвигатель; « - ванна; 9 - люк для очистки ванны от осадка тельность и температура бланширования зависят от вида, сорта, степени зрелости, качества сырья, его дальнейшего применения. Обычно бланширование проводится очень быстро, чтобы продукт сохранил вкус, цвет и аромат исходного сырья. При проведении этого процесса необходимо помнить, что недобланшированный продукт может вызвать бомбаж, а перебланшированный - разваривание консервов при стерилизации. Во избежание разваривания продукт после бланширования сразу же охлаждают водой.

Тепловые аппараты, предназначенные для предварительной тепловой обработки, классифицируют на бланширователи, шпари-тели и подогреватели в зависимости от способа и цели нагревания продукта. Аппараты каждой из этих групп подразделяются на аппараты периодического и непрерывного действия; работающие при атмосферном давлении, вакууме и избыточном давлении; с нагревательной камерой и барботерами.

Простейшим оборудованием для бланширования является дву~ тельный котел. В наружную полость подается пар с определенным давлением, обеспечивающим требуемую температуру. Внутрь котла заливаются вода или раствор. Плоды или овощи в сетках опускаются в горячий бланшировочный раствор и выдерживаются в течение необходимого времени.

Однако бланширование в котлах связано с большими затратами труда, неудобствами в работе, нарушает поточность производства и применяется только при выработке небольших партий продукции.

Наиболее широко используются в промышленности как водяные, так и паровые ленточные бланширователи (рис. 14) для

Рис. 15. Ковшовый бланшироватсль типа БК:

1 - привод; 2 - туннель; 3 - ковшовый транспортер; 4 - каркас; 5 - паропровод; 6 - водопровод бланширования сладкого перца, зеленого горошка, капусты, картофеля, яблок и других видов сырья.

Для бланширования зеленого горошка, капусты, моркови, картофеля применяются ковшовые бланширователи типа БК отечественного производства. Ковшовый бланширователь (рис. 15) состоит из стальной ванны-туннеля прямоугольного сечения, через которую проходит лента транспортера с ковшами. Ковши могут быть погружены в горячую воду, растворы или находиться под воздействием пара. Барботеры, к которым подается пар по паропроводу, расположены под и над лентой. Ванна сверху закрыта съемными крышками. Бланширователи БК обеспечивают нормальное проведение технологического процесса для широкого ассортимента сырья. У них широкий диапазон регулирования продолжительности тепловой обработки и высокая производительность.

Ленточные бланширователи БКП-200 и БКП-400 предназначены для бланширования нарезанных овощей перед сушкой в среде пара. Устанавливают их на овощесушильных заводах преимущественно к конвейерным сушилкам. Бланширователь БКП-200 (рис. 16) состоит из наклонного транспортера, заключенного в камеру. Над лентой установлены душевые устройства для ополаскивания сырья в начале и для охлаждения после бланширования. Предназначенные для бланширования, предварительно подготовленные п нарезанные овощи через загрузочный бункер и распределительный шнек равномерным слоем подаются на ленту пз проволочной сетки. Вместе с лентой продукт сначала проходит через первую секцию, где ополаскивается, затем - через вторую, где обрабатывается паром, и в третьей охлаждается холодной водой под душем.

Производительность аппарата зависит от скорости движения ленты, ширины и толщины слоя продукта. Для картофеля производительность составляет 200 кг/ч. Аналогичное устройство имеет и бланширователь БКП-400 производительностью 400 кг/ч по исходному сырью.

Барабанные бланширователи применяются в основном в линиях производства консервов пз зеленого горошка, но могут применяться для бланширования и других видов сырья.

В барабанном бланширователе основным рабочим органом является барабан. При его вращении продукт при помощи спирали перемещается в горячей воде от места загрузки к месту выгрузки.

Рис. 10. Бланширователь непрерывного действия типа БКП-200:

1 - распределительный шнек; 2 - наклонный трапспортер; 3 - промывочная камера; 4 - шпарительная камера; 5 - промы-вочно-остывочная камера

Продолжительность бланширования регулируется числом оборотов барабана в минуту.

В целях сокращения протяженностн технологической линии, продолжительности технологического процесса, сокращения расхода воды, снижения бактериальной обсемененности перед стерилизацией разработан способ бланширования зеленого горошка орошением горячей водой. При.этом тепловая обработка совмещена с отмывкой выделившихся при бланшировании зерен крахмала. Инспекция проводится перед бланшированием, процесс охлаждения исключен. Такая схема позволяет снизить микрообсеменен-ность зерен в банке перед стерилизацией па целый порядок и создать более благоприятные условия для проведения процесса стерилизации.

Бланширование зеленого горошка орошением горячей водой производится в бланширователе карусельного типа. Время и температура бланширования устанавливаются в зависимости от степени зрелости сырья.

В шнековом бланширователе основным рабочим органом является шнек, перемещающий продукт. При бланшировании продукта в горячей воде шнек установлен горизонтально, при бланшировании в среде водяного пара шнек установлен вертикально или под некоторым наклоном. Через полый вал шнека пар подается в желоб, где находятся продукт или вода п продукт.

Производительность бланширователей зависит от условий их работы, сорта сырья, его качества, степени зрелости и других факторов и может составлять от 500 до 8000 кг/ч.

Разваривание плодоовощного сырья

Разваривание плодоовощного сырья производится в кипящей воде или паром для разрушения структуры ткани и облегчения протирания при изготовлении фруктового илп овощного пюре, соков с мякотью, повидла, консервов для детского и диетического питания. При разваривании в сырье происходят те же физико-химические изменения, что и при бланшировании. Однако степень некоторых изменений несколько иная, так как тепловая обработка длится более длительное время.

Для разваривания плодоовощного сырья применяются аппараты непрерывного и периодического действия.

Шнековый шпаритель (рис. 17) очень прост по конструкции и часто изготавливается в механических мастерских консервного завода. Предназначается шнековый шпаритель для разваривания косточковых и семечковых плодов. Размеры шиарителя определяются расчетом, производительность зависит от диаметра и шага шнека и скорости его вращения. Преимуществом этого шпарителя является непрерывное разваривание, недостатком - разжижение продукта за счет смешивания с конденсатом.

Простейшую конструкцию имеет шахтный шпаритель системы С. М. Дмитриева (рис. 18), который представляет собой деревян-

Рис. 17. Шнековый шпаритель:

1 - загрузочный бункер; г - шнек; 3 - соединительный рукав; 4 - разгрузочная воронка; 5 - паропровод ную шахту прямоугольного сечения, разделенную перегородкой на две половины. Обе шахты оборудованы вертикально установленными барботерами. Сырье попадает в шахту сверху через загрузочный бункер и самотеком плоды проходят через шахту, где обрабатываются паром. Наличие двух шахт позволяет выдерживать плоды нужное время, не нарушая поточности работы; в то время как в одной шахте производят разваривание, вторая снова подготавливается к работе. Внизу корпус шпарителя немного расширяется, высота его 3 м. Под коническим дном шпарителя находится четырех-лопастный дозатор.

В линии изготовления пюре-образных консервов А9-КЛВ для разваривания сырья, не требующего длительной тепловой обработки, устанавливается не-прерывподействующая установка УРС-129 (рис. 19). Предварительно измельченное сырье

ис. 19. Разварпватель УРС-129:

1 - питатель; 2 - насос; 3 - труба для продукта; 4 - паровая труба наружного барботера; 5 - внутренняя труба барботера; 6 - паровая коммуникация; 7 - датчики температуры; 8 - корпус расширительной емкости; 9 - крышка; 10 - запорный клапан; 11 - переливная труба; 12 - направляющий шнек; 13 - спускной вентиль; 14- фильтр; 15 - паровой управляемый вентиль; 16 - манометр

поступает в питатель, насосом подается в трубу, где внутренним и наружным барботерами нагревается в течение нескольких секунд. Затем продукт поступает в расширительную емкость, выдерживается в течение 4-6 мин и через переливную трубу поступает на протирочную машину.

Наиболее качественное разваривание плодов, ягод и овощей получается в закрытом шпарителе (дигестере), показанном на рис. 20. Дигестер изготавливается из нержавеющей стали, рассчитан на единовременную загрузку сырья до 2 т. Чаще всего дигестер применяют при производстве консервов для детского питания.

Работа дигестера протекает следующим образом. Через бункер загружают сырье. Задвижку плотно закрывают и через штуцер подают острый пар. Одновременно выпускают воздух через кран до появления струи пара. После этого кран закрывают и создают в дигестере нужные давление и температуру. Вытеснение воздуха из дигестера в начале разваривания способствует сохранению витаминов, а также предохраняет продукт от потемнения. Когда достигнута необходимая температура в сырье немного размягчится, включают мешалку. Продолжительность обработки определяют в каждом конкретном случав отдельно в зависимости от вида и сорта сырья, размеров, степени зрелости, кислотности, а также от вида изготовляемых консервов.

Продолжительность. разваривания длится от 15 до 25 мин при температуре 100-110 °С. В процессе разваривания необходимо следить за равномерностью прогревания и не допускать перегрева продукта.

Подогрев продукта

Подогрев жидких и пюреоб-разных продуктов производится с различной целью и может являться как предварительной тепловой обработкой, так и операцией, облегчающей проведение других технологических процессов.

В основном подогрев осуществляется с целью размягчения ткани и облегчения удаления несъедобных частей - кожицы, семян и т. п. Это особенно важно а производстве концентрированных томатопродуктов, томатного сока и томатных соусов (если они вырабатываются из свежих томатов). Протопектин затрудняет отделение кожицы от мякоти, и это значительно повышает отходы при протирании, а подогрев снижает их па 8-8,5%. Подогрев также способствует сохранению пектина в продукте, так как при протирании измельченной массы без подогрева часть его уходит с отходами.

Растворимый пектин улучшает качество и внешний вид продукта, придавая ему однородность и препятствуя расслоению, которое особенно заметно в томатных продуктах с невысокой концентрацией сухих веществ.

Предварительный подогрев способствует удалению воздуха, содержащегося в межклеточных ходах плодовой ткани и остающегося в дробленой массе, разрушению ферментов и сохранению витаминов. Удаление воздуха предотвращает также образование пены при концентрировании.

Предварительный подогрев дробленой массы обеспечивает ее быстрое закипание в выпарном аппарате. Интенсивная конвекция кипящей массы препятствует образованию нагара на поверхности нагрева.

При массовом поступлении томатного сырья для равномерной загрузки производственной линии томатную массу подогревают до 85_100 °С в трубчатых подогревателях, а затем охлаждают до 20-

25 °С в пластинчатых теплообменниках. Подогретую и охлажденную массу можно сохранить в теплоизолированных сборниках вместимостью 25-100 м3 в течение суток, без теплоизоляции - в течение 10 ч. Емкости для хранения томатной массы должны быть оборудованы контурами циркуляции для предупреждения расслоения массы.

Нагревание продукта до определенной температуры имеет большое санитарно-гигиеническое значение. Пищевые продукты как растительного, так и животного происхождения всегда обсеменены микроорганизмами. Нагревание сырья в процессе тепловой обработки хоть и не обеспечивает полной стерильности продукта, но оказывает губительное действие на большинство плесневых и бесспоровых бактерий, а также вызывает переход спорообразую-щих бактерий в неактивную форму. В этих целях проводят дополнительный подогрев продуктов до различных температур перед фасованием, высокотемпературный нагрев отдельных их видов в процессе производства, мгновенную стерилизацию в потоке, выдержку с высокой температурой фасования для выработки продукции горячим розливом.

Для снижения микробиальной обсемененности томатопродук-тов протертую томатную массу перед увариванием нагревают до 125 °С, стерилизуют при этой температуре в течение 0,4 мин и затем охлаждают до 75-80 °С.

При использовании метода горячего розлива сок подогревают до температуры не ниже 97 °С и фасуют в специально подготовлен-

ную тару. Метод горячего розлива применяется при производстве отдельных видов фруктовых консервов, томатных соусов и др.

К подогревателям непрерывного действия относятся трубчатые, двухтрубные, спиральные, пластинчатые подогреватели.

Трубчатые (кожухотрубные) подогреватели (рис. 21) применяют для нагревания дробленой томатной массы, концентрированных томатопродуктов, фруктового пюре, фруктовых и овощных соков. При нагревании во избежание образования нагара необходимо следить, чтобы подача продукта не прекращалась.

Односекционный трубчатый вакуум-подогреватель КТП-2 (рис. 22) предназначен для подогрева различных овощных и фруктовых соков, дробленых томатов. Он представляет собой трубчатый многоходовой теплообменник, имеющий 12 последовательно соединенных труб из нержавеющей стали и заключенных в стальной кожух цилиндрической формы. С торцевых сторон установлены крышки. Площадь поверхности нагрева 4,2 м2, температура сока на выходе из подогревателя до 90 °С.

В двухсекционном подогревателе обе секции смонтированы на общей станине одна над другой. Одна из них служит для подогрева дробленой томатной массы, другая - для подогрева отжатого сока. Каждая секция регулируется и работает самостоятельно. Секция состоит из цилиндра, в котором горизонтально расположены трубки, последовательно соединенные между собой каналами, имеющи-

Рис. 22. Вакуум-подогреватель КТП-2:

1 - теплообменник; 2 - вакуум-бак; 3 - паровая магистраль; 4 - бак для во-> ды; 5 - насос

мися в крышках подогревателя. В паровом пространстве аппарата поддерживается вакуум.

Сравнительно низкая температура греющего пара (94-97 °С) в сочетании со значительной скоростью прохождения массы через подогреватель предупреждает образование нагара. Требуемая температура подогрева достигается благодаря большой длине пути массы в аппарате и высокому коэффициенту теплопередачи.

Двухтрубные подогреватели (типа «труба в трубе») применяются для нагревания соков, фруктового и томатного пюре. Двухтрубный подогреватель состоит из 8-12 секций.

Благодаря небольшому поперечному сечению трубы продукт может перемещаться с большой скоростью, что предотвращает образование нагара.

Двухтрубные подогреватели можно применять для охлаждения продукта, подавая в межтрубное пространство холодную воду или рассол.

Широкое применение для подогрева жидких пищевых продуктов нашли пластинчатые теплообменники (рис. 23), которые также используются для пастеризации фруктовых и ягодных соков. Они компактны и имеют большую производительность.

Пластинчатый подогреватель А1-ОНС-5 может быть применен для подогрева жидких продуктов в потоке.

Обжарка и пассерование овощей

При производстве закусочных, заправочных консервов, первых и вторых обеденных блюд, консервов для общественного питания и др. с целью повышения пищевой ценности и придания продукту определенных вкусовых качеств проводят обжарку или пассерова-

ние баклажанов, кабачков, свеклы, тыквы, моркови, перца сладкого, лука и др.

Обжаркой называется тепловая обработка овощей в жирах до уменьшения массы сырья свыше 30 % при определенном температурном режиме.

Пассерование - обжарка овощей с уменьшением массы до 30%.

Обжарку или пассерование проводят в растительном масле или животном жире в обжарочных печах, на плитах Крапивина при сравнительно высоких температурах. Растительное масло или животный жир в данном случае не только выполняет технологические функции, но и является промежуточным теплоносителем, передающим тепло от поверхности нагрева нечи к продукту.

Продолжительность обжарки и пассерования зависит от многих факторов и прежде всего от вида овощей, степени измельчения, температуры активного слоя масла, способа обя?арки, начального и конечного влагосодержания продукта и др., а также от удельной поверхности нагрева (величины поверхности нагрева, приходящейся на 1 м2 зеркала печи) и составляет для овощей 5-16 мин.

Для каждого конкретного случая продолжительность обжарки устанавливается опытным путем. Она должна обеспечивать истинный процент ужарки, установленный нормами и требованиями к качеству обжаренного продукта.

Для обжарки и пассерования применяются рафинированные растительные масла - подсолнечное, кукурузное, хлопковое и соевое, жиры свиной топленый, говяжий, бараний или костный, маргарин, масло коровье сливочное или топленое. При выборе жира для конкретного технологического процесса учитывают его биологическую ценность, органолептические свойства и физико-химические показатели. Важнейшими из этих показателей являются температура плавления и застывания, коэффициент преломления, вязкость, удельный вес, кислотное, йодное, перекисное и ацетильное числа. Вкус, запах, цвет, прозрачность, наличие отстоя и консистенция жиров имеют большое значение как для качества готового продукта, так и для правильного проведения процесса обжарки и пассерования.

Процесс обжарки и пассерования овощей представляет собой сложный комплекс физических, химических, физико-химических и технологических явлений, усложненный тепло-, массообменом и впитыванием масла.

Под воздействием тепла в продукте протекает ряд связанных между собой физических и химических процессов, в результате которых происходят выделение и удаление части влаги, впитывание масла, объемная усадка продукта, выделение газов, повышение давления внутри продукта, увеличение пористости, а также изменение плотности и теплоемкости продукта. В процессе обжарки свертываются белки протоплазмы клеток, клетки сжимаются, увеличиваются межклеточные ходы, продукт уменьшается в объеме в 2-3 раза. Углеводы также видоизменяются: крахмал частично переходит в декстрин, сахара карамелизуются, протопектин переходит в пектин, продукт становится мягким п легкоусвояемым. Изменяются структура ткани и плотность овощей.

В процессе обжарки с поверхности загруженных в горячее масло овощей и корнеплодов испаряется влага. Поскольку концентрация влаги во внутренних слоях оказывается больше, чем на поверхности, то содержание сухих веществ в поверхностных слоях постоянно увеличивается; за счет разности концентраций влага диффундирует из внутренних слоев в наружные.

Температура, при которой должны вестись обжарка и пассерование, выбирается так, чтобы испарение влаги с поверхности несколько опережало поступление ее из внутренних слоев. Тогда через некоторое время поверхностный слой обезвоживается, образуется корочка золотистого цвета и продукт получает специфический вкус и запах, свойственный обжаренному. Образование корочки происходит за счет начальной стадии карамелизации углеводов - Сахаров, крахмала, целлюлозы, пектина, содержащихся в обжариваемом продукте.

Это происходит тогда, когда влагосодержание продукта в поверхностном слое понизится настолько, что даст возможность температуре подняться выше 100 °С.

При излишне высокой температуре влага с поверхностных слоев очень быстро испаряется, поверхность продукта начинает обугливаться, а внутренние слои остаются сырые, так как влага из внутренних слоев не успевает поступить на место испарившейся. При высокой температуре происходят глубокий распад и карамелиза-ция углеводов, с чем связано ухудшение цвета и вкуса продукта. Одновременно ускоряются процессы порчи масла. Порча масла во время обжарки во многом зависит от его первоначальных свойств, и в целях повышения качества растительные масла рафинируют, дезодорируют, гидрируют (содержание ненасыщенных жирных кислот в подсолнечном масле должно быть не более 0,3-0,4%, в хлопковом - не более 0,2-0,3%). Цветность по йоду для подсолнечного масла 10-12%, хлопкового - 8-16%, йодное число - соответственно 125-145, 101-116. Для обжарки должно применяться рафинированное подсолнечное или хлопковое масло не ниже I сорта.

При пониженной температуре обжарки процессы испарения и диффузии уравновешиваются, корочка образуется очень медленно или вовсе не образуется. Зато внутренние слои продукта перевариваются и становятся рыхлыми. Вкусовые качества такого продукта низкие.

Вопрос получения обжаренного продукта надлежащего качества, в котором бы гармонично сочетались такие показатели, как видимая ужарка, массовая доля сухих веществ, жира, вкус, аромат, внешний вид, достаточно сложен. Поэтому в основном регламент обжарки устанавливается с учетом всех вышеперечисленных факторов и о готовности продукта судят по внешнему виду и вкусу, а также по проценту ужарки и проценту впитываемости масла. Эти

показатели нормируются для каждого вида овощей и вида продукции.

Процент ужарки различают видимый и истинный. Видимый процент ужарки показывает процентное уменьшение массы сырья при обжаривании. Его определяют по формуле

(А - В) 1П„

х=--- -100,

где х - видимый процент ужарки, %; А - масса сырья до обжарки, кг; В - масса обжаренного продукта, кг.

Для определения видимого процента ужарки взвешивают необходимое количество исходного сырья, загружают его в сетку, обжаривают, дают стечь маслу в течение 3 мин, снова взвешивают и вычитают массу предварительно взвешенной тары.

Величиной видимого процента ужарки пользуются для контроля производства, а также в технологических расчетах для определения норм расхода сырья на единицу готовой продукции.

Термин «видимый» означает, что это изменение массы обжариваемого сырья видно, производя взвешивание на весах, хотя данная потеря в массе не является истинной.

Истинный процент ужарки показывает действительную потерю влаги при обжарке в процентах к исходному сырью, т. е. учитывает, что часть влаги заменена впитавшимся в продукт при обжаривании маслом, поэтому истинный процент улеарки всегда больше видимого.

Этот показатель необходим для проведения теплотехнических расчетов.

Истинный процент ужарки определяют по формуле

(А-В± ,00+£ 1 А А

где х\ - истинный процент ужарки, %; У - количество впитываемого масла, °/о к массе обжаренного продукта.

В зависимости от вида и назначения сырья видимый процент ужарки колеблется от 17 до 50, а истинный - от 24 до 64. Впитывание масла (к массе обжаренного продукта) у большинства видов сырья составляет 7-13%, в отдельных случаях эти цифры значительно больше (27% у лука, 17,5% у смеси моркови, белых кореньев и лука).

Обжарка овощей в горячем растительном масле осуществляется несколькими отличающимися между собой способами. Самое широкое распространение получил способ обжарки в глубоком слое, когда продукт полностью погружен в масло. Реже обжаривают в тонком слое, когда только часть продукта погружена в масло.

Преимуществом способа обжарки в глубоком слое является возможность легко перемешивать и перемещать продукт, передавать тепло, необходимое на обжарку, по всей поверхности кусочка продукта, недостатком - необходимость большого объема масла, меньшая по сравнению с другими методами интенсивность испарения влаги.

Обжарка овощей ведется при определенной температуре, различной для разных видов овощей. Максимальная температура при обжарке баклажанов 135-140°С, кабачков - 125-135, корнеплодов - 120-125, лука - 140 °С.

Продолжительность обжарки зависит от вида сырья, процента ужарки, температуры активного слоя масла, удельной поверхности нагрева печи и др. и составляет для овощей 5-16 мин.

Обжарка сырья в масле при пониженной температуре не рекомендуется, так как при этом увеличивается продолжительность процесса, снижается производительность печи, что приводит к уменьшению коэффициента сменяемости масла и ухудшает показатели, характеризующие качество масла и готовой продукции.

Для обжарки в основном применяют так называемые паромас-ляные обжарочные печи, в которых в качестве теплоносителя используется насыщенный водяной пар. В настоящее время на большинстве консервных заводов обжарка проводится на автоматических обжарочных паромасляных печах АПМП-1, на некоторых эксплуатируются ранее выпускавшиеся механизированные печи М-8.

В начале работы ванну печи заполняют водой, затем загружают масло так, чтобы оно покрыло греющую камеру и находящиеся над ней сетки с продуктом. Свежее растительное масло всегда содержит небольшое количество воды. Воду из масла удаляют путем прокаливания до загрузки в него продукта и ведения процесса обжарки во избежание вспенивания и выброса масла из печи. Прокаливают подсолнечное масло при температуре 160-180 °С, хлопковое-при 180-190 °С до прекращения пенообразования. Продолжительность прокаливания зависит от содержания влаги в масле и в основном не превышает 1 ч. Если этого не сделать, то пузырьки выделяющегося при обжарке водяного пара образуют очень стойкую пену за счет содержания в продукте белков, пектина и других пенообразователей. Проведение прокаливания масла обязательно и в целях безопасности работы, рационального расходования масла, сохранения его качества, правильного ведения процесса обжарки. Перед использованием масло фильтруют через сито из нержавеющей стали с диаметром отверстий 0,8-1 мм.

После прокаливания в печь загружают сетки с предварительно подготовленными овощами и корнеплодами. Процесс обжарки - сложный технологический процесс. Как уже описывалось выше, под воздействием тепла в продукте протекает целый ряд связанных между собой физических, химических процессов, происходящих в сырье и масле. Перенос влаги и тепла в продукте является единым процессом, связанным с внешним тепломассообменом. От правильности проведения процесса обжарки зависят качество обжариваемого продукта, рациональное расходование масла. Многолетними опытами установлено, что при неправильной организацпи технологического процесса качество масла быстро ухудшается п уже через 3-4 дня оно становится совершенно непригодным для пищевых целей и подлежит передаче на технические нужды. Ухудшение качества растительного масла приводит к резкому снижению качества обжариваемого в нем сырья.

Качество масла в процессе обжарки меняется под воздействием различных факторов: высокой температуры водяных паров, выделяющихся из сырья при обжарке, воздуха, соприкасающегося с маслом на большой поверхности, качества резки овощей и корнеплодов, непрерывности работы, полной загрузки печи продуктом, уровня масла в печи, уровня водяной подушки, граничащей с маслом и приводящей к образованию эмульсии масла.

Наибольшие изменения масла происходят под действием водяных паров, выделяющихся из сырья при обжарке. В этом случае резко увеличивается кислотное число масла за счет гидролиза жира и образования свободных жирных кислот типа олеиновой, пальмитиновой, стеариновой и т. п. и глицерина. Наличие свободных жирных кислот придает горечь маслу. Выделяющийся при распаде глицерина альдегид акролеин легко улетучивается, действуя на глаза рабочих, вызывает слезотечение. Вследствие распада жирных кислот кислотность масла очень быстро увеличивается и происходит альдегидное прогоркание. В дальнейшем появление альдо-кислот и кетонов усиливает прогоркание масла и придает ему неприятный запах. Заметно изменяются и другие показатели: возрастают удельный вес, коэффициент преломления света, его вязкость, снижается йодное число. Поскольку наиболее характерными показателями качества масла являются кислотное число и органолепти-ческие показатели, то предельное значение кислотного числа нормируется. В свежем масле оно обычно не превышает 0,4, при нормальной работе печи не поднимается выше 3. При кислотном числе 4,5 и более масло в печи заменяется полностью. Кислотное число масла выражает количество миллиграммов едкого кали, пошедшее на нейтрализацию свободных жирных кислот, содержащихся в 1 г масла. Наличие свободных жирных кислот способствует дальнейшему распаду масла, и нарастание кислотного числа резко ускоряется по мере его разложения. Поэтому не рекомендуется смешивать масло с высоким кислотным числом со свежим, а необходимо обеспечить быструю сменяемость его в печи.

Масло должно расходоваться на впитывание овощами и заменяться свежим до того, как начинается процесс разложения. Скорость замены масла в печи определяется показателем, который носит название коэффициента сменяемости масла. Коэффициентом сменяемости масла к называют отношение суточного расхода масла И7 (в кг) к среднему количеству масла й (в кг), единовременно находящегося в печи, т. е. к=~\¥/

Чем выше коэффициент сменяемости масла, тем меньше его порча. Для сохранения кислотного числа на низком уровне коэффициент сменяемости масла должен быть не ниже 1,2.

На коэффициент сменяемости масла оказывают влияние неполное использование зеркала масла, завышение высоты активного и пассивного слоев, периодический способ его долива, продолжительность остановки в работе аппарата, низкий коэффициент использования аппарата, недостатки конструктивного характера некоторых систем обжарочных аппаратов.

Масло, заполняющее ванну, по высоте условно делят на три слоя: активный слой, находящийся над нагревательной камерой, в которой происходит обжарка сырья; средний слой (центральный), в котором размещается нагревательная камера и осуществляется нагрев масла; пассивный слой, расположенный под нагревательной камерой и служащий для ее изоляции от соприкосновения с водой.

Обжарочная печь АПМП-1 (рис. 24) представляет собой загрузочный агрегат, состоящий из загрузочно-дозирующего устройства, собственно печи и устройства для фильтрации и отстаивания масла. В качестве загрузочно-дозирующего устройства использован элеватор типа «гусиная шея». Лента транспортера в месте загрузки сырыми овощами движется горизонтально, затем опускается в ванну печи под углом 36° и движется через всю ванну вначале в первом отсеке, затем во втором, совершая путь в масле 5-6,5 м. Из ванны лента транспортера выходит также под углом примерно 36°, перемещается под ванной печи в корытообразном поддоне, в котором собирается стекающее с транспортера и обжарочного продукта масло. На поворотных звездочках продукт выгружается из ковшей и по лотку перемещается на передаточный транспортер или в охладитель. Полному удалению обжаренных овощей, корнеплодов способствует вибратор, встряхивающий ковшовую ленту транспортера.

Над ванной осуществляется принудительная вентиляция для улавливания и удаления паров и газов, образующихся при обжарке овощей, а также угара масла.

Скорость движения ленты плавно регулируется, и продолжительность обжарки можно варьировать от 4 до 16 мин.

Смену воды в водяной подушке производят 1-2 раза в сутки, многократно выпуская воду с осевшими в ней частицами продукта. Это делается также и во избежание нагрева воды, которая, за-

кипев, может вызвать выброс масла. Температура верхних слоев воды не должна превышать 60 °С. При остановках печи на длительный срок (более 8 ч) масло охлаждается и откачивается в отстойный и фильтрационные баки.

Масло в обжарочной печи в основном расходуется на впитывае-мость продуктом (от 7 до 27% к массе обжаренного продукта), на частицы продукта, падающего в воду при обжарке. Часть масла теряется с водой, уходящей из аппарата (до 1 % к массе обжаренного сырья), с сетками и продуктом при их выгрузке, имеются потери в виде угара.

Большое значение для качества продукции и экономии сырья и масла имеет правильная организация производства, поддерживаемого постоянного по времени и параметрам технологического режима обжарки при максимальной загрузке сырья. Долив масла в печь необходимо осуществлять постоянно, поддерживая минимально возможную высоту активного слоя масла.

Пассерование овощей производят в ненрерывнодействующей установке в тонком слое жира с однократным его использованием либо в газовых или электропечах с инфракрасным излучением, либо в котлах с паровым обогревом системы Коренмана, либо в печах Крапивина и других аппаратах, обеспечивающих хорошее качество пассерования овощей. Пассерование овощей по протекающим в них процессам мало чем отличается от обжарки, практически только меньшим количеством удаляемой из овощей влаги и тем, что проводится оно при более низких температурах.

Продолжительность пассерования устанавливается на каждом заводе на основании опытных обжарок каждого вида сырья, исходя из особенностей поверхности нагрева, давления пара и других факторов. Готовность пассерованных овощей определяют взвешиванием и по органолептическим показателям.

Введение

1.1 Материалы для бетона

1.2 Подбор состава бетона

1.3 Габаритные размеры изделий

2. Описание технологического процесса изготовления изделий

3. Выбор и обоснование режима ТВО

4. Определение габаритных размеров и требуемого количества тепловых агрегатов

5. Описание конструкции установки и порядок ее работы

6. Теплотехнический расчет

6.1 Расчет теплоты для нагрева изделий определяем по формуле

6.2 Расчет теплоты для нагрева форм

6.3 Расчет потерь теплоты через ограждающие конструкции установки

6.4 Теплота экзотермических реакций гидратации цемента

7. Определение удельных часовых расходов теплоты и теплоносителя

8. Расчет системы теплоснабжения

9. Методы контроля расхода пара дифманометром

10. Охрана труда и техника безопасности

Литература

Введение

Тепловую обработку строительных материалов и изделий целесообразно рассматривать в двух аспектах. С одной стороны следует проанализировать пути превращения сырьевых материалов и готовую продукцию или полуфабрикат в процессе тепловой обработки. Эта задача сугубо технологическая. С другой стороны необходимо рассмотреть работу тепловых установок (пропарочных, сушильных, обжиговых), которая определяется законами теплотехники.

При тепловой обработке в материалах и изделиях происходят физико-химические превращения, формируется структура, идут процессы тепло и массопереноса, возникает напряженное состояние. Взаимозависимость и сложность этих явлений предопределили на начальных этапах эмпирический характер развития данной отрасли науки. Постепенно накапливались экспериментальные данные об этих явлениях, причем из-за их сложности в основном изучалась динамика качественных изменений отдельных процессов.

Результаты исследований с использованием законов физики, химии и прикладных наук позволили создать предпосылки для математического описания процессов с целью создания теоретических основ, без которых невозможно определить пути оптимизации тепловой обработки. Создание прогрессивных технологий с минимальными затратами материальных и энергетических средств - одна из главных задач всех отраслей народного хозяйства, в том числе и строительной индустрии, к которой относится и производство строительных материалов и изделий. Одной из основных составных частей технологии строительной индустрии является тепловая обработка, на которую затрачивается около 30 % стоимости производства строительных материалов и изделии. Кроме того, тепловая обработка потребляет около 80 % от расходуемых на весь производственный цикл топливно-энергетических ресурсов. Таким образом, создание экономичных тепловых процессов, позволяющих получать изделия отличного качества с минимальными затратами топлива и электроэнергии, даст возможность существенно уменьшить капиталовложения в сферу строительства. Для создания таких тепловых процессов необходимы глубокие знания в области тепловой обработки строительных материалов и изделии, устройства тепловых установок, их конструирования и эксплуатации.

Рассматривая в целом процессы, проходящие в материалах и изделиях при тепловой обработке, необходимо помнить, что они являются следствием процессов, проходящих в тепловых установках. Изучение этой достаточно сложной взаимосвязи, порой еще мало исследованной, является главной задачей, которую приходится решать нашим ученым.

Первые попытки проанализировать работу тепловых установок были сделаны еще М. В. Ломоносовым и успешно продолжены В.Е. Грум-Гржимайло, который создал научную теорию, объясняющую работу печей и сушил. Д.И. Менделеев предложил формулу для определения теплотворной способности топлива.

Наука о процессах, проходящих в материалах при тепловой обработке, начала развиваться значительно позднее. Например, положения о кинетике процесса сушки были выдвинуты в 20-х годах П.С. Косовичем и А.В. Лебедевым применительно к испарению влаги из почвы. Представления о формах свели влагу с материалом, определяющие сушку, были впервые сформулированы акад. П.А. Ре-Линдером. Проф. Л.К. Рамзнн также впервые и 1918 г. предложил 1 – d – диаграмму влажного воздуха и создал методику расчета сушильных установок.

Большое значение для развития науки о сушильных процессах имели работы А.П. Ворошилова, М.И. Лурье, М.Ф. Казанского, П.Г. Ромапкова и А.В. Лыкова. Процессы, проходящие в материалах при обжиге, описаны в трудах Д.С. Беляпкина, П.П. Будникова, К.А. Нохратяна, О.П. Мчедлова-Петросяна н ряда других ученых. Эта область науки является пока еще наименее изученной.

Большое значение для производства сборного бетона и железобетона имеют исследования, связанные с тспловлажностной его обработкой, получившие широкое развитие в 50-е годы. Ряд основных положений об этих процессах сформулированы были несколько ранее А.В. Волженским и П.И. Боженовым, первым применительно к тепловой обработке силикатного, а вторым - автоклавного бетонов. С дальнейшим развитием представлений о процессах, проходящих при тепловлажностной обработке связаны труды С.А. Миронова, Л.А. Малининой, А.Д. Дмитровнча, И.Б. Заседателева, Н.Б. Марьямова и других ученых.

Накопленные знания о взаимосвязи тепловых процессов, проходящих в установках, с развивающимися в материалах, обширный экспериментальный материал, обобщенный на основе законов физики, химии и математики, создают основу для перехода к созданию моделей этих взаимосвязанных процессов и, следовательно, к решению конкретных задач по оптимизации тепловой обработки.

При производстве строительных изделий, деталей и материалов почти во всех случаях для перевода сырья в новое качество - готовую продукцию - применяют тепловую обработку. В большинстве случаев тепловая обработка дает возможность придать сырью новые, качественно отличные свойства, необходимые в строительстве. Такой процесс происходит за счет физических и физико-химических превращений в обрабатываемом материале, течение которых зависит от воздействия тепла.

Для теплового воздействия материал помещают в установку, которую в общем случае называют тепловой установкой. Различные физические и физико-химические превращения в материале требуют различного теплового воздействия. Поэтому в каждой тепловой установке создают свой необходимый для обработки продукции тепловой режим. Под тепловым режимом понимают совокупность условий теплового и массообменного воздействия на материал, как-то: изменение температуры среды, скорость течения газов или жидкости, омывающих материал, концентрацию газов, их давление. Следовательно, тепловые режимы представляют собой совокупность тепловых, массообменных и гидродинамических процессов, происходящих в тепловой установке.

Тепловой режим установки будет воздействовать на сырье и за счет физических и физико-химических превращений в нем оно превратится в готовую продукцию. Очевидно, изучая данную дисциплину, необходимо выяснить, как различные тепловые режимы воздействуют на разные материалы, какие процессы происходят в материалах при тепловой обработке, а также научиться определять наиболее эффективные режимы.

1. Характеристика материалов (с расчетом состава бетона) и габаритные размеры изделий

1.1 Материалы для бетона

Керамзит - это экологически чистый утеплитель. В переводе с греческого языка на русский "керамзит" переводится как "обожженная глина". Он представляет собой легкий пористый материал, получаемый при ускоренном обжиге легкоплавких глин.

По внешнему виду керамзит напоминает гравий, то есть представляет собой гранулы преимущественно округлой или овальной формы различного размера, поэтому часто его называют керамзитовый гравий. В технологическом процессе изготовления керамзита наблюдаются два явления: при резком тепловом ударе, подготовленной специальным образом глины, она вспучивается, чем достигается высокая пористость материала, а внешняя поверхность быстро оплавляется, что придает материалу достаточно высокую прочность и устойчивость к внешним воздействиям и создает почти герметичную оболочку. Поэтому качество керамзита во многом определяется точностью исполнения технологического процесса.

В зависимости от режима обработки глины можно получить керамзит различной насыпной плотности (объемным весом) - от 200 до 400 кг/куб. м. и выше. Чем ниже плотность вещества, тем он более пористый, а значит, обладает более высокими теплоизоляционными свойствами. Но тем сложнее при производстве получить необходимую прочность. Материал также характеризуется величиной керамзитовых гранул, которая колеблется от 2 до 40 мм, и в зависимости от их размера подразделяется на фракции, например 5-10 мм или 10-20 мм. Основываясь на размерах, продукцию делят на керамзитовые гравий, щебень и песок.

Гравий - это частицы округлой формы диаметром 5 - 40 мм, получаемые вспучиванием легкоплавких глин. Он морозоустойчив, огнестоек, не впитывает воду и не содержит вредных примесей. Керамзитовый щебень - это наполнитель произвольной формы (преимущественно угловатой) с размерами частиц 5 - 40 мм. Он получается путем дробления кусков вспученной массы керамзита.

Таким образом, керамзит - это уникальный керамический пористый гравий, который обладает следующими свойствами:

Легкость и высокая прочность;

Отличная тепло и звукоизоляция;

Огнеупорность, влаго- и морозоустойчивость;

Кислотоустойчивость, химическая инертность;

Долговечность;

Экологически чистый натуральный материал;

Высокое отношение качество/цена.

Анализ теплоизоляционных и механических свойств керамзита позволяет использовать этот материал на российском и зарубежном рынке для теплоизоляции крыш, полов и стен, фундаментов и подвалов. Установлено, что рациональное использование керамзита в качестве теплоизолирующего материала при строительстве обеспечивает сокращение теплопотерь более чем на 75 %.

Эго технологический прием, суть которого заключается в кратковременном (5-15 мин) воздействии на сырье горячей воды температурой 80-100 °С, паром или горячим растительным маслом. Обработка сырья горячей водой или паром называется бланшированием, обработка в горячем растительном масле - обжаркой, легкое обжаривание овощей для производства овощных заправочных и обеденных консервов - пассерованием.

Предварительная тепловая обработка сырья проводится для изменения объема сырья, его размягчения, увеличения клеточной проницаемости, инактивации ферментов, гидролиза протопектина, удаления из растительной ткани воздуха, повышения калорийности сырья и придания ему специфических вкусовых свойств.

Изменение объема и массы сырья требуется, например, при изготовлении мясорастительных консервов, в рецептуру которых входят сухие зерна бобовых культур и рис. Для этого сухой горох или фасоль бланшируют 10-20 мин в кипящей воде для набухания зерен, при этом их объем увеличивается примерно в два раза. Если этого не сделать, то при стерилизации консервов сухие бобовые зерна и рис набухают за счет поглощения бульона и в готовой продукции мало остается или не остается жидкой фазы.

Размягчают сырье, для того чтобы его можно было плотнее уложить в банки или же для облегчения удаления несъедобных частей - кожицы, косточек, семян при последующем протирании на ситах. Размягчаются плоды при тепловой обработке из-за гидролиза протопектина и коагуляции белка протоплазмы.

Бланширование позволяет повысить сокоотдачу и пропитку сырья сахаром и солью.

Инактивирование ферментов сырья необходимо для предупреждения нежелательных изменений в плодах и овощах при консервировании, в частности для предотвращения потемнения сырья на воздухе за счет деятельности окислительных ферментов. Для этого применяется кратковременное (5-10 мин) бланширование в воде при температуре 85- 100°С, подкисленной лимонной или виннокаменной кислотой до концентрации 0,1-0,2%.

Гидролиз протопектина в растворимый пектин необходим при производстве фруктовой консервной продукции, имеющей желеобразную консистенцию (повидло, джемы, желе, мармелады), так как пектин в присутствии сахара и кислоты образует студни. Для этого плоды бланшируют паром в течение 10-20 мин.

Если в сырье пектиновых веществ мало, то для получения фруктового студня в рецептуру вводят так называемые желирующие соки, т. е. соки из плодов, богатых растворимым пектином.

Удаление воздуха, находящегося в межклеточных пространствах растительной ткани сырья, необходимо для предупреждения окисления полуфабрикатов, коррозии металлической тары и создания высокого давления в банках при стерилизации. При бланшировании большая часть воздуха из растительной ткани удаляется.

Для бланширования паром наиболее распространены непрерывно действующие закрытые ленточные или шнековые аппараты, также называемые бланширователями или шпарителями.

Следует подчеркнуть, что бланширование паром предпочтительнее, так как при этом потери углеводов и других водорастворимых веществ сырья ниже (5%) по сравнению с бланшированием горячей водой (20%).

Для предварительной тепловой обработки овощи очень часто обжаривают. При этом повышается калорийность, образуется золотисто-коричневая хрустящая корочка из карамелизованных углеводов, которая придает обжариваемому сырью специфический вкус. Овощи обжаривают в растительном масле, нагретом до 130-140 °С, в течение нескольких (5-15) минут.

При обжарке сырья испаряется значительное количество влаги, а в овощи впитывается некоторое количество масла. Благодаря этому содержание сухих веществ в обжаренном сырье и его калорийность возрастают.

Процесс обжарки на консервных заводах производится в обжарочных аппаратах - паромасляных печах, а на производствах небольшой мощности используются плиты паровые универсальные типа А9-КВ2-Д.

Образование золотистой корочки является органолептическим признаком готовности обжаренного сырья, а объективным критерием - так называемая видимая ужарка, которая определяется по формуле

где М д0 - масса сырья до обжарки; М ос - масса обжаренного сырья.

Процент ужарки, при котором качество обжаренного сырья получается наилучшим, составляет для моркови 45-50, для лука - 50, для баклажанов - 32-35% . Процент ужарки необходим и для расчета норм расхода сырья на единицу готовой продукции, и для контроля работы обжарочных аппаратов. Для определения ужарки взвешивают некоторое количество сырья, загружают его в сетчатую корзину, обжаривают, дают стечь маслу и снова взвешивают.

Пользуются также показателем, характеризующим истинный процент ужарки, под которым понимается убыль влаги при обжарке, т. е. то, что на самом деле «истинно» ужарилось. Истинная ужарка (%) определяется по формуле

где х - процент ужарки; М - масса масла, впитавшегося в обжаренное сырье.

Технологический процесс производства консервов

По назначению операции можно условно подразделить на инспекционные (осмотр, подбор сырья), подготовительные (обвалка, жиловка, измельчение, предварительная, тепловая обработка, посол и др.) и основные (порционирование-фасование, закатка, стерилизация).

Технологические схемы. Основные операции характерны для большинства схем. К ним относятся подготовка сырья для удаления малоценных компонентов (обвалка, жиловка, зачистка), резка на куски , измельчение , порционирование -фасование , закатка , тепловая обработка, охлаждение (рис. 1.1).

Для технологической схемы производства мясорастительных консервов («Каша с мясом», «Мясо с картофелем», «Солянка с мясом» и др.) характерно грубое измельчение обваленного мясного сырья на мясорезательных машинах или волчках и последующее перемешивание подготовленного мяса с растительными наполнителями (каша, картофель, капуста), специями и солью для получения равномерного распределения компонентов. Готовую смесь фасуют в тару, укупоривают, стерилизуют и охлаждают (рис. 1.2).

При производстве субпродуктовых консервов измельченное сырье без предварительной тепловой обработки либо после обжаривания или бланширования перемешивают с солью и специями и передают на фасование и стерилизацию . При приготовлении паштетной массы бланшированное сырье измельчают на куттере, вносят жир, бульон, молоко или яйца, соль и специи. После дополнительного измельчения на коллоидной мельнице пастообразную массу фасуют в тару (рис. 1.3).

Таким образом, для осуществления производства мясных баночных консервов необходимо надлежащим образом подготовить сырье и иметь тару, в которой после фасования и герметизации производится дальнейшая обработка продукта и его хранение.

Приемка, разделка, обвалка и жиловка мяса. Основное сырье мясоконсервный цех принимает , соблюдая требованияи правила, характерные для колбасного производства, включая определение состояния, вида и упитанности мяса, число туш, массу принимаемой партии и т. д.

Приемка сырья

Разделка

Обвалка, жиловка

Нарезание на куски

«Гуляш» «Говядина тушеная» «Мясо жареное» «Мясо в белом

(баранина, свинина) соусе»

Перемешивание Внесение соли Обжаривание Перемешивание

мяса с мукой специй и жира мяса с ингреди-

пассированной ентами

Перемешивание

с пассированной

мукой, томат –

пастой, солью

И специями

Порционирование

Стерилизация

Охлаждение

Сортирование и хранение

Упаковывание

Рис. Технологический процесс производства натурально-кусковых консервов

Приемка мясного сырья

Разделка, обвалка, жиловка

«Каша особая» «Солянка с мясом»

«Мясо с картофелем»

Измельчение мясного сырья Нарезание мясного сырья

На волчке на куски

Подготовка растительного

Перемешивание мясного сырья с растительным, солью, специями питьевой водой

Фасование

Стерилизация

Охлаждение

Сортирование

Упаковывание

Хранение

Рис. Технологический процесс производства мясо-растительных консервов

Приемка (размораживание) сырья

Зачистка, промывка

«Рагу» Обвалка, жиловка

Варка или бланширование

Измельчение Обвалка

«Субпродукты измельченные» Паштеты «Любительский»

«Зельц красный» «Особый»

«Арктика»

Перемешивание сырья с другими Куттерование, приготовление

компонентами рецептуры паштетной массы

Порционирование

Стерилизация

Охлаждение

Сортирование

Упаковывание

Хранение

Рис. Технологический процесс производства субпродуктовых консервов

Разделку полутуш (туш) производят как по комбинированной, так и по дифференцированной схемам.

Мясо обваливают по методам и приемам колбасного производства. Однако имеются и некоторые отличия . Мясо, предназначенноедля изготовления натуральных консервов , отделяют от костей в один прием большими кусками .

Мясо жилуют , удаляя лишь грубые соединительнотканные образования, крупные сосуды, железы, хрящи и кости. Межмышечныйжир при жиловке свинины не удаляют. Жир-сырец жилуют , отделяя посторонние ткани и прирези. При жиловке мясо и жир-сырец одновременно нарезают на куски : для последующей ручной нарезки массой до 500…600 г, для машин ной резки – до 2 кг и более.

При разделке иобвалке говяжьих туш I категорииупитанности часть сырья используют для изготовленияпастеризованных консервов , а жилованное мясо – для фаршевых, мясо-растительных консервов, мяса тушеного и т. п.

Разделка, обвалка и жиловка сырья в консервном производстве осуществляются на конвейерных линиях, используемых всырьевых цехах колбасного производства.

Подготовка субпродуктов. Обработка субпродуктовперед их использованием в консервном производстве включает их размораживание, освобождение от загрязнений, удаление малоценных тканей, отделение жира.

Языки осматривают, удаляют остатки калтыка и подъязычной кости, моют в воде и очищают от слизистой оболочки (кожицы) на центрифугах (температура воды 75…80 о С, продолжительность обработки 1…4 мин). После охлаждения говяжьи и свиные языки сортируют по массе. Печень осматривают, жилуют, нарезают на куски массой 300…500 г и в течение 5…10 мин промывают в холодной воде.

Почки жилуют, разрезают на 2-4-16частей и 2 ч вымачивают в холодной проточной воде. Сердце и легкие обезжиривают, разрезают, зачищают от сгустков крови и кровеносных сосудов, промывают в холодной воде. Вымя обезжиривают, разрезают на куски, моют в воде 20…30 мин или вымачивают в 5 %-ном растворе уксуса в течение 5 мин.

Измельчение мясного сырья. При производстве натуральных консервов отжилованное мясо нарезают вручную , на мясорезательных машинах на куски массой от 30 до 200 г для их закладки в банку вместе с солью, специями или заливками.

При производстве фаршевых, паштетных консервов, консервов детского и диетического питания и других мясное сырье измельчают на волчках, куттерах, куттер-мешалках, эмульситаторах и коллоидных мельницах.

Фарш для мясных консервов приготавливают в основном так же, как и в колбасном производстве. Однако при куттеровании фарша в него дополнительно вводят 3…6 % крахмала и 0,5 % фосфатов, а количество добавляемой воды снижают на 5 % по сравнению с нормативами для фарша колбасных изделий. Повышенное содержание соединительной ткани , гидролизирующейся при нагреве до глютина, способствует улучшению качества фаршевых консервов.

Перемешивание сырья. В консервном производстве при изготовлении фаршевых консервов перемешивают готовый фарш со шпиком перед фасованием в банки; сухую соль с мясом перед выдержкой в посоле, вторичным измельчением на волчке и фасованием («Мясной завтрак»); измельченные и бланшированныесубпродукты перед фасованием («Ассорти»); для проведения посола; а также мясо с измельченной свиной шкурой «Говядина (баранина) для завтрака»; нарезанное или измельченное мясо перед фасованием в банки с солью, мукой, специями, луком, томат-пастой, сахаром, уксусом, овощами, крупами и т. д.; при производстве мясо-растительных консервов и консервов типа «Гуляш», «Мясо в белом соусе» и т. п.

Посол мясного сырья. При изготовлении мясных консервов на разных стадиях технологической обработки в мясное сырье вводят поваренную соль . При производстве консервов «Антрекот» из конского мяса, изготовленных с предварительной тепловой обработкой сырья в форме, или «Мясо тушеное» соль добавляют непосредственно при фасовании продукта в банки . Иногда в мясорастительные консервы («Субпродукты рубленые») соль перемешивают с остальными компонентами на мешалке и сразу передают продукт на фасование. При изготовлении паштетных консервов соль закладывают в куттер вместе со специями и бульоном.

При производстве ветчинных консервов независимо от вида последующей тепловой обработки, а также для консервов, изготовляемых с предварительной тепловой обработкой сырья вформах («Рулет из конского мяса, «Мясоделикатесное конское»), посол осуществляют сухим, мокрым и смешанным способами.

При подготовке сырья для производства консервов «Завтрак туриста» и «Бекон рубленый» посолочные ингредиенты перемешивают с мясом в мешалке и солят в тазиках от 48 ч («Завтрак туриста») до 4-5 суток («Бекон рубленый»).

Предварительная тепловая обработка сырья. Некоторые виды основного сырья перед закладкой в банки подвергают предварительной тепловой обработке : бланшированию, обжариванию, варке, обжарке, копчению.

Бланширование представляет собой кратковременную варку сырья в воде , в собственном соку или в паровой среде до неполной готовности. Тепловая денатурация белков сопровождается уменьшением диаметра мышечных волокон, в результате чего выпрессовывается свободная влага , масса мяса после бланширования уменьшается на 40…45 %, а объем – на 25…30 %. Одновременно в процессе бланширования частично разваривается соединительная ткань , уменьшается ее прочность, возрастает проницаемость клеточных мембран. Бланширование вызывает инактивацию мышечных ферментов и гибель вегетативной формы микроорганизмов, находящихся в мясе, в результате чего повышается эффективность последующей стерилизации.

Существует несколько способов бланширования мяса. По первому способу жилованное сырье закладывают в бланширователь (или котел) с кипящей водой в соотношении 53:47.

При втором способе – бланширование мяса в собственном соку мясо загружают в бланшировательна 2/3 объема, добавляя горячую воду (4…6 % массы мяса).

При третьем способе к мясудобавляют 15…20% воды, продолжительность процесса 30…40 мин. Затем мясо выгружают, а оставшийся бульон упаривают.

Обжаривание – это тепловая обработка продуктов в присутствии достаточно большого количества жира . Жир, являясь жидкой теплопередающей средой, улучшает условия нагрева и в то же время защищает продукт от перегрева. При обжаривании происходит частичный гидролиз жира до глицерина и свободных жирных кислот, а также гидротермическое расщепление до 10…20 % коллагена соединительной ткани.

Степень образования ароматических веществ и их вид зависят от температуры обжаривания: при 105…130 о С отмечается начальный этап образования летучих веществ, при 150-160 о С процесс интенсифицируется , при 180 о С возможно появление «ожога», обугливание поверхности продукта, образование веществ с неприятным вкусом и запахом.

Продолжительность обжаривания в зависимости от размеров кусков и вида сырья составляет от 8 мин. до 45 мин. В технологической практике величина потерь массы мясного сырья при обжаривании составляет от 35 до 60 %.

В зависимости от типа вырабатываемых консервов обжаривание производят после бланширования или без него, один раз или двукратно, с использованием костного, свиного жира, рафинированного подсолнечного масла, сливочного масла (5…10 % к массе мясного сырья).

Варке в консервном производстве подвергают сформованные сосиски («Сосиски рижские» и «Сосиски латвийские») после обжарки, посоленное сырье для изготовления ветчинных консервов, соленое или несоленое сырье в формах.

Подготовка вспомогательных материалов. Бобовые осматривают, очищают от примесей и раздробленных зерен, замачивают в теплой воде (1,5…3 ч), моют и бланшируют 6…30 мин.

Крупы очищают от примесей. Рис и перловую крупу промывают, бланшируют 8…10 мин для набухания и вновь промывают в холодной воде. Гречневую крупу прокаливают на противнях, замачивают в горячей воде для набухания, после чего перемешивают с солью и специями и в горячем виде передают на фасование.

Мучные изделия осматривают, удаляют посторонние примеси, бланшируют в кипящей воде (5…10 мин), после чего промывают холодной водой. К промытым макаронам, лапше, вермишели во избежание склеивания их в готовых консервах добавляют расплавленный жир.

Овощи (морковь, свекла, капуста) калибруют, моют, осматривают, очищают от загрязнений, поврежденных мест, измельчают. Картофель моют, калибруют, инспектируют, очищают, дочищают, вторично моют и режут на кубики (10…15 мм) или полоски па овощерезках.

Лук и чеснок осматривают, очищают от покровных сухих листьев, обрезают корневую и верхнюю части, удаляют поврежденные места, после чего моют и режут на овощерезках или куттерах. Нарезанный лук обжаривают на костном или свином жире (5…20 % к массе сырого лука) до светло-золотистого или коричневого цвета. Выход обжаренного лука составляет 60 % к массе свежего лука и жира.

Для приготовления костного бульона кость промывают 15…20 мин в проточной холодной воде в чанах или ваннах. Затем кости обжаривают в газовых опалочных печах в течение 20…40 мин при 120…160 о С, чтобы получающийся бульон имел коричневую окраску, хороший аромат и вкус. Обжаренныекости загружают в двухстенный котел, заливают водой (соотношение кости к воде 1:3) и варят в течение 3-4 ч при 90…95 о С. По окончании варки бульон отстаивают , удаляют с поверхности жир.

Соусы придают консервам специфическийвкус и привлекательный внешний вид. В зависимости от того компонента, который определяющим образом влияет па формирование вкуса и вида готового соуса, их подразделяют на томатный, белый, сметанный, сладкий и винный.

Соусы готовят на костных или мясных бульонах по следующей схеме . На первом этапе в горячий бульон вносят пассерованную (обжаренную) муку и при перемешивании кипятят бульон 10…20 мин до исчезновения крупинок муки. Затем вносят томат-пасту, сметану или другой наполнитель, соль, сахар, пряности и вновь при перемешивании кипятят соус 5…15 мин. Готовый соус заливают в банки при 70…75 о С.

Подготовка тары. Банки и крышки не должны иметь загрязнений, остатков смазки, металлической пыли и мелких опилок, наплывов припоя на внутренней поверхности. Соединительный шов корпуса и донышка должен быть герметичен.

Тара должна пройти предварительную санитарную обработку, снижающую микробиальную загрязненность. Стеклянные банки моют 2-3 %-ным раствором гидроксида натрия. После мойки банки обрабатывают острым паром и горячей (95…98 о С) водой. Металлические крышки , предназначенные для укупорки стеклянной тары, шпарят в кипящей воде 2-3 минв сетках.

Санитарную обработку стеклянной и жестяной тары и последующее обсушивание производят на специальных устройствах конвейерного типа, которые состоят из несколькихсекций: мойки (замачивания), шпарки, ополаскивания и подсуши­вания.

Порционирование и закатка банок. При порционированиинеобходимо обеспечить соответствие соотношений основных компонентов рецептуры действующим требованиям технических условий.

При фасовании вначале закладывают плотные составные части: соль, специи, жир-сырец, мясо и т. п., после чего в банку заливают жидкие компоненты – бульон, соусы.

При ручном порционировании взвешивают содержимое каждой банки. Соль, специи и основное сырье закладывают в определенной последовательности: вначале укладывают лавровый лист, соль и специи, затем жир и после этого мясо. Соль и молотый перец предварительно смешивают в соответствии с рецептурой и фасуют дозировочно-фасовочными устройствами или автоматами.

При фасовании жидкие (бульон, соусы), сыпучие (специи, крупы) и пластические (фарш) продукты дозируют машинами по объему с помощью мерных наполнительных цилиндров.

Машинным способом фасуют мясо, нарезанное на куски (мясо тушеное, жареное в соусе, гуляш, рагу), фаршевые, паштетные консервы и др. Остальные виды консервов, такие, как языковые, ветчинные, сосиски, консервы из птицы и кроликов и другие, фасуют вручную.

Наполненные банки от автоматов-дозаторов по транспортеру передают на контрольное взвешивание изакатку.

Контрольное взвешивание производят вручную на циферблатных весах либо на инспекционных автоматах. Основная задача этой операции – не допустить производства незаполненных (легковесовых) и переполненных (тяжеловесных) банок.

Взвешенные банки , наполненные содержимым, по транспортеру подают на закатку (присоединение крышки к корпусу). На закаточных машинах перед подачей крышки на прифальцовкуее маркируют , т. е. наносят специальные знаки, выдав­ливая металл внутрь банки, или (реже) с помощью типографской печати.

Сущность процесса закатки состоит в герметическом присоединении крышки к корпусу банки путем образования двойного закаточного шва . На корпус надевают донышки , и в собранном виде пара плотно зажимается между верхним и ниж­нимпатронами и начинает вращаться. Расположенный сбоку закаточный ролик прижимается к вращающемуся донышкуи обкатывает его .

В консервной промышленности широко используют вакуумирование содержимого банок перед закаткой . Обычно воздух попадает в банку во время порционирования и находится между кусками мяса, в порах и частично растворен в жидкости. Наличие кислорода воздуха вызывает коррозию металла , ускоряет процессы окисления в продукте, что отрицательно сказывается на качестве жира (возрастает перекисное и кислотное числа, рН и общая кислотность продукта), катализирует разрушение витаминов и ароматических веществ, создает благоприятные условия для развития аэробных бактерий, что в конечном итоге приводит к ухудшению качества консервов и сокращению сроков их хранения.

Проверка герметичности закатанных банок. После закатки банок на любом типе машин, исключая вакуум-закаточные, в технологической линии предусмотрена проверка герметичности заполненных и укупоренных банок. Цель проверки – не допустить в стерилизацию плохо закатанные банки, у которых в ходе тепловой обработки появится активный подтек (т. е. содержимое будет выходить из банки). Банки на герметичность проверяют несколькими способами : визуально (внешний осмотр), в водяной контрольной ванне, с помощью воздушных и воздушно-водяных тестеров.

Приобнаружении негерметичности банки удаляют с конвейера . Плохо закатанные банки вскрывают , и содержимое перекладывают в другие. После проверки на герметичность банки передают на стерилизацию.

Термообработка. В процессе производства консервов для обеспечения стабильности продукта при хранении используют такие способы термообработки , как стерилизация, пастеризация, тиндализация.

Стерилизация – одна из основных операций технологического процесса производства консервов, которую проводят, нагревая продукт до температуры выше 100 о С, для подавления жизнедеятельности микроорганизмов либо для их полного уничтожения.

Основными источниками загрязнения консервов до стерилизации являются мясное сырье, вспомогательные материалы и специи. В среднем общая бактериальная обсемененность содержимого консервов может достигать 1 . I0 12 клеток в 1 г (см 3) при регламентируемом уровне от 10 4 до 2 . 10 5 бактерий.

Цель стерилизации – уничтожение тех форм микроорганизмов, которые могут развиваться при обычных условиях хранения и вызывать при этом порчу консервов либо образовывать опасные для здоровья человека продукты своей жизнедеятель­ности(токсины). К этим видам микрофлорыотносят представителя токсигенных спорообразующих анаэробов Cl. botulinum и гнилостные анаэробы Cl. sporogenes , Cl. perfringens , Сl, putrificum .

Нагрев мяса при температуре 134 о С в течение 5 мин уничтожает практически все виды спор, включая и споры наиболее термоустойчивых микроорганизмов. Наиболее распространенная и предельно допустимая температура стерилизации мясопродуктов ниже 135 0 С (в пределах 120 о С).

Влияние нагрева на микрофлору . Нагрев при температурах выше 100 о С уничтожает в основном вегетативные формы микроорганизмов и большую часть споровых, что обусловлено денатурацией белков протоплазмы живых клеток и разрушением ферментов. Одновременно под воздействием термообработки перерождаются сохранившиеся споры , их способность к прорастанию резко снижается.

Каждый вид микрофлоры обладает своим собственным временем отмирания в силу различной устойчивости к нагреву. Термоустойчивые итермофильные микроорганизмы могут приспосабливаться к высоким температурам. При этом в присутствии термофильных мезофильные микроорганизмы часто также приобретают термоустойчивость. Как правило, споры анаэробовотмирают медленнее, чем споры аэробов. Из анаэробов наиболее опасен Cl. botulinum, токсин которого даже в малых дозах смертелен для человека.

Споры палочки Cl. botulinum выдерживают кипячение в течение 3…6 ч, при 105 о С они гибнут через 2 ч. Период инактивации спор различных штаммов CI. botulinum при 110 0 С от 7 до 16 мин.

Споры отмирают по стадиям : на первой (стадия быстрого отмирания) уничтожается более половины спор, находящихся в продукте; на второй число жизнеспособных спор уменьшается по логарифмической кривой; в третьей скорость отмирания небольшого количества оставшихся спор уменьшается.

Изменение в мясе при стерилизации . В мясе происходят такие важные и характерные изменения, как тепловая денатурация растворимых белковых веществ, сваривание и гидротермический распад коллагена соединительной ткани, окисление и гидролиз жира , изменение витаминов , экстрактивных веществ, структуры и органолептических показателей.

Гидролиз высокомолекулярных азотистых веществ. Часть полипептидов гидролизуется до низкомолекулярных азотистых оснований. Имеют место процессы дезаминирования и декарбоксилирования некоторых аминокислот, сопровождающиеся разрушением и потерей части из них, в том числе и незаменимых.

Повышение температуры и увеличение продолжительности нагрева вызывают усиление гидротермического распада коллагена до глютина и гидролиз глютина до глютоз.

Изменения коллагена при стерилизации играют положительную роль , так как сваренный коллаген лучше переваривается, образует бульоны, застудневающие при охлаждении до состояния желе. Благодаря гидролизу коллагена в мышечной ткани продукт становится более «нежным ». В связи с этим в консервном производстве широко используют мясо, содержащее значительное количество соеди­нительной ткани.

В целом температуры, характерные для процесса стерилизации консервов, отрицательно сказываются на пищевой ценности белковых веществ, особенно растворимых. С повышением температуры и длительности нагрева возрастает степень коагуляционных изменений, причем, чем выше степень агрегирования, тем медленнее идет переваривание денатурированного белка пищеварительными ферментами: перевариваемость и усвояемость стерилизованного мяса ниже, чем у вареного.

Изменения жиров. В условиях стерилизации существенно ускоряется гидролиз триглицеридов и насыщение двойных связей радикалов жирных кислот гидроксильными группами. Присутствие свободных жирных кислот интенсифицирует образование оксисоединений. Свидетельством этих изменений являются рост кислотного и уменьшение йодного чисел. Рассмотренные изменения жиров под воздействием стерилизации дают основания полагать, что высокотемпературная об­работка приводит к снижению биологической ценности жира .

Изменения экстрактивных веществ. При стерилизации имеют место два диаметрально противоположных процесса: накопление экстрактивных веществ в результате распада высокомолекулярных соединений и уменьшение их количества вследствие распада под влиянием нагрева. Состав летучих веществ и их концентрация в стерилизованном мясе отличаются от их состава в мясе вареном, что приводит к появлению у продукта специфического запаха - «аромата автоклава ».

Изменение витаминов. Наименьшей устойчивостью обладают витамины С, D, В, тиамин, никотиновая и пантотеновая кислоты. В зависимости от вида стерилизуемого продукта и выбранных режимов уровень их потерь достигает 40…90 % по отношению к содержанию в исходном мясе. В частности, потери витамина В 1 при производстве консервы «Свинина тушеная» составляют 56…86 %. Наиболее термостойки витамины А, Е, К, В 2 . При этом резистетнтность витамина А проявляется лишь в отсутствии кислорода.

Изменение структуры и прочностных свойств. При тепловой стерилизации происходит более выраженное по сравнению с варкой упрочение структуры мясных изделий и снижение водоудерживающей способности. Повышение жесткости мяса обусловлено сильной его усадкой (диаметр мышечных волокон после стерилизации уменьшается на 26…30 %. а длина соединительнотканных прослоек – в 2…2,5 раза) и выпрессовыванием части слабосвязанной влаги.

Длительный нагрев при высоких температурах существенно ухудшает структурно-механические свойства либо в результате повышения жесткости мяса (в случае высокого содержания в консервах мышечной ткани), либо разволокнения мяса (при наличии больших количеств соединительной ткани).

Техника стерилизации. Противодавление искусственно создаютвнутри аппаратов во избежание нарушенияцелостности консервов в процессе стерилизации вследствие образования в банках избыточного давления.

Пристерилизации консервов в паровой среде посравнению со стерилизацией в воде обеспечивается болееравномерное пообъему распределениетемпературы внутри банки при одинаковых формулах стерилизации.

Стерилизация в электромагнитном поле токами высокой частоты (ТВЧ) и сверх высоких частот (СВЧ). При нагревании продукта в поле ТВЧ(10 3 …10 10 Гц) и СВЧ (433, 915, 2450 МГц) воздействие тепла на микроорганизмы происходит в результате образования тепла в самом содержимом клеток под действием переменного электромагнитногополя. Поэтому при нагревании продукта в поле ТВЧ и СВЧ микроорганизмы отмирают быстрее .В частности, стерильное мясо можно получить при нагревании до температуры 145 о С в течение 3 мин, тогда как обычная стерилизация производится в течение 40 минпри температуре 115…118 . С.

Стерилизация ионизирующими излучениями К ионизирующим излучениям относят катодныелучи – поток быстрых электронов, рентгеновские лучи (частота 10 18 …10 19 Гц) и гамма-лучи (10 20 Гц). Ионизирующие излучения обладают высоким бактерицидным действием и способны, не вызывая нагрева продукта, обеспечить полную стерилизацию.

Из радиоактивных излучений практическое значение имеют гамма-лучи , имеющие большую проникающую способность. Продолжительность стерилизации ионизирующими облучениями – несколько десятков секунд. Учитывая то обстоятельство, что после ионизационной обработки продукт внутри банки остается сырым, необходимо вслед за стерилизацией довести его до состояния кулинарной готовности одним из обычных способов нагрева.

Стерилизация горячим воздухом . Способ приемлем для использования в горизонтальных конвейерных или коаксиальных стерилизаторах , в которых банки передвигаются цепным транспортером при одновременном вращении вокруг своей оси либо катятся по направляющим через все зоны аппарата (прогрев - стерилизация - охлаждение). Горячий воздух температурой 120 о С циркулирует в стерилизаторе со скоростью 8…10м/с. Данный способ дает возможность повысить теплопередачу от греющей среды консерву, снизить вероятность перегрева поверхностных слоев продукта.

Стерилизация в аппаратах периодического действия . Наиболее распространенным типом аппаратов периодического действия для стерилизации консервов являются автоклавы СР, АВ и Б6-ИСА . Автоклавы подразделяются на вертикальные - для стерилизации консервов, выпускаемых в жестяной и стеклянной таре, паром или в воде и горизонтальные – для стерилизации консервов в жестяной таре паром. Температуру и давление в автоклавах регулируют ручным методом или с помощью пневматических и электрических программных устройств – терморегуляторов.

В автоклавные корзины банки укладывают вручную , посредством загрузки транспортером «навалом» (в водяной ванне или без нее), гидравлическими и гидромагнитными укладчиками. Разгрузку производят, опрокидывая автоклавные корзины.

В настоящее время наиболее рациональным считается стерилизация методом высокотемпературного кратковременногонагрева с применением вращения банок (в одну сторону, попеременно в разные стороны, осевое вращение, вращение с до­нышка па крышку), что обеспечивает сокращение длительности процесса тепловой обработки и дает возможность сохранить качество исходного продукта.

Стерилизация в аппаратах непрерывного действия . Стерилизаторы непрерывного действия подразделяют на роторные, горизонтальные конвейерные, гидростатические. Первые два типа редко используют.

В гидростатических стерилизаторах непрерывного действия применен принцип уравновешивания давления в камерестерилизации спомощью гидравлических шлюзов. Эти аппараты башенного типа, имеющие значительную высоту, но занимающие относительно небольшую площадь производственногопомещения.

Гидростатический стерилизатор работает следующим образом . Банки загружают в банконоситель бесконечного цепного конвейера, который подает их в шахту гидростатического (водяного) затвора-шлюза. После прогрева банки поступают в камеру парового стерилизатора, нагреваются до 120 о С и попадают в зону водяного охлаждения, где температура консервов падает до 75…80 о С. Выйдя из гидростатического затвора, байки поступают в камеру дополнительного водяного охлаждения (40-50 о С), после чего консервы выгружают из стерилизатора.

Пастеризация. Пастеризация является одной из разновидностей термообработки изолированного от внешней среды продукта, при которой уничтожаются преимущественно вегетативные формы микроорганизмов. Для таких консервов обычно используют свинину в шкуре ; контролируют величину рН сырья (дли свинины рН должна быть 5,7…6,2, для говядины - 6,3…6,5). В процессе посола и созревания рекомендуется применение шприцевания рассолов, массирования и тумблирования. После подпрессовки банки укупоривают на вакуум-закаточных машинах.

Пастеризацию производят в вертикальных либо ротационных автоклавах. Режим пастеризации включает время прогрева банок при 100 о С (15 мин), период снижения температуры в автоклаве до 80 о С (15 мин), время собственно пастеризации при 80 о С (80…110 мин) и охлаждения до 20 о С (65…80 мин). В зависимости от вида и массы консерва общая продолжительность процесса пастеризации составляет 165…210 мин.

Тиндализация представляет собой процесс многократной пастеризации . При этом консервы подвергают термообработке 2-3 раза с интервалами между нагревом в 20…28 ч. Отличие тиндализации от обычной стерилизации заключается в том, что каждого из этапов теплового воздействия недостаточно для достижения необходимой степени стерильности, однако суммарный эффект режима гарантирует определенную стабильность консервов при хранении. Сущность тиндализации – чередование нагрева консервируемого продукта до температуры ниже 100 о С с последующей выдержкой консерва при температуре 18…25 о С.

При данном способе термообработки микробиологическая стабильность обеспечивается тем, что в процессе первого этапа нагрева погибает большинство вегетативных клеток бактерий. Часть из них вследствие изменившихся условий внешней среды успевает модифицироваться в споровую, более устойчивую форму. В течение промежуточной выдержки (термостатировании) споры прорастают , а последующий нагрев вызывает гибель образовавшихся вегетативных клеток.

Пастеризованные (тиндализованные) консервы не являются «настоящими» консервами в полном понимании этого термина, так как содержат некоторые споры и термофильные бактерии. В связи с этим пастеризованные изделия относят к полуконсервам и ограничивают срок их хранения при температуре 0-5 0 С и относительной влажности воздуха не выше 75 % периодом 6 мес. Тиндализованные консервы («Говядина в желе», «Антрекот», «Солонина деликатесная», «Телятина»), срок хранения которых при температуре не выше 15 о С ограничен одним годом со дня выработки, относят к «3/4 консервам».

Сортировка, охлаждение и упаковывание. По окончании термообработки консервы поступают на сортировку, охлаждение и упаковывание.

Отбраковке подлежат банки с активным подтеком, помятостями, разрывами, трещинами, с «птичками» и грязные (пассивный подтек банки). Если таких дефектов нет, то банки после термообработки должны иметь вспученные крышку и донышки.

Одним из распространенных дефектов консервных банок является помятость (сильная и незначительная), которая образуется из-за разгрузки автоклавных корзин навалом на приемный стол. Консервы с незначительной помятостью корпуса, не потерявшие герметичности, относятся к стандартным и допускаются к реализации.

Активный подтек обусловлен появлением на банке следов содержимого (бульон, жир, соус) консервов, вытекшего при стерилизации через негерметичные фальцы или шов. Банки с активным подтеком, обнаруженные сразу после стерилизации, вскрывают, содержимое используют в колбасном производстве (промпереработка).

Пассивный подтек характеризуется загрязнением поверхности банок содержимым других банок , имеющих активный подтек. Консервы с пассивным подтеком герметичны, грязные банки моют в горячей воде, протирают и направляют на хранение.

«Птички » - наиболее распространенный в консервном производстве дефект, заключающийся в деформации донышек и крышек в виде уголков у бортиков банки . Такие банки на хранение не принимают, и использование их разрешается органами санитарного надзора.

После сортировки банки охлаждают водой до 40 о С и подают на хранение. Банки охлаждают в специальных помещениях, одновременно предназначенных для хранения консервов. Быстрое охлаждение консервов после стерилизации исключает развитие в продукте термофильных бактерий, снижает степень перегрева поверхностных слоев консерва и способствует улуч­шению вкусовых достоинств продукта.

Дефект «хлопающие крышки » обнаруживают также, и после хранения консервов при чрезмерно низких температурах. Появление дефекта в последнем случае обусловлено тем, что при замораживании содержимого банки вода переходит в твердое состояние (лед) и увеличивается в объеме .

В процессе охлаждения, особенно у банок больших размеров (массой более 3 кг), встречается дефект в виде помятостей корпуса несколькими острыми гранями, который называется вакуумной деформацией . Ее вызывает вакуумирование банок при укупорке или образование вакуума при охлаждении банок с горячим розливом продукта.

Нарушение герметичности консервов после стерилизации может произойти и из-за некачественной работы оборудования жестянобаночного производства. В частности, изношенность ролика первой операции закаточной машины дает помятость фланца корпуса - «язычки» и морщинистость фланца .

Готовые консервы перед хранением или отгрузкой упаковывают в транспортную тару – дощатые неразборные ящики или коробки из гофрированного картона.

Хранение и отгрузка . Консервы хранят в отапливаемых и неотапливаемых складах при отрицательных и положительных температурах. При отрицательных температурах срок хранения увеличивается, существенно не влияя на органолептические показатели и пище­вую ценность консервов.

Мясные консервы, поступившие на хранение в замороженном или охлажденном виде (при 0 о С), размешают в складских помещениях при температуре воздуха не менее 2 о С с последующим постепенным отеплением без резких перепадов температу­ры и относительной влажности воздуха. В отапливаемых складах в зимнее время температура должна поддерживаться по уровне 2…4 о С, а относительная влажность воздуха не выше 75 %.

Вследствие нарушения санитарно-гигиенического режима производства, параметров стерилизации, условий хранения или герметичности тары может произойти порча консервов, и появляются следующие виды брака и дефектов, характеризуемых наличием бомбажа.

Явление микробиологического бомбажа обусловлено наличием в консервах газообразных веществ (сероводород, аммиак, углекислый газ и др.) - продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Причиной возникновения микро­биологического бомбажа является перемещение банок при транспортировании и хранении, взбалтывание их содержимого, ранение при изменяющихся условиях, что приводит к нарушению временной герметичности банок, освобождению микрофло­ры из жировых и других частей продукта и прорастанию спор термоустойчивых бактерий, вызывающих закисание продукта, а также мезофильных анаэробов.

Консервы с микробиологическим бомбажем не пригодны в пищу и подлежат технической утилизации или уничтожению. Микробиологическая порча консервов не всегда сопровождается бомбажем : в случае нарушения герметичности банки газы могут выйти из консерва, не вызывая вспучивания концов. Кроме того, в процессе жизнедеятельности некоторых видов микрофлоры газообразования не происходит. Отсутствие бомбажа характерно для Cl. botulinum .

Химический бомбаж характерен для консервов с высокой кислотностью и возникает вследствие накопления водорода при химическом взаимодействии органических кислот продукта с металлом тары.

В результате взаимодействия содержимого и тары в продукте могут накапливаться соли тяжелых металлов (железа, олова, свинца). При глубоком развитии химического бомбажа у продукта появляется металлический привкус и изменяется цвет , особенно у овощей. Повышение температуры храпения с 2…5 до 20 о С увеличивает скорость перехода олова в продукт в 2 раза, при 37 о С скорость накопления олова возрастает в 4 раза.

Появление физического бомбажа может быть обусловлено рядом причин; переполнение тары продуктом , концы банок изготовлены из тонкой жести и легко деформируются, консервы были заморожены и после оттаивания концы сохранили вздутое состояние.

Вследствие повышения относительной влажности воздуха в помещениях хранения консервов, конденсации влаги на банках и взаимодействия кислорода воздуха, воды и остатков частиц жира и белка с незалуженными местами на поверхности банок происходит коррозия . В результате на внешней поверхности банок появляются красно-бурые пятна ржавчины.

Консервы в стеклянных банках хранят в темноте , чтобы исключить активизацию процессов гидролиза и окисления от воздействия света. Срок хранения ламистеров до 2 лет.

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+