Курс лекций по "Технология"

      В зависимости от рецептуры – для общего, детского и диетического питания.  
  В зависимости от формы:

     Трубчатые – в виде трубок различного диаметра и длины (макароны, рожки, перья);

     Нитеобразные  – в виде нитей различного диаметра и длины (вермишель);

     Лентообразные – в виде лент различных ширины и длины (лапша);

     Фигурные  – прессованные и штампованные различной формы и рисунка (буквы, ракушки, звёздочки.

      Показатели  качества макаронных изделий 

      Органолептические  

      Цвет  – однородный, с кремоватым или  желтоватым оттенком, без следов непромеса, заметных точек и крапин от присутствия отрубистых частиц.  
    Поверхность – гладкая, для первого сорта – слегка шероховатая. Вид в изломе – свекловидный.

      Форма – соответствующая наименованию изделия.  

      Вкус  и запах – нормальные, без посторонних  привкусов и запахов (горечи, плесени и др.)

      Состояние после варки – должны увеличится в объёме в 2 раза, не слипаться, быть мягкими, эластичными, хорошо сохранять форму. Варочная вода не должна быть мутной.

      Физико-химические

Массовая  доля влаги – не более 11– 13%.

Кислотность – не более 14^о.

Прочность – от 100 – 200 г до 800 г.

Лом, крошка и деформированные изделия –  лома 1,5 – 10%; крошки 2 – 10%.  
Содержание металлопримесей – 0,0003%.

Заражённость  вредителями – не допускается.  

      Лекция 18.

      Технология  сахарного производства

      Из общего ежегодного количества произведенного в России сахара примерно две трети приходится на свекловичный.

      Характеристика  сырья

      Сахарная  свекла - двулетнее растение семейства маревых. В первый год после высеивания семян образуется сочный корнеплод, содержащий сахарозу как запасное питательное вещество. Убирают свеклу в конце первого года развития, когда в корнеплоде накапливается наибольшее количество сахарозы - состояние технической спелости. Для уборки используют свеклоуборочные комбайны: при этом теряется около 20 % корнеплодов, свекла сильно травмируется.  
      Приемку свеклы сахарные заводы осуществляют в соответствии с ГОСТ Р 52647-2006 Свекла сахарная, оговаривающим состояние свеклы, а также сахаристость и загрязненность корнеплодов.  

      Хранят  свеклу в кагатах, имеющих форму трапеции и размещенных на специально подготовленных площадках - кагатных полях. Оптимальные температура внутри кагатов 0-4 градуса и относительная влажность 90 % поддерживаются за счет активного вентилирования.

      Химический  состав сахарной свеклы        

  Сахарная свекла (100 кг)

                            /                     \

Свекловичный  сок (93 кг)      Мякоть (7 кг)

       /              |                  \                      /           \

Сахароза   Растворимый   Вода    Нерастворимый     Связанная 

(16,5 кг)    несахар(2,5 кг) (74 кг)  несахар(4,5 кг)       вода(2,5 кг)  

      Переработка свеклы и получение  диффузионного сока

      Сахарная  свекла с кагатного поля или бурачной (бетонированная емкость для выгрузки свеклы железнодорожной или автомобильной доставки) по гидротранспортеру подается в завод при соотношении свекла:вода=1:7. В процессе транспортировки осуществляется отделение ее от примесей на камне- и ботвосоломоловушках. Разделение основано на разной плотности свеклы и примесей. Окончательное отмывание свеклы производится в моечных машинах, после чего она ополаскивается чистой хлорированной водой и взвешивается.  
     Для выделения сахарозы из свеклы ее изрезывают в стружку на центробежных или дисковых свеклорезках. Качество свекловичной стружки оценивается по длине 100 г ее (оптимальной считается длина 12-15 м) и количеству брака (неразрезанных гребешков, мезги, частиц короче 1 см).

      Экстрагирование сахарозы из свекловичной стружки осуществляют в  
диффузионных аппаратах за счет противоточной обработки горячей водой. При этом сахароза и растворимые несахара переходят (диффундируют) в воду, в результате чего их концентрация в стружке понижается, а в воде увеличивается - движущая сила процесса.  

      Свекловичный  сок находится в вакуолях клеток, окруженных слоем протоплазмы, которая пропускает воду, но не пропускает растворенных в ней веществ. Для извлечения сахарозы необходимо разрушить протоплазму клеток путем прогрева стружки до температуры 60-70 градусов: при более высокой температуре начинают переходить в сок высокомолекулярные соединения. Процесс экстрагирования сахарозы подчиняется основному закону диффузии Фика S=-DF(C-c)t/x,

      где S - количество растворенной сахарозы, продиффундировавшей через слой растворителя; С - концентрация сахарозы в стружке; с - концентрация сахарозы в растворе; t - длительность процесса; x - толщина слоя (длина пути диффундирования); F - поверхность экстрагирования; D - коэффициент диффузии, зависящий от температуры процесса и природы экстрагируемого вещества.  
      Проводят экстрагирование сахарозы на непрерывнодействующих диффузионных установках наклонных шнековых или колонных. Оптимальным для осуществления процесса диффузии можно считать режим температура 70-74 градуса; длительность 60-70 мин; расход экстрагента 100 % к массе стружки; выход обессахаренной стружки 70-80 %; потери сахарозы в жоме 0,3-0,4 %.  
      Обессахаренная стружка (жом) непосредственно или после высушивания используется на корм скоту.

      Очистка диффузионного сока и получение сиропа 

      В диффузионный сок переходит 98 % сахарозы и 80 % растворимых несахаров; его чистота (отношение массы сахарозы к сухому веществу, выраженное в процентах) составляет 86-88 %. Все содержащиеся в диффузионном соке несахара препятствуют получению кристаллической сахарозы и увеличивают потери сахарозы в мелассе - конечном отходе сахарного производства. Задача сокоочистительного отделения состоит в максимальном удалении несахаров и части влаги, получении светлого прозрачного сиропа, пригодного для выкристаллизовывания сахарозы.

      Диффузионный  сок, выходящий из аппарата, представляет собой мутную жидкость темно-серого цвета, содержащую 3-5 г/л мезги и имеющую слабокислую реакцию (рН 5,8-6,4). Для освобождения его от мезги используют ротационные мезголовушки; нейтрализацию и осветление сока осуществляют путем обработки известью в виде известкового молока (раствора Са(ОН)₂ плотностью 1,19 г/см³). Добавление извести осуществляют в два этапа - предварительная и основная дефекации.

      Преддефекация предусматривает постепенное увеличение рН сока за счет противоточного введения в него известкового молока в количестве 0,25 % CаО. Под действием иона кальция коагулируют и осаждаются коллоидные вещества сока - белки, пектины, красящие вещества; осаждаются соли некоторых органических (щавелевой, лимонной, оксилимонной, яблочной, винной, уксусной) и минеральных (серной и фосфорной) кислот; под действием иона гидроксила удаляются катионы магния, железа, алюминия на счет образования нерастворимых гидроокисей. Сок осветляется, приобретает желто-зеленую окраску, рН его увеличивается до 10,8-11,6.

      В процессе предварительной дефекации  осаждается 60 % всех несахаров, удаляемых в процессе очистки, формируется структура осадка с оптимальными свойствами. Для улучшения структуры осадка и повышения эффективности удаления несахаров целесообразно возвращать на преддефекацию суспензию сока 2 сатурации.

      Основная  дефекация предназначена для разложения под действием ионов гидроксила и высокой температуры редуцирующих веществ, солей аммония, амидов, белковых и пектиновых веществ, омыления жиров. Продуктами реакции являются кальциевые соли соответствующих органических и минеральных кислот. Разложение белка и пектина нежелательно, так как продукты распада являются растворимыми и не удаляются из соков; разложение азотистых небелковых соединений и редуцирующих веществ препятствует образованию окрашенных соединений, ухудшающих качество сахара.

      На  реакции разложения расходуется  не вся известь, большая часть ее остается в соке в виде осадка. При низких температурах растворимость извести повышается.  
      I сатурация. Сок после дефекации обрабатывают сатурационным газом, содержащим 28-32 % СО₂ - сатурация. При этом протекает реакция по уравнению:

      Са(ОН)₂ + СО₂ = СаСО₃ + Н₂О. 

      Образующийся  карбонат кальция обладает коллоидными  свойствами и имеет развитую активную адсорбционную поверхность, на которой  адсорбируются несахара диффузионного сока.

      В процессе сатурирования рН снижается, но нельзя его уменьшать ниже 10,8-11,0, так как при этом значении осаждена большая часть несахаров на преддефекации: при более низком значении рН они перейдут в раствор.  
      После сатурирования сок направляется на отстаивание или фильтрование с целью удаления осадка карбоната кальция и адсорбированных на нем несахаров. Фильтрованный сок направляется на 2 сатурацию, а фильтрационный осадок обессахаривается и выводится с производства.

      2 сатурация. Повторная обработка сатурационным газом осуществляется с целью максимального удаления ионов кальция. Допускается введение перед 2 сатурацией СаО в количестве 0,25-0,30 % к массе сока для дополнительной адсорбционной очистки. Конечное рН сока 2 сатурации 9,0-9,5; сок фильтруется, осадок направляется на преддефекацию.

      Сульфитация. Фильтрованный сок 2 сатурации подвергается сульфитации - обработке сульфитационным газом, содержащим 10-12 % SO₂. При этом снижается рН сока до 8,5-8,7, уменьшается его вязкость. Основное назначение сульфитации - снижение цветности сока за счет блокирования сернистым газом хромофорных групп окрашенных соединений с превращением их в бесцветные лейкосоединения и стерилизация.

      Сульфитированный  сок фильтруют и направляют на сгущение.  
      

      Лекция 19.

      Получение сиропа.

      Удаление  воды из сока осуществляют в пятикорпусной выпарной установке, в которой реализуется принцип многократного использования тепла и пара, то есть пар, полученный при выпаривании воды из сока в первом корпусе, направляется в качестве греющего во второй корпус. При этом от первого корпуса к последнему снижаются температура и давление греющего пара, температура кипения сока, увеличиваются концентрация и цветность.  
     Высокие температура и давление пара в первом корпусе обеспечиваются потенциалом греющего пара (подается ретурный пар с паровой турбины при температуре 132 градуса и давлении 0,3 МПа); низкая температура кипения и разрежение в последнем корпусе поддерживаются за счет подачи соковых паров из этого корпуса на барометрический конденсатор.

      В процессе сгущения протекают химические реакции разложения сахарозы и редуцирующих веществ, азотистых соединений, образования красящих веществ; происходит отложение накипи на поверхности теплообмена выпарных аппаратов и изменение рН сока. Если на основной дефекации недостаточно полно проведены реакции разложения редуцирующих и азотистых веществ, то они продолжаются на выпарной станции. Продуктами реакции являются красящие вещества, которые перейдут в готовую продукцию. При несоблюдении оптимального режима очистки сока в нем остается много кальциевых солей органических и минеральных кислот, которые при сгущении сока откладываются в виде накипи.

      Сок сгущают в выпарной установке  до массовой доли сухих веществ 60-65 %, удаляя из него 100-115 % воды по массе. Полученный сироп сульфитируют, фильтруют на дисковых фильтрах с предварительным нанесением фильтровального порошка перлита или кизельгура и направляют на кристаллизацию.  

        Получение кристаллического сахара и переработка оттеков    

        Назначение кристаллизации - максимальное выделение в кристаллическом виде сахарозы, содержащейся в сиропе. В зависимости от чистоты сиропа необходимо выбрать число ступеней кристаллизации: при чистоте ниже 90 % - две ступени; выше 90 % - три.

      Сироп наряду с сахарозой содержит несахара, неудаленные в процессе очистки  сока и вновь образовавшиеся в процессе сгущения. При выкристаллизовывании сахарозы образуется смесь кристаллов и межкристального раствора (утфель): несахара будут накапливаться в межкристальном растворе. Несахара затрудняют кристаллизацию сахарозы, увеличивая вязкость растворов. При определенном соотношении сахарозы и несахаров процесс кристаллизации становится неосуществимым.