Одним из важных условий внешней среды для жизни человека является питание. Пища — это совокупность неорганических и органических веществ, получаемых человеком из окружающей среды и используемых им для построения и восстановления тканей, поддержания жизнедеятельности и восполнения расходуемой энергии.
Закон сбалансированного питания, определяющий пропорции отдельных веществ в рационах питания, отражает всю сумму обменных реакций в организме человека. Особое внимание обращается на внесение с пищей веществ, не синтезируемых ферментными системами организма.
По формуле сбалансированного питания суточная потребность человека составляет: белков 80—100 г, аминокислот 66,5—82 г (незаменимых 19—31 г), углеводов 400—500 г, органических кислот 2 г, жиров 80—100 г. Определены потребности человека в микро- и макроэлементах, витаминах. Энергетическая ценность такого рациона составляет 11900 кДж.
Концепция сбалансированного питания оказывает большое влияние на решение важнейших практических проблем, связанных с обоснованием физиологических норм питания человека в зависимости от его энергозатрат в процессе труда и жизнедеятельности. Знание химического состава продуктов явилось основой представлений об их биологической и пищевой ценности.
Таким образом, в научных исследованиях, в практической работе, связанной с производством пищевых ценность продуктов питания">продуктов и организацией питания, необходимо четко подразделять понятие пищевой, биологической и энергетической ценности пищи.
Пища человека состоит из свежих продуктов растительного и животного происхождения, приготовленных из них блюд в домашних условиях и в общественном питании, а также продуктов промышленной переработки растительного и животного сырья. К последним относятся продукты, консервированные различными методами.
Развитие консервной промышленности играет важную роль в решении задач обеспечения спроса населения продуктами питания, сбалансированными по основным пищевым свойствам с учетом физиологических потребностей человека[1].
Изучить классификацию продукции консервной промышленности, а также особенности разработанного ассортимента. Узнать что такое кетчуп, пищевая и биологическая ценность. Какие бывают способы стерилизации, асептическое консервирование, тиндализация. Начертить технологическую схему производства, генеральную блок-схема производства кетчупа, детальную блок-схему производства кетчупа. Описать технологические процессы схемы производства кетчупа. Рассмотреть что такое брак, виды брака, микробиологический брак, физический брак, химический брак, брак характерный для данного ассортимента. Произвести продуктовый расчет продукта. питание стерилизация консервный
Проблема производства продуктов питания
... расфасовки и продажи продукции в единую систему обеспечения качества, связывающую все звенья цепочки производства пищевых продуктов от откорма животных до момента, когда пища окажется на столе потребителя. 1. Проблема производства продуктов питания В ...
1. Классификация продукции консервной промышленности
По способу производства и назначению консервы подразделяют на консервы в герметичной и негерметичной таре, в крупной и мелкой фасовке. По виду сырья консервы разделяют на две группы: овощные и фруктовые (плодово-ягодные).
Преобладающим компонентом овощных консервов являются овощи, фруктовых — плоды и ягоды. В некоторых консервах применяют в качестве сырья и плоды и овощи. В отдельную группу выделяют консервы для детского и диетического питания. Каждая группа объединяет различные по составу, технологии и назначению виды консервов. Плодово-ягодные консервы разделяют на следующие подгруппы: компоты, повидло, варенье, джем, соки плодовые и ягодные и прочие консервы. Кроме того, в зависимости от кислотности консервов и бактериологических показателей их подразделяют на несколько групп:
A. Консервы, имеющие рН выше 4,4
Б. Томатопродукты
B. Консервы, имеющие рН от 3,7 до 4,4, изготовляемые с нормированным внесением кислоты
Г. Консервы с рН менее 3,7
Разделение консервов по кислотности среды имеет большое значение для выбора режима стерилизации.
По наименованию видов продукции плодово-ягодные консервы могут быть: натуральными, смешанными с добавлением сахара или других веществ; готовыми к употреблению или полуфабрикатами; мочеными, сушеными или свежезамороженными и др.
Моченые плоды и ягоды
Продукты, которые получают из свежих плодов и ягод при молочнокислом и спиртовом брожении с добавлением сахара, соли и некоторых других компонентов.
Соки плодовые и ягодные
Вырабатывают несколько видов: натуральные осветленные или неосветленные; купажированные (смешанные) осветленные или неосветленные; с сахаром или сахарным сиропом. Готовят из свежих плодов и ягод культурных и дикорастущих и винограда. Соки из апельсинов, мандаринов и лимонов (натуральные или подслащенные) содержат мелкие частицы мякоти. Соки плодовые и ягодные с мякотью готовят тонким измельчением плодов и ягод с добавлением или без добавления сахара пли сахарного сиропа. Соки с мякотью часто называют «жидкими плодами».
Концентрированные плодовые и ягодные соки
Получают увариванием натуральных соков плодов и ягод с улавливанием ароматических веществ и возвратом их в готовый продукт
Консервированные плодовые заготовки
Плоды, ягоды, пюре, соки плодовые и ягодные, консервированные диоксидом серы, бензойнокислым натрием или сорбиновой кислотой. Используются для дальнейшей переработки на джемы, повидло, экстракты и др.
Плодово-ягодные сиропы и экстракты
Сиропы готовят растворением сахара в натуральных или консервированных плодовых соках без добавления воды. Экстракты изготавливают увариванием свежего, консервированного сорбиновой кислотой или десульфитированного сока. В отличие от концентрированных соков при выработке экстрактов ароматические вещества не улавливают.
Хранение косточковых плодов и ягод
... сбором и охлаждением плодов и ягод, тем дольше они хранятся. Хранение ягод. Виноград является сложным объектом хранения, потому что ягоды на ... +20 °С до полного дозревания. Сливы. Из косточковых плодов наибольшей лежкоспособностью выделяются сорта слив, которые при температуре ... том числе Сахаров, и более лежкоспособны. Потери влаги и болезни при хранении возрастают по мере удаления ягод к вершине ...
Натуральные плодовые и ягодные сиропы
Натуральные плодовые и ягодные соки, смешанные с сахаром.
Маринады
Консервы из свежих плодов или ягод одного вида или смеси плодов и ягод (ассорти) в целом или нарезанном виде, залитых раствором уксусной кислоты с добавлением пряностей и сахара.
Компоты
Это продукты, приготовленные из свежих плодов и ягод заливкой сахарным сиропом и стерилизацией. Если для приготовления компотов берут несколько видов плодов и ягод, они получают название «ассорти». Для выработки ассорти можно использовать быстрозамороженные или стерилизованные полуфабрикаты.
Плоды и ягоды в собственном соку
Представляют собой свежие плоды и ягоды, залитые натуральным соком тех же видов продукции.
Варенье
Готовят из свежих или сульфитированных целых или нарезанных дольками плодов и ягод увариванием в сахарном или сахаропаточном сиропе. Сироп в варенье должен быть густым и незажелированным, а плоды и ягоды максимально сохранить форму и объем.
Джем
Приготавливают из свежих или сульфитированных плодов и ягод. Готовый продукт представляет собой желирующую массу, содержащую кусочки проваренных в сахарном сиропе плодов или ягод, без добавления или с добавлением пектиновых концентратов.
Яблочно-фруктовая смесь
Продукт из яблок, нарезанных дольками и быстро сваренных с пюре из окрашенных плодов или ягод (вишни, земляники, кизила, клюквы, брусники) с сахаром до желеобразной консистенции.
Цукаты
Продукт из плодов, ягод, сваренных в сахарном сиропе с последующей подсушкой и обсыпкой мелким сахарным песком или глазированием (глазурь — тонкий слой застывшего сахарного сиропа на фруктах).
Плодово-ягодные конфитюры
Свежие или замороженные плоды или ягоды, уваренные до желеобразного состояния с сахаром с добавлением пектина, ванилина и пищевых кислот.
Плодово-ягодное пюре стерилизованное
Протертая масса из свежих плодов и ягод.
Повидло
Готовят увариванием свежего или десульфитированного плодового или ягодного пюре (или их смеси) с сахаром с добавлением или без добавления желирующих соков или пектина и пищевых кислот.
Фруктовые приправы
Плодово-ягодное пюре, уваренное с сахаром с добавлением пряностей.
Фруктовые соусы
Готовят из фруктов размягчением паром, протиранием, финишированием (окончательное протирание) и увариванием с сахаром.
Фруктовые пасты
Уваренное плодово-ягодное пюре с сахаром.
Плодово-ягодное желе
Плодово-ягодные соки или сиропы, уваренные с сахаром с добавлением или без добавления пектина и пищевых кислот.
Фруктовые консервы для детского и диетического питания
Готовят в виде различных пюре с сахаром и другими добавками из свежего и высококачественного сырья. Рецептуры и режимы обработки сырья и консервов подбирают с учетом рекомендаций по диетическому питанию, возраста детей, категории больных и др. Сюда входят натуральные плодово-ягодные соки прозрачные, с мякотью, с сахаром, компоты, фруктовое гомогенизированное пюре.
Сушеные фрукты
Продукты, полученные сушкой специально подготовленных плодов, винограда, вишни, сливы, абрикосов и др. Используют для потребления и приготовления различных фруктовых блюд.
Хранение плодов и овощей
... химический состав плодов и овощей, классификацию и ассортимент плодов и овощей, процессы происходящие при хранении плодов и овощей. На примере плодоовощной базы «Гранд», рассмотреть, как происходит хранение плодов и овощей. 1.Состояние и ... усвоения пищевых веществ, а стало быть, и пищевую ценность большинства продуктов. Овощи весьма ценны и необходимы организму каждый день во все времена года. ...
Фруктовые порошки
Получают из свежего сырья или плодово-ягодных выжимок высушиванием мелкораздробленной массы в сушилках. Из яблок готовят фруктозо-глюкозные порошки. Применяют их в кондитерской, хлебобулочной и пище -концентратной промышленности.
Свежезамороженные плоды и ягоды
Получают быстрым замораживанием свежих плодов и ягод при низких температурах (-30, -40 °C), хранятся только в холодильниках при -18°С. Быстрозамороженные плоды и ягоды после дефростации (оттаивания) употребляют в пищу, изготавливают различные блюда или используют как полуфабрикаты для выработки компотов ассорти и др[1].
2. Особенности разработанного ассортимента
Кетчупом называется овощной соус, основным ингредиентом которого на сегодняшний день является томатная паста. кетчуп, самый полезный из всех соусов, приготавливаемых промышленным способом, который, помимо других ценных свойств, обладает способностью активно выводить из человеческого организма вредный холестерин. Кетчуп относится к виду консервов группы Б. Томатопродукты.
О кетчупе узнали в Европе в 17 веке, когда в Англию из Китая привезли великолепный соус со звучным названием ketsiap, которое переводилось как «сок баклажана», а приготовлен он был из анчоусов, грибов, грецких орехов, почечных бобов. Никаких помидоров в его составе не было. Европейцам он пришелся по вкусу и, изменяясь по мере популяризации, начал свое победное шествие по миру.
Современный рецепт этого соуса на основе томатной пасты появился в США в 1875 году, благодаря компании Heinz, основанной в 1869 году Л. Кларенс Нобелем и Генри Джоном Хайнцем. Она и сегодня продолжает оставаться лидером в мировом производстве кетчупа. Каждый год по всему Земному шару продается 650 миллионов бутылок этого соуса.
Революционная технология, предложенная на заре 20 века заключалась в том, что густоты продукта добивались без нагрева, при помощи вакуумного выпаривания. Такой соус мог длительно храниться даже при комнатной температуре. В лучших сортах кетчупа томатная паста из свежих плодов традиционно составляет от общей массы до 40%.
В состав различных видов соуса с этим названием входят разнообразные специи и приправы, чеснок, лук, сладкий и острый перец, морковь, оливки, грибы, корнишоны и пряные травы. В продукте «Премиум — класса» их доля достигает 27%. К сожалению, большинство сортов содержат консерванты, ароматизаторы и стабилизаторы. Важно, чтобы концентрация была минимальной, поэтому при выборе кетчупа внимательно изучайте этикетку.
Лучше покупать соус в стеклянных бутылках, которые максимально долго сохраняют полезные свойства продукта. Стекло инертно и не образует новых химических соединений с содержимым бутылок. И можно воочию убедиться в том, что продукт выглядит также аппетитно, как на красочной этикетке, не выделяет пузыри и не производит характерного для испорченного продукта бульканья.
Предпочтительнее сорта «Премиум — класса» или «Экстра-класса», в составе которых отсутствуют фруктовое и овощное пюре, консерванты, красители с маркировкой Е, уксус и крахмал. Рецептура продукта должна соответствовать ГОСТу. Маркировка ТУ и надпись «Эконом-класс» могут означать, что качество кетчупа оставляет желать лучшего.
Без кетчупа многие не представляют привычной трапезы. Его добавляют к гарнирам, мясным и овощным блюдам. Он отлично сочетается с легкими закусками, колбасными изделиями, блюдами из птицы, макаронными изделиями, пельменями, запеканками. С ним можно тушить овощи, мясо и рыбу. Это самая популярная добавка к шашлыку или курице — гриль.
Состав и полезные свойства
Если вы выберете качественный кетчуп, то он способен принести огромную пользу вашему организму, обогатив его витаминами, минералами и ценными веществами, которые содержатся в помидорах. Органическое соединение ликопен, которым они богаты, не теряется при тепловой обработке. В процессе приготовления соуса его концентрация возрастает в разы. Это вещество является мощным антиоксидантом и способно защитить человека от рака.
Не так давно ученые доказали, что благодаря большому содержанию ликопена, кетчуп разрушает вредный холестерин, снижая его уровень в крови человека. В результате опытов было сделано заключение, что введение в рацион этого продукта помогает поддерживать нормальное функционирование сердечно — сосудистой системы.
Помидоры содержат также серотонин, который называют «гормоном счастья». Еще одно органическое соединение — тирамин, который содержится в кетчупе, попав в организм человека, также превращается в серотонин. Он защищает в стрессовых ситуациях. Вот почему этот соус помогает при нервных расстройствах и служит отличным антидепрессантом.
Вред и противопоказания
Кетчуп противопоказан тем, у кого есть индивидуальная непереносимость компонентов соуса, так как он может стать причиной тяжелых аллергических реакций. Не рекомендуется в периоды обострений хронических заболеваний желудочно-кишечного тракта, почек, печени. Не показан для детского питания в раннем возрасте.
Кетчуп низкого качества, приготовленный с добавлением крахмала, консервантов, красителей не полезен, но особенно опасен для тех, кто имеет нарушения обмена веществ, в том числе и ожирение[2].
3. Пищевая и биологическая ценность
Пищевая ценность — это свойства пищевого продукта, способные удовлетворить потребность человека в нормальном обмене веществ.
Пищевую ценность любого продукта питания в первую очередь определяют питательные вещества его составных частей, биологическая и энергетическая ценность. Для оценки питательных свойств определяют химический состав продукта и соответствие каждого компонента формуле сбалансированного питания (интегральный скор), в которой отражены потребности человека в пищевых веществах.
Пищевая ценность определяется:
- химическим составом;
- биологическим значением компонентов;
- усвояемостью;
- энергетической ценностью;
- органолептическими характеристиками;
- безвредностью.
Важную роль в установлении пищевой ценности играет не только количественное соотношение белков, жиров, углеводов и других веществ, но и качество белковых компонентов продукта. Показатель биологической ценности характеризует степень сбалансированности аминокислотного состава и уровень перевариваемости и ассимиляции белка в организме.
Критерием определения качества белка служит эталон, сбалансированный по незаменимым аминокислотам и в наибольшей степени отвечающей потребности организма.
На основании сопоставления количества незаменимых аминокислот в исследуемом белке с данными по их содержанию в эталонном белке определяют индекс биологической ценности или так называемый аминокислотный скор:
*100%,(1)
Где: AKC белков продукта — содержание каждой незаменимой аминокислоты, мг/100 г белка продукта;
- AKC белка эталона — содержание той же незаменимой аминокислоты, мг/100 г белка эталона;
Биологическая ценность
Это комплекс свойств пищевых продуктов, отражающий степень соответствия их состава потребностям организма в основных биологически активных веществах.
«биологическая эффективность»
Биологическая эффективность
Это показатель качества жировых компонентов пищевых продуктов, отражающий содержание в них полиненасыщенных жирных кислот.
Энергетическая ценность
Это количество энергии (ккал, кДж), высвобождаемой в организме человека из пищевых веществ продуктов питания для обеспечения его физиологических функций.
Биологическая ценность продуктов питания отражает, прежде всего, качество белкового компонента пищи, связанного со сбалансированностью его аминокислотного состава, а также способность его максимально перевариваться и усваиваться организмом.
Для определения энергетической ценности продуктов питания, то есть количества тепла, которое может быть получено в человеческом организме при окислении белков, липидов и углеводов, содержащихся в 100 г продукта, используют следующую формулу:
К=Б*Эб*Кб+Ж*Эж*Кж+У*Эу*Ку
где: К — энергетическая ценность (калорийность) в пересчете на 100 г продукта, кДж или ккал;
Б, Ж и У — содержание соответственно белка, жира и углеводов в продукте, г/100 г;
Эб, Эж, Эу
Кб, Кж и Ку — коэффициенты усвояемости соответственно белка, жира и углеводов.
В том случае, если определяется энергетическая ценность рыбы, то содержание в ней углеводов условно принимают равным нулю, а коэффициенты усвоения белка и жира в среднем составляют 0,96 и 0,91 соответственно.
При расчете калорийности продуктов питания содержащих растительные компоненты, следует учитывать, что в состав углеводов могут входить неусвояемые вещества (клетчатка, пектины, агар и др.), которые могут доминировать в продукте. В этом случае коэффициент усвоения углеводов может варьировать в очень широких пределах, но для большинства пищевых продуктов его принимают около 0,98[3].
Пищевая ценность томатного соуса представлена в табл. 1.[5].
Таблица 1 — Пищевая ценность кетчупа
|
Наименование показателей |
Содержание |
|
|
Калории |
112 кКал |
|
|
Белки |
1.25 г |
|
|
Жиры |
0.18 г |
|
|
Углеводы |
26.23 г |
|
|
Пищевые волокна |
0.3 г |
|
|
Вода |
69.19 г |
|
4. Способы стерилизации
Стерилизация — это способ тепловой обработки продуктов питания, а также тары, в которой планируется их хранение. Стерилизация подразумевает освобождение исходного материала от всех видов микроорганизмов (в частности, бактерий и их спор, грибов, вирусов и прионов) или их полное уничтожение.
В консервной промышленности стерилизация носит условный характер, так как после термической обработки микроорганизмы уничтожаются не полностью, а создаются такие условия, которые не дают возможности дальнейшему развитию оставшихся в живых микроорганизмов.
Факторы, влияющие на режимы стерилизации. Режимы стерилизации разрабатываются конкретно для каждого продукта и для тех условий, в которых осуществляется стерилизация (тип аппарата, параметры теплоносителя и т. д.).
Надежность режимов стерилизации определяется режимом прогрева консервов. Передача теплоты от периферии к центру банки может проходить двояко: за счет конвекции при стерилизации жидких продуктов и за счет теплопроводности для густых. В пюреобразных продуктах процесс теплопереноса происходит как за счет конвекции, так и за счет теплопроводности. Учитывая, что процесс теплопередачи путем теплопроводности проходит очень медленно, его можно ускорить путем увеличения градиента температур между греющим теплоносителем и содержимым банки. Из этого следует, что стерилизацию густых продуктов нужно проводить при более высоких температурах.
Размеры и вид тары также определяют режимы стерилизации. С увеличением диаметра банок увеличивается расстояние до центра банки, наименее прогреваемой точки продукта. Большие размеры тары требуют более продолжительного прогрева.
Увеличение продолжительности и повышение температуры стерилизации приводят к развариванию некоторых продуктов, потере внешнего вида. Поэтому для определенных продуктов ограничена максимальная вместимость тары.
Надежность и правильность выбранных режимов стерилизации зависят от степени обсемененности микрофлорой продукта перед стерилизацией. Для выбранных режимов устанавливается предельно допустимое количество микроорганизмов на 1 см 3 или 1 г продукта.
Бактерицидные свойства продукта также влияют на величину температуры и продолжительность стерилизации. Например, продукты из клюквы содержат бензойную кислоту, обладающую бактерицидными свойствами, стерилизуются при более мягких режимах, чем другие продукты, имеющие такие же показатели по вязкости, и при других прочих равных условиях.
Формула стерилизации
С учетом всех изложенных выше факторов и применяя разработанные методы, устанавливается режим или формула стерилизации консервов, которой руководствуются в промышленных условиях.
Установление величины противодавления в автоклаве. Давление, развиваемое внутри банки, вследствие своей незначительной величины не влияет на жизнедеятельность микроорганизмов, однако оно достаточно для нарушения герметичности банок. Поэтому при подборе режимов стерилизации очень важное значение имеет установление соотношения между возникающим давлением в банке и противодавлением в автоклаве.
Исходя из прочностных характеристик тары, способа укупорки, материала тары, степени наполнения продуктом экспериментально определяются критические значения давления внутри банки и с внешней стороны. Эти величины равны тем значениям давлений, при которых происходят необратимые деформации тары и ее разгерметизация.
Режим стерилизации должен обеспечивать определенную степень летальности процесса, т. е. отмирание части микроорганизмов, способных вызвать порчу продукта, и при этом не привести к значительному ухудшению органолептических показателей продукта.
Основная задача при установлении режима стерилизации состоит в том, чтобы определить такие условия нагрева, фактическая летальность которого в отношении микрофлоры соответствовала бы необходимой летальности процесса стерилизации.
Любой режим стерилизации, полученный в результате правильного научного подхода к его расчету и проверенный в производственных условиях, не может гарантировать предупреждение порчи консервов, если были нарушены санитарно-гигиенические требования к производству и условия технологического процесса. Поэтому надежность процесса стерилизации зависит также от организации производства, технического состояния оборудования и соответствующих служб предприятия (тепло- и энергохозяйство, водообеспечение ит. п.)[11].
Стерилизацию консервов проводят в аппаратах периодического и непрерывного действия. К аппаратам периодического действия относятся вертикальные и горизонтальные автоклавы. Банки в этих аппаратах неподвижны. К непрерывно действующим стерилизационным аппаратам относятся такие, в которых банки с продуктом находятся в движении (в некоторых типах с вращением банок) и загрузка и выгрузка банок происходит непрерывно. Главное преимущество стерилизаторов непрерывного действия — в сокращенной продолжительности стерилизации продукта благодаря вращению банок.
Внедрение стерилизаторов непрерывного действия позволяет создать поточно-механизированные и автоматизированные линии производства консервов, резко снизить трудоемкость процесса (по сравнению со стерилизацией в автоклавах), повысить качество консервов (в первую очередь, за счет улучшения их органолептических показателей) и снизить расход пара и электроэнергии.
Несмотря на начавшееся с середины 60-х годов оснащение консервной промышленности стерилизационными аппаратами непрерывного действия, применяемые стерилизаторы периодического действия (автоклавы) еще в течение некоторого времени остаются основным оборудованием для стерилизации овощных консервов. Поэтому необходимо продолжать и углублять работы по совершенствованию их конструкции, повышению теплотехнических характеристик и по максимально возможной их автоматизации (ведение процесса по заданной программе).
Вертикальные автоклавы
Вертикальные автоклавы изготовляют двух- и четырехсетчатыми, различающимися только высотой корпуса.
Двухсетчатый вертикальный автоклав АВ-2 (рис.8.) имеет сварной цилиндрический корпус, изготовленный из углеродистой стали Ст. 3. Герметичность соединения крышки с корпусом обеспечивается прокладкой из промасленного асбеста. Внутри автоклава над днищем расположен барботер. На опорном кольце устанавливают стальные сетки с отверстиями на всей боковой поверхности. Под крышкой автоклава укреплен кольцевой душ, а сверху на крышке имеется кран для продувки. Труба для слива воды присоединена к днищу автоклава в центре. К цилиндрической части автоклава приварена коробка, на которой установлены термометр (для максимальной температуры 150° С), манометр (рассчитанный на максимальное давление 0,6 МПа) и предохранительный клапан. Для циркуляции воды в коробке она соединена трубкой с нижней частью автоклава, благодаря этому термометр дает точные показания.
Рис. 8. Вертикальный автоклав:
1-крышка, 2 — стальные сетки, 3-цилиндрический корпус, 4-барбортер.
Существуют автоклавы, у которых крышка прижимается к корпусу специальным зажимом (вместо нескольких барашковых гаек), что облегчает закрывание и открывание крышки автоклава.
При стерилизации консервов с противодавлением в автоклавном отделении должна быть насосная станция, состоящая из многоступенчатого центробежного насоса, запасного парового насоса, соответствующих емкостей для воды и компрессора с ресивером. Насосную станцию оборудуют всеми необходимыми контрольно-измерительными приборами (манометрами, регуляторами давления, предохранительными клапанами и т. д.).
Трубопроводы присоединяют к автоклаву на фланцах.
Роторный стерилизатор непрерывного действия
Предназначенный для стерилизации консервов в жестяных банках при температуре выше 100°С, состоит из подогревателя, стерилизатора и охладителя.
Стерилизатор представляет собой неподвижный, горизонтально расположенный цилиндрический корпус (рис.9.) из листовой стали, внутри которого на валу вращается барабан. К наружной поверхности барабана параллельно валу прикреплены полосы из угловой стали таким образом, что между ними размещаются банки.
Рис.9. Роторный стерилизатор:
1-цилиндрический корпус, 2-спиральная направляющая, 3-барабан,
4-загрузочное устройство, 5-цепной элеватор, 6-разгрузочное устройство
Роторный (барабанный) стерилизатор
Для вывода банок из среды с атмосферным давлением и ввода их в среду с избыточным давлением аппарат имеет загрузочное и разгрузочное устройства типа шлюзового затвора. Банки подаются к загрузочному устройству цепным элеватором. Из загрузочного устройства банки попадают в барабан. При вращении барабана банки перемещаются от одного конца аппарата к другому благодаря спиральной направляющей, шаг которой равен высоте банки. При этом они вращаются вместе с барабаном вокруг его оси. Одновременно банки вращаются вокруг своих осей.
В подогревателе происходит предварительный нагрев банок и их содержимого до 98° С в воде температурой 40-50° С на входе и около 98° С на выходе. Вода нагревается паром, поступающим в нижнюю часть аппарата.
Из подогревателя банки при помощи герметизированного клапана подаются в стерилизатор и при вращении ротора перемещаются к другому концу, а затем выгружаются через разгрузочный клапан в охладитель. Стерилизацию проводят в среде водяного пара, давление которого автоматически поддерживается на уровне, соответствующем температуре стерилизации. В охладителе банки, перемещаясь ротором, охлаждаются проточной водой до 30-40° С при избыточном давлении воздуха, предотвращающем деформацию банок. Выгрузка банок из охладителя также осуществляется при помощи герметизированного клапана. В стерилизаторе и охладителе давление поддерживают воздухом. Все движущиеся части установки вращаются от одного электродвигателя через вариатор скоростей.
Барабан приводится во вращение с обоих концов вала, благодаря чему предотвращается скручивание ротора (барабана).
Изменением частоты вращения ротора (от 0,5 до 6,0 об/мин) регулируют продолжительность стерилизации. Для регулирования температуры применены самопишущие пневматические терморегуляторы с гибкой связью, воздействующие на вентили подачи пара. Давление регулируется дифференциальным регулятором давления прямого действия.
Недостатками роторных стерилизаторов являются: возможность стерилизации консервов только в жестяных банках одного размера, деформация банок из-за резкого изменения температуры и давления и истирание олова на поперечных швах банок.
Автоматические гидростатические стерилизаторы непрерывного действия применяются для стерилизации консервов в жестяных банках. За счет гидростатического давления столба воды создается значительное давление в стерилизационной камере, что позволяет поддерживать высокую температуру пара. Так: как столб воды высотой 10 м создает избыточное давление 0,1 МПа, то при этом давлении уже возможна стерилизация в паре при 120° С. Изменяя высоту столба воды, можно регулировать давление в стерилизаторе, а, следовательно, и температуру стерилизации. Подобные стерилизаторы отличаются высокой производительностью.
Так, стерилизаторы типа «Гидрон» имеют производительность 2,8-24 банок в секунду в зависимости от времени стерилизации, которое изменяется от 432 до 1326 с. Удельный расход пара составляет 0,16-0,24 кг на 1 кг продукта, а расход воды 1-5 кг на 1 кг продукта. Однако гидростатические стерилизаторы весьма громоздки, требуют большой высоты здания для установки, большие размеры фундамента из-за наличия охлаждающего канала (бассейна), кроме того, в них можно стерилизовать консервы в банках только одного размера и не всегда можно использовать максимальную производительность стерилизатора 23,4 банки в секунду (1400 банок в минуту).
Непрерывно действующий пневмогидростатический стерилизатор «Хунистер» применяется для стерилизации консервов в стеклянной и жестяной таре диаметром 76-100 мм. Стерилизатор состоит из 14 башен (рис. 54), каждая из которых имеет два канала. Конвейер с носителями — кассетами (банконосителями) проходит последовательно через все каналы и затем под башнями возвращается к месту загрузки. Стерилизатор имеет три зоны: подогрева, стерилизации и охлаждения. Подогрев осуществляется в первых шести башнях, затем в двух башнях проходит стерилизация и, наконец, в последних шести башнях банки охлаждаются. Банки с консервами при помощи особого устройства загружаются в банконосители, последовательно проходят через все башни и выгружаются из кассет специальным устройством.
Рис.10.Пневмо-гидростатический стерилизатор «Хунистер»: 1 — автоматическое подводящее устройство; 2 — водяная колонка; 3 — банки с консервами; 4 — носитель; 5 — транспортировочная цепь; 6 — верхняя площадка; 7 — привод; 8 — регулятор давления; 9 — термоизоляция; 10 — автоматическое отводящее устройство; 11 — нижняя ветвь цепи.
В одном канале шести первых и последних башен находится столб воды высотой 4 м каждый, что создает гидростатическое давление 0,04 МПа, поддерживаемое воздухом, находящимся под этим давлением во втором канале каждой башни. В седьмой и восьмой башне (зона стерилизации) оба канала заполнены паром. Так как все каналы башен соединены между собой, то в седьмой и восьмой башне устанавливается давление 0,24 МПа. Этому давлению соответствует температура пара порядка 125° С.
В каждую башню кроме двух последних подводится через барботеры пар, что дает возможность поддерживать соответствующие температуры в башнях — 60-70-80-90-95-110-120-132-90-70-60-50-40-30-20° С.
При стерилизации консервов должен строго соблюдаться установленный технологической инструкцией режим — температура, продолжительность и давление.
Для объективного контроля за правильностью проведения режима стерилизации и охлаждения консервов стерилизационные аппараты должны быть оснащены соответствующими контрольно-регистрирующими самопишущими приборами — термографами, манометрами и др. При автоматизации управления процессом стерилизации в аппаратах периодического действия они должны быть оборудованы автоматическими приборами для регулирования температуры и давления (терморегулятором — термографом, а также регуляторами давления и подачи сжатого воздуха с диафрагмовыми клапанами).
Независимо от термограмм, полученных на этих приборах, фактические данные о времени подъема температуры, продолжительности стерилизации и охлаждения консервов, а также о минимальной температуре и давлении во время стерилизации должны записываться в журнал контроля стерилизации консервов.
Безусловно, такие стерилизаторы экономически выгодны лишь на заводах с большим объемом производства одного вида продукции.
Горячий розлив
При выработке консервов с высокой кислотностью допускается проведение стерилизации продукта горячим розливом. В этом случае жидкий продукт (например, томатное пюре или паста, яблочный сок, фруктовое пюре и т. п.) подогревается до температуры 95—98 °С и при этой температуре фасуется в предварительно простерилизованные паром банки вместимостью не менее 3 л. Иногда допускается и меньшая вместимость, но при тщательном соблюдении санитарных требований и обеспечении точного поддержания требуемого температурного режима. За счет длительного охлаждения продукта происходит дополнительное термическое воздействие на термостойкие бактерии. При таких условиях они не смогут развиваться. В случае применения горячего розлива предъявляются повышенные требования к санитарному состоянию предприятия.
Асептическое консервирование
Все описанные способы стерилизации требуют довольно продолжительного температурного воздействия на продукт, что приводит к определенным химическим изменениям. Снизить вредное тепловое воздействие можно применением асептического консервирования. Сущность способа заключается в раздельной стерилизации продукта и тары с последующим фасованием стерильного охлажденного продукта в асецтических условиях. В отличие от горячего розлива продукт не только мгновенно нагревается, но и мгновенно охлаждается.
Идея асептического консервирования, возникшая около 45 лет назад, лишь 30 лет спустя получила практическое применение. Это стало возможным после создания специальных насосов, теплообменников, подбора соответствующих дезинфицирующих средств.
Технологический процесс асептического консервирования. В СССР эксплуатируются отечественные установки А 9-КСК и А 9- КСИ, установки ТА-2А и ТА-ЗА, выпускаемые в ВНР и модифицированные советскими специалистами, а также линии, выпускаемые в НРБ, реконструированные по советскому проекту (52, 53).
На этих установках консервируют в крупных резервуарах соки плодово-ягодные осветленные и неосветленные, пюре плодово-ягодное (для абрикосового пюре рН не должно превышать значения 3,8), томатное пюре и томатную пасту с содержанием сухих веществ до 30%.
Технологический процесс асептического консервирования состоит из следующих операций: подготовка оборудования, включающая ревизию установки, ее санитарную обработку, определение герметичности, сборку и разборку бактериологических фильтров, стерилизацию оборудования, продуктопроводов и резервуаров; стерилизация с последующим охлаждением продукта и заполнение им резервуаров; хранение продукта и его выгрузка в асептических условиях.
Обработка оборудования. Перед консервированием проверяют состояние резервуаров, продуктопроводов, паро- и воздухопроводов, арматуры. Внутренние поверхности технологического оборудования и коммуникаций промывают холодной водой в течение 3—5 мин, а затем в течение 10—15 мин — горячей водой при температуре 70—80 °С. Если не удается полностью удалить остатки продукта на внутренней поверхности, оборудование и коммуникации обрабатывают 2%-ным раствором каустической соды при температуре 70 °С. После мойки стерилизатор, охладитель и продуктопроводы заполняются горячей водой, и при этой температуре осуществляется выдержка в течение 30 мин. Резервуары моют не менее- 5 мин горячей (70—80 °С) водой с помощью моечных машинок ММ-4. После мойки резервуары проверяются на герметичность.
Следующим этапом подготовки установки к эксплуатации является сборка, бактериологических фильтров. В собранном виде бактериологический фильтр должен иметь общее сопротивление материала равным 44,1 ±9,8 Па. Допускаемая скорость фильтрации воздуха через фильтрующую ткань не более 10 см/с.
После мойки резервуаров проводится микробиологическая проверка бактериологической чистоты их внутренней поверхности. Анализируется смыв стерильным влажным тампоном поверхности в 100 см 2 вблизи люка. Если в смыве (1 см 3) содержится не более 30 клеток бактерий и 10 клеток дрожжей и плесени, приступают к стерилизации резервуара. Стерилизация щелочью проводится 2%- ным раствором при температуре 80—85 °С путем заполнения и выдержки в течение 45 мин или с использованием моечных машинок ММ-4 в течение 10 мин.
Для стерилизации препаратом «Дезоксон-1» используют 0,1%- ный его раствор в воде при температуре 20—25 °С посредством моечных машинок ММ-4 в течение 45 мин. Дезинфицирующие растворы используют многократно, добавляя к ним соответствующее количество препарата.
После обработки щелочью или «Дезоксоном-1» на резервуар устанавливается бактериологический фильтр и проводится паровая стерилизация при давлении 0,05 МПа соответственно в течение 120 или 90 мин. Начало стерилизации отсчитывают с момента достижения конденсатом температуры 95 °С.
После стерилизующей обработки в последних порциях конденсата не допускается наличие дрожжей и плесеней, факультативно- анаэробных и анаэробных бактерий.
По окончании стерилизации резервуары заполняют стерильным воздухом, доводя давление в резервуаре до 0,05 МПа и сохраняя это давление до заполнения резервуара продуктом.
Оборудование стерилизуют следующим образом. После мойки горячей водой его обрабатывают 2%-ным раствором щелочи (45 мин) или 0,1%-ным водным раствором «Дезоксона-1» (30 мин).
Щелочь нагревают до температуры 100 °С, при использовании препарата «Дезоксон-1» температура обработки 35 °С. Затем оборудование промывают горячей водой в течение 60 мин в случае использования каустической соды или 30 мин при обработке препаратом «Дезоксон-1».
После окончания промывания в установку подают пар под давлением 0,03—0,05 МПа. Подачу пара прекращают непосредственно перед началом работы на продукте, но не менее чем через 2 ч от начала прошпаривания в случае щелочной обработки и 1 ч в случае использования препарата «Дезоксон-1».
После стерилизации продукт поступает в охладитель, где он охлаждается до температуры 30—40°С. Охлажденный продукт по стерильному трубопроводу в асептических условиях герметизированными насосами подается в резервуары. При достижении продуктом заданного уровня перекачка прекращается. Продукт хранится при температуре не ниже 0 °С. Разгрузка резервуаров осуществляется по мере необходимости без нарушения стерильности остающегося продукта.
Преимущества асептического консервирования. Асептический способ имеет преимущества перед обычной технологией стерилизации. Тепловая обработка продукта в стерилизаторах может проводиться в тонком слое в течение очень короткого времени. Это позволяет сохранить органолептические и физико-химические показатели перерабатываемого продукта. Кроме того, применение этого способа позволяет сгладить пик сезона переработки овощей более равномерно использовать рабочую силу.
На консервных предприятиях, находящихся в южных районах страны, производятся переработка плодов и овощей, их асептическое консервирование и хранение. По мере необходимости осуществляется перефасование продукта в транспортную тару. Перефасование проводится в стерильных условиях. Подготовка транспортных средств (контейнеров, резервуаров, цистерн и т. д.) выполняется так же, как и стационарных резервуаров и коммуникаций.
Транспортировка продукта может быть проведена на расстояние до нескольких тысяч километров любым транспортом — железнодорожным, автомобильным или водным. В пункте назначения производится перефасование продукта из транспортных средств в стационарные резервуары. Из последних продукт перефасовывается в асептических условиях в мелкую потребительскую тару. Таким образом, он подвергается только одной тепловой обработке, что сохраняет его пищевую ценность. Такой способ позволяет получить экономию за счет сокращения затрат на транспортировку потребительской тары (банок, бутылок, бочек) в северные и восточные районы нашей страны. Также отпадает необходимость возврата пустой тары из этих районов в места переработки плодов и овощей.
Тиндализация
Тиндализация — способ стерилизации, предложенный Дж. Тиндалем. Он заключается в дробном нагревании жидкостей (как правило, в течение 1 часа) от трёх до пяти раз с промежутками в 24 ч. За это время споры бактерий, выжившие при 100 °С, прорастают, и вышедшие из них вегетативные клетки бактерий погибают при последующем нагревании.
Используется также для стерилизации пищевых продуктов.[4]
5. Технологическая схема производства
Техническое описание, Доставка сырья
На завод сырье транспортируют в ящиках-клетках емкостью 16 кг. Консервная промышленность перерабатывает значительное количество томатов, составляющее на крупных заводах до 2000 т. в сутки. Поэтому особенно важно механизировать погрузочно-разгрузочные операции при доставке сырья, а также предупредить потери. Во избежание излишних потерь собранные томаты должны доставляться с поля непосредственно на завод и поступать в переработку. Для механизации погрузочно-разгрузочных работ ящики с сырьем транспортируют на поддонах, а также используют опрокидывающие устройства для разгрузки ящиков.
Приемка
После доставки сырья на консервный завод оно подвергается приемке. Поступившее сырье взвешивается на автомобильных, платформенных весах, проверяются его качество, свежесть, товарная сортность по органолептическим показателям. Одновременно лаборатория завода проводит отбор средней пробы из одной транспортной единицы, анализирует ее по показателям, установленным стандартами. Заключение лаборатории является основанием для принятия решения о приемке сырья на завод, установления его товарного сорта, а соответственно и цены для оплаты.
Хранение
Поступившее сырье должно сразу же поступать на переработку. Однако с целью сглаживания неритмичности поступления сырья как в течение суток, так и в течение всего сезона его нужно резервировать в определенных объемах. Хранение сырья может осуществляться на сырьевых площадках цехов при тех температурно-влажностных режимах, которые характерны для данного предприятия в данный период года, или в специальных складах с охлаждением.
При переработке необходимо строго соблюдать очередность поступления сырья! на производство с учетом его качественного состояния, для чего партию сырья снабжают ярлыками с указанием товарного сорта и времени поступления данной партии на завод. Суммарный срок от съема плодов до их переработки не должен превышать 48 ч.
Хранят сырье на крытой сырьевой площадке, в охлаждаемых складах или другом хорошо вентилируемом помещении в той таре, в которой оно прибыло. Ящики с сырьем устанавливают в штабеля высотой до 2 м, ящичные поддоны и контейнеры — в три яруса. Между штабелями оставляют расстояние не менее 10 см для циркуляции воздуха.
Сырьевая площадка должна иметь навес из материала, плохо проводящего тепло (асбошифер и др.), и быть открыта с трех сторон для циркуляции воздуха и удобства работы транспорта. Пол площадки делается из влагонепроницаемого материала с уклоном к канализационным трапам. При хранении на сырьевых площадках не рекомендуется применение искусственной вентиляции, так как при этом наблюдаются увеличенные потери массы из-за усиленного испарения влаги из сырья.
Размеры сырьевой площадки определяются часовой производительностью цеха по тому или иному виду сырья, предельно допустимыми сроками его хранения. Обычно принимается нагрузка на 1 м 2 площади 300—600 кг сырья.
Подача сырья на переработку
После краткосрочного или длительного хранения сырье подается в технологические цехи на переработку. Разгрузка сырья и подача его в цех осуществляются с помощью разгрузчиков, авто- и электропогрузчиков, гидравлических и ленточных транспортеров, рольгангов и т. п.
С сырьевой площадки сырье с твердой структурой подается в цех гидротранспортером, который представляет собой металлический или бетонированный желоб, расположенный с уклоном 1 : 100 или 1,2 : 100. Скорость движения воды и сырья должна быть 0,5— 0,8 м/с при их соотношении 3 : 1 или 4:1. Для улавливания тяжелых примесей по длине гидротранспортера устраиваются карманы-ловушки. В конце гидротранспортера плоды попадают на сетчатый элеватор, где происходит отцеживание воды.
При подаче сырья на переработку в транспортной таре с целью сокращения затрат ручного труда применяют ящичные или контейнерные опрокидыватели. Принципиальная схема этих устройств одинакова. Ящик или контейнер захватывается специальными зажимами, переворачивается, возвращается в исходное положение и отводится транспортером.
Недостаток контейнероопрокидывателя в том, что при переворачивании контейнера вся масса сырья сразу поступает в моечную машину. При смене контейнера сырье на линию не поступает. Это нарушает ритмичность работы моечной машины.
Мойка
Технологические процессы мойки, относят к первичной переработке томатов, которая может осуществляться по двум схемам.
Первая схема предполагает выгрузку томатов из ящиков, ящичных поддонов и других средств доставки в емкости с водой, соединенные системой гидротранспортеров, в которых осуществляются смыв, размягчение и удаление почвенных примесей. Гидротранспортер представляет собой бетонированный желоб, расположенный в полу с уклоном 10-12м на 1м, в котором потоком воды томаты перемешаются со скоростью 0,7-1м/с. Расход воды составляет 4-5 л/кг сырья. Для улавливания механических примесей в днище ванны и руслах гидротранспортеров устанавливаются ловушки. Томаты из гидрожелоба наклонным элеватором подают в моечные машины вентиляторного типа. Расход воды для эффективной мойки должен составлять не менее 2 л/кг сырья, а давление воды в душах 200-300 кПа. По первой схеме успешно осуществляется переработка томатов ручного сбора.
Что касается сырья машинной уборки, поступающего в больших объемах, с повышенным содержанием земляных и растительных примесей и недозрелой части (более 15%), то его обрабатывают по второй схеме. Сырье доставляется на станцию в «гондолах» по 10—12 тонн в каждой. Существенной особенностью технологии обработки томатов машинной уборки на СПТ является замена традиционных моечных машин системой гидрожелобов. Томаты разгружают с помощью гидромониторов (Рис.11).
Рис.11 — Технологическая схема станции приемки и сортировки томатов:
1-эстакада для разгрузки томатов; 2-гидромониторы; 3-гидрожелоб первого контура; 4-емкости для очистки воды; 5-гидрожелоб второго контура; 6-элеватор; 7-центробежный насос; 8-флотационный гидрожелоб третьего контура; 9-фотоэлектронный сортирователь; 10-гидрожелоб четвертого контура; 11,12,13-конвейеры для досортировки и инспекции; 14-генератор двуокиси хлора; 15,16-резервуары для воды; 17-шнековый транспортер.
Разгрузка томатов производится на эстакаде 1 при помощи гидромониторов 2. Томаты смываются струей воды по гидрожелобу первого контура 3, скорость истечения которой составляет 10—13 м/с. Плоды по решеткам попадают в гидрожелоб 5, а грязная вода отделяется на решетках и попадает в гидрожелоб 3. Трубопровод с системой гидромониторов, гидрожелоб 3 и емкости для очистки воды образуют первый контур замкнутого многократного использования воды для мойки томатов. В очистных емкостях из воды осаждается твердая фаза, очищенная вода насосом вновь направляется на гидромониторы. Второй контур замкнутого оборотного использования воды образуют гидрожелоб 5 с емкостью и рециркуляционный насос 7. Степень загрязнения воды во втором контуре значительно меньше, чем в первом. Томаты подвергаются мойке в гидрожелобе 5 и элеватором подаются во флотационный гидрожелоб 8 третьего контура. Во флотационном гидрожелобе одновременно с мойкой томаты распределяются в два слоя. Спелые томаты с большей плотностью попадают в основном в нижний слой. По гидрожелобу они поступают на роликовый транспортер на инспекцию и окончательную ручную досортировку. Верхний слой томатов, в котором содержатся красные, бурые и зеленые плоды, поступает через водоотделительные решетки на два фотоэлектронных сортирователя. Красные плоды отделяются и направляются на роликовые инспекционные транспортеры. Третий замкнутый контур многократного использования воды и мойки томатов. В резервуар 15 вода поступает с отделительных решеток перед фотоэлектронной сортировкой и частично из четвертого контура. Из этого же резервуара осуществляется подпитка более чистой водой первого контура. Для красных томатов, которые поступают на роликовый инспекционный транспортер 11, четвертый контур мойки включает гидрожелоба 10, сборный резервуар для воды 16 и рециркуляционный насос. Окончательная мойка томатов перед инспекцией осуществляется в гидрожелобах четвертого контура с душевым ополаскиванием перед ручной досортировкой. Отсортированные зеленые плоды по гидрожелобу 10 поступают на инспекционный роликовый транспортер 12, а бурые томаты на аналогичный транспортер 13.
Четвертый контур мойки зеленых и бурых плодов включает два гидрожелоба 10, резервуар для воды 16 и рециркуляционный насос. Часть воды четвертого контура поступает в резервуар 16 третьего контура. Обработка томатов на станции заканчивается получением зрелых томатов с инспекционного транспортера 11, зеленых и бурых — соответственно с транспортеров 12 и 13. Система четырех замкнутых контуров многократного использования воды для транспортировки и мойки томатов позволяет добиться рационального использования воды и хорошего качества мойки сырья. В каждом последующем контуре вода более чистая, по сравнению с предыдущим. Для поддержания низкой обсемененности микроорганизмами в воду четвертого контура из резервуара 14 вводятся дезинфицирующие хлорсодержащие препараты — двуокись хлора или гидрохлорид натрия с содержанием активного хлора не более 35—40мг/л. Как показали микробиологические исследования, снижение обсемененности сырья составляет 2—3 порядка. Расход воды на мойку 10 тонн томатов составляет в среднем 10 м 3.
