Курс лекций по "Технология"

     Для разделения крахмала и глютена используют центробежные сепараторы: обработку проводят в четыре ступени. Затем крахмал промывают 1-2 раза путем разведения теплой водой и обезвоживания на вакуум-фильтрах.  
     Полученный сырой крахмал направляют на высушивание или на переработку в один из крахмалопродуктов.

     Отделенный  глютен концентрируют на сепараторах в две ступени, высушивают, используют в производстве сухих кормов.

      Производство  сухого крахмала

      Перед высушиванием сырой картофельный крахмал  подвергают дополнительной промывке для удаления примесей, кукурузный крахмал достаточно чист и не требует очистки. Часть влаги из крахмала удаляют механическим путем, используя вакуум-фильтры или горизонтальные автоматизированные центрифуги. Обезвоженный картофельный крахмал имеет влажность 38-40 %, кукурузный - 35 %.

      Для сушки крахмала применяют пневматические сушилки. При этом измельченный крахмал смешивают с воздухом температурой 150-180 градусов. Недосушенный крахмал возвращают через сепаратор в бункер-измельчитель, сухой осаждают аэроциклонами и выгружают из сушилки; воздух очищают от пыли мокрым скруббером. Сухой крахмал просеивают на буратах или рассевах через шелковое сито N38-55 и направляют на упаковку.

      Качество  сухого картофельного  крахмала должно соответствовать требованиям ГОСТ 7699-78, согласно которого предусмотрен выпуск крахмала следующих сортов: "Экстра", высшего, первого и второго. Влажность сухого картофельного крахмала должна быть не более 20 % по массе; нормируются также массовая доля золы, кислотность и количество крапин на единице площади. Качество сухого кукурузного крахмала оговаривается требованиями ГОСТ 7697-82, согласно которого его выпускают высшего, первого сортов и амилопектиновый. Для кукурузного крахмала влажность должна быть не более 13 % по массе (амилопектиновый - 16 %), количество крапин 300-500 на 1 дм²; массовая доля золы 0,2-0,3 %; кислотность 20-25 см³ 0,1 г-экв./дм³ раствора NаОН в пересчете на сухое вещество. Сухой крахмал, используемый для пищевых целей, должен выдерживать кулинарную пробу - отсутствие хруста на зубах.  
      Упаковывают крахмал в мешки или мелкую тару. Крахмал может храниться без потерь и существенного изменения качества в течение многих лет. Хранение осуществляют в сухих чистых складах, без резких колебаний температуры и влажности воздуха: желательно поддерживать температуру не выше 10 градусов и относительную влажность не более 90 %; не допускается вентилирование влажным воздухом. На крупных предприятиях крахмал хранят в железобетонных силосах.

      Производство  крахмальной патоки

      Патока - продукт неполного гидролиза  крахмала разбавленными кислотами или амилолитическими ферментами.

      Сырье, используемое для производства патоки, должно иметь высокую чистоту. Сырой кукурузный крахмал после очистки и промывки должен содержать (в пересчете на сухое вещество, %, не более): протеина 0,8; растворимых веществ 0,1; золы 0,15; экстрагируемого жира 0,15; мезги 0,05; гидролизного жира 0,55. Картофельный крахмал  должен иметь качество сырого крахмала марки А первого сорта. Дополнительная очистка сырого крахмала проводится в паточном цехе с использованием вакуум-фильтров.

      В производственных условиях гидролиз крахмала осуществляют соляной кислотой в конверторах периодического или осахаривателях непрерывного действия; ферментами - в ферментерах.

      Осахаривание  в конверторе происходит под избыточным давлением 0,28-0,32 МПа при температуре 140-143 градуса, что позволяет существенно ускорить гидролиз крахмала. Расход соляной кислоты в пересчете на газ HCl составляет 0,19-0,25 % массы сухих веществ крахмала, концентрация HCl в осахариваемой массе 0,05-0,08 %. Процесс осахаривания в конверторе заканчивается за 18-20 мин и включает следующие операции: заполнение барботера подкисленными промоями; доведение их до кипения и заварка крахмала (6-8 мин); повышение давления (3 мин); осахаривание (3 мин); выдувание готового сиропа в нейтрализатор (6 мин). Осахаривание крахмала в конверторе периодическим способом приводит к колебаниям содержания редуцирующих веществ в патоке, повышенному расходу пара и неравномерному его потреблению.  
      Преимущества осахаривателя непрерывного действия: интенсификация производства; возможность автоматизации и упрощение обслуживания процесса; получение однородного по углеводному составу продукта; уменьшение расхода пара и равномерность его потребления во времени. Сущность работы осахаривателя: готовят суспензию крахмала массовой долей сухих веществ 38-40 %, подкисляют всем количеством соляной кислоты, выдерживают 1-1,5 ч для частичного разрушения зерен крахмала перед осахариванием, что понижает вязкость клейстера в момент заварки и ускоряет его расжижение. Из сборника подкисленную суспензию крахмала подают в трубчатый подогреватель, нагревают до температуры 143 градуса и направляют в зону доосахаривания, где завершается гидролиз крахмала. Температура в конце зоны осахаривания 138 градусов, длительность осахаривания 3,5 мин.

      Сироп после непрерывного осахаривателя  имеет высокую температуру, поэтому  перед дальнейшей переработкой его  охлаждают в испарителе, в котором за счет перепада давления происходит интенсивное парообразование.  
      Осахаренный сироп направляют на нейтрализацию. Цель нейтрализации - прекращение гидролиза крахмала после достижения заданной степени осахаривания; превращение минеральных кислот, недопустимых в пищевых продуктах, в безвредные соли; создание оптимальных условий для последующей очистки сиропа от примесей. Нейтрализацию сиропа при кислотном гидролизе крахмала проводят раствором карбоната натрия по уравнению:

      2HCl + Na₂CO₃ = 2NaCl + H₂O + CO₂

      Избыток карбоната натрия оказывает отрицательное влияние на качество сиропа, так как при рН выше 4,5 происходит разложение глюкозы и образование красящих веществ; кроме того, учитывается оптимальное рН для коагуляции белковых веществ, которое находится в интервале 4,8-5,0. Нейтрализацию сиропа проводят периодическим или непрерывным способом в зависимости от применяемого способа гидролиза крахмала.

      Очистка сиропа. Нейтрализованный сироп из кукурузного крахмала содержит гидролизный жир, который при расщеплении крахмала переходит в свободное состояние, затрудняя очистку сиропа. Для отделения жира используют жироотделители (скиммеры) или центробежные сепараторы. Для очистки от взвешенных частиц (мезги, коагулята белков и других) сироп фильтруют на дисковых, патронных фильтрах, фильтр-прессах с предварительным намыванием на фильтрующую поверхность перлита или кизельгура.  
      С целью удаления из сиропов красящих и азотистых веществ, зольных элементов, понижения кислотности и уничтожения запаха сиропы подвергают адсорбционной очистке активными пылевидными и гранулированными углями или ионообменными смолами. Обработку сиропа углями проводят в две ступени: до сгущения в контактных аппаратах в течение 25-30 мин при температуре 65-70 градусов при расходе угля 0,15 % к массе сухих веществ сиропа и после сгущения сначала отработавшим, затем свежим углем. Расход угля на очистку густого сиропа составляет 0,6 % к массе сухих веществ при температуре 70 градусов, рН 4,5-4,8. После каждой контакции уголь отделяется фильтрованием.  
      Сгущение сиропа. Жидкий сироп после механической и первой адсорбционной очистки сгущается на выпарной установке до массовой доли сухих веществ 54-55 %. Так как термоустойчивость глюкозы значительно ниже, чем сахарозы, максимальная температура сиропа не должна превышать 95 градусов. В связи с этим выпарная установка имеет три корпуса, работающих под разряжением.  
      При выпаривании происходит потемнение сиропа, что устраняют двукратной противоточной обработкой активным углем. Перед окончательным сгущением густой сироп фильтруют.

      Чистый  густой сироп уваривают в вакуум-аппаратах под разрежением до массовой доли сухих веществ 77,5-786) %. Спускаемую из вакуум-аппаратов патоку быстро охлаждают до температуры 40-45 градусов в охладителях для предупреждения ее потемнения.

      Готовую патоку выкачивают в резервуары для хранения, железнодорожные цистерны или фасуют в бочки вместимостью 250-300 кг.  

      Лекция 21.

      Технология  кондитерских изделий

      Классификация кондитерских изделий       

        Кондитерские изделия – это пищевые продукты промышленного производст-ва, для изготовления которых используется до 200 видов различного сырья. Они отличаются сладким приятным вкусом, сложным ароматом, красивым внешним видом и высокой пищевой ценностью. Их энергетическая ценность составляет 1200-2500 КДж на 100 г продукта. Кондитерские изделия бедны биологически активными веществами.

      В зависимости от используемого сырья  и способа производства кондитерские изделия подразделяют на    

      сахарные: карамель, конфеты, ирис, шоколад, фруктово-ягодные (мармелад, джем, варенье), халва, драже, восточные сладости;

      мучные: печенье, пряники, кексы, торты и пирожные, вафли, крекеры и галеты, рулеты, мучные восточные сладости.

      Сахарные  кондитерские изделия

      Сырьё для производства сахарных кондитерских изделий

      Основным  сырьём являются сахар-песок, крахмальная патока, какао бобы, орехи, фруктово-ягодные припасы. На их долю приходится 90 % используемого сырья.

      Какао бобы – семена плодов вечнозелёного тропического дерева какао. Основными компонентами какао бобов являются жир, алкалоиды (кофеин и теобрамин), белки, углеводы, дубильные, красящие и минеральные вещества. Самый цен-ный в химическом отношении частью бобов является ядро, содержащие 55 % какао-масла. Оно застывает при температуре 21-27 ^оС, плавится при 32-34 ^оС, легко усваивается организмом. Содержание алкалоидов, придающих какао бобам горький вкус и имеющих высокую биологическую активность – теобрамина до 2 %, кофеина 0,3 %.

      К орехоплодным культурам относят  орехи грецкие, лещинные, фундук, миндаль, фисташки, кедровые, арахис, кешью. Орехи отличаются высоким содержанием жиров (40 – 70 %), белков (15,5 – 22 %). По калорийности они превосходят все известные продукты растительного происхождения.  
     Фруктово-ягодные припасы получают путём уваривания плодов с сахарным сиропом – варенье, джем, конфитюр, повидло, цукаты, желе. Высокая концентра-ция сахара позволяет сохранить в продуктах витамины, ароматические и красящие вещества.

      Иногда  плоды и ягоды консервируют сернистым  ангидридом – пулька, пюре. При изготовлении кондитерских изделий сернистый ангидрид удаляется путём нагревания продукта.

      В качестве дополнительного  сырья используют:

      масличные семена (подсолнечник, соя, кунжут);

      пищевые кислоты (лимонная, винная, яблочная, молочная);

      ароматизаторы (эфирные масла, эссенции, ванилин);

      студнеобразователи  и загустители (агар, агароид, пектин, фурцелларан, модифицированные крахмалы);

      эмульгаторы и разжижители (яичные белки, кровяной альбумин, пенообразователь из белков молока – лецитин, мыльный корень из растения мыльнянки), фосфатидные концентраты, моноглицериды, моноглицериды, фосфоглицериды и др.;

      пенообразователи;

      пищевые красители.

      Это сырьё повышает вкусовые свойства изделий, улучшает их внешний вид и структуру.

      В некоторые изделия вносятся компоненты, придающие изделиям диетические и лечебные свойства – витамины, ферменты, морская капуста, сорбит, ксилит, жмыхи масличных семян.

      Производство  карамели

      Карамель  – кондитерское изделие из карамельной  массы без начинки или с  начинкой. Карамельная масса – твёрдое аморфное тело с низкой влажностью и высокой гигроскопичностью (W=1,5 – 3 %).

      Основным  сырьём для производства карамельной массы являются сахар и карамельная патока.

      Производство  карамели включает следующие операции: подготовка сахаропаточного сиропа, уваривания карамельной массы, изготовление начинок, отделка поверхности изделий, завёртка карамели и упаковка.  
     Для изготовления сахаропаточного сиропа смешиваются сахарный песок, водопроводная вода и крахмальная патока (в половинном количестве по массе сахара), подогреваются для частичного растворения сахара. Полное растворение сахара проводят нагреванием при повышенном давлении, полученную смесь фильтруют.

      Получение карамельной массы. Сахаропаточный сироп с СВ = 84 – 88 % уваривают в плёночном или змеевиковом вакуум-аппарате при температуре 125 – 135 ^оС до СВ = 97 %. Сахароза в карамельной массе остаётся в растворённом состоянии за счёт антикристаллизационных свойств патоки.