Проектирование мясоперерабатывающего цеха

 

2 Технологическая  часть

2.1 Актуальность  выбранного технологического направления

 

Питание в любом походе – больше, чем просто физическая необходимость. Это ритуал и зачастую веселое времяпрепровождение. Летом  леса балуют нас ягодами и грибами, зимой рацион становится более прозаичным. Хорошо, если в компании есть удачливые  рыболовы, тогда уха или жареха из свежей рыбы, приятно разнообразит стол. Но есть всесезонное походное блюдо, ставшее таким же символом походной кухни, как, например, пицца для итальянской. Догадались о чем речь? О консервах, конечно же! В рюкзаке любого походника, им родимым, всегда гарантировано место.

Мясная отрасль призвана снабжать население высококачественными  продуктами питания: мясом, колбасными изделиями, солеными мясными продуктами, полуфабрикатами, готовыми быстро размораживаемыми блюдами, консервами.

Особенности перерабатываемого  сырья предопределяют целесообразность комбинирования производства на основе комплексного использования его. Поэтому  основным типом современного предприятия  мясной промышленности является мясокомбинат, на котором осуществляется переработка  мяса и других видов сырья с  целью получения различных готовых  изделий. В последние годы также  получила распространение и такая  форма организации производства, как специализация, приведшая к  созданию таких предприятий, как  мясоперерабатывающие заводы, колбасные  и беконные фабрики, мясоконсервные предприятия.

В промышленных условиях переработка  мяса осуществляется на базе научно обоснованной технологии, позволяющей быстро и  с минимальными потерями превращать скоропортящееся сырье в биологически полноценные и высококачественные готовые продукты.

Изобретателем тушенки считается  американский предприниматель Джордж Хормелом, именно он первым стал упаковывать  тушеное мясо в жестяные банки. Сначала  новый продукт оценили в американской армии, но вскоре тушенка приобрела  популярность и у обычного американского  потребителя. Интересно, что один из первых «тушеночных» брендов, появившихся в 1936 году и принадлежавших американской компании Hormel Foods, назывался SPAM. Реклама мясных консервов SPAM была настолько навязчивой, что впоследствии этим словом стали называть несанкционированные массовые рассылки по электронной почте.

Во время Великой Отечественной  войны тушенка прибрела большую  популярность и в Советском Союзе: солдаты красной армии смогли по достоинству оценить новый  продукт, благодаря поставкам американской тушенки по ленд-лизу в 1941 – 45 гг. После  войны мясные консервы получили признание  и у рядовых советских граждан. В советское время по разным данным тушенка продавалась в количестве 600 млн. банок в год, хотя при этом нередко она поступала в магазины после нескольких лет пребывания в госрезерве – накануне истечения  срока годности.

Тяжелый период для мясного  консервирования настал в постсоветское  время, когда на рынке появилось  большое количество свежего мяса, мясопродуктов и мясных полуфабрикатов. Определенный всплеск повышенного  интереса к тушенке был зарегистрирован  после августовского кризиса 1998 года, но через несколько лет интерес  к мясным консервам опять начал  затухать.

Не в последнюю очередь  на падении рентабельности рынка  тушенки сказалось и значительное ухудшение качества этого продукта, произошедшее в первые постсоветские годы, вследствие чего потребитель стал относиться к мясным консервам с большой осторожностью. Действительно, если в советские времена в тушеночные банки разрешалось закладывать мясо лишь высшего или первого сорта и только после потушной разделки, то в 90-х гг. ХХ века на рынке появилось огромное количество консервов с растительными добавками (в первую очередь с соей) и ароматизаторами, имитирующими вкус мяса и запах пряностей. Произошло это потому, что производить тушенку из высококачественного охлажденного мяса стало слишком дорого, а растительные добавки позволили значительно снизить стоимость конечного продукта, чем успели воспользоваться многие производители. Специально для уменьшения себестоимости мясных консервов были разработаны новые технические условия (ТУ), согласно которым при производстве тушенки разрешается использовать блочное замороженное мясо и соевые добавки.

Все мясные консервы, продающиеся  сейчас в российских магазинах, можно  разделить на 2 основные группы: консервы, изготовленные по ГОСТу, и консервы, изготовленные по ТУ. Согласно ГОСТу, кусочки мяса в хороших консервах  должны иметь вес не менее 30 грамм. В России 90 % всех мясных консервов  производят в металлической таре: 65 % составляют паяные банки № 9 и 35 % - цельные алюминиевые банки № 8, в основном нелитографированные. Около 80% от общего объема их производства приходится на долю консервов «Мясо  в собственном соку», и только 15% составляют деликатесные консервы. При этом ассортимент фаршевых, паштетообразных  и мясорастительных консервов ограничен.

Задачей первостепенной важности является повышение качества мяса и  мясопродуктов. На мясоперерабатывающих предприятиях необходимо строгое соблюдение технологических регламентов, особенно на ключевых операциях разделки туш, холодильной обработки, изготовления колбасных и кулинарных изделий. Особое внимание следует уделять  процессам созревания, приготовления  и термообработки.

 

 

 

2.2 Особенности технологического процесса производства мясного паштета

 

Мясными баночными консервами называют мясо и мясные продукты, уложенные  в тару (банку), герметически закупоренные и обработанные при высокой температуре (100 °С и выше). При таком изготовлении мясопродуктов происходит гибель микроорганизмов в самом продукте (в том числе споровых форм) и исключается их проникновение извне при сохранении герметичности тары. Правильно простерилизованный и герметически упакованный продукт может сохраняться очень долго; этот метод консервирования продуктов считается наиболее надежным.

Консервы упаковывают в металлическую  тару (из белой и черной жести, покрытой пищевым лаком, алюминием и др. или без покрытия), сборную и  цельноштампованную, в стеклянную и  полимерную комбинированную тару.

По режиму тепловой обработки различают  стерилизованные консервы   (температура  тепловой  обработки   выше   100 °С) и пастеризованные (температура тепловой обработки ниже 100 °С); по назначению — закусочные (деликатесные), обеденные (для первых и вторых блюд), для детского питания и диетические.

В зависимости от продолжительности  хранения консервы бывают длительного  хранения (3—5 лет) и с ограниченным сроком хранения.

Сырье и материалы.

Мясо. Для производства мясных консервов  используют говядину 1-й и 2-й категорий  упитанности, свинину беконную, мясную и жирную, а также обрезную (2-й  категории), мясо поросят, баранину, конину и оленину 1-й и 2-й категорий, мясо кроликов, потрошеных или полупотрошеных кур, цыплят и уток (1-й и 2-й категорий), индеек, гусей (2-й категории). Мясо должно быть свежим, доброкачественным, от здоровых животных. Не допускается использовать мясо некастрированных и старых животных (старше 10 лет), дважды размороженное мясо и свинину с желтеющим при варке шпиком. Мясо применяют в остывшем, охлажденном и размороженном виде. Консервы повышенного качества получают из охлажденного и выдержанного 2…3 сут сырья.

Мясные консервы высшего сорта изготавливают с использованием говядины 1-й категории.

Паштеты изготавливают из бланшированной или обжаренной печени, сливочного масла, обжаренного лука, специй. Они имеют вкус вареной или обжаренной печени и пастообразную консистенцию. В паштет Печеночный добавляют бланшированные мозги и мясной или костный бульон, в Московский – молоко, яичный желток, соус от обжарки печени. В паштет Арктика – жареную свинину и соус от ее обжарки.

Мясопродукты должны содержать  определенные количества соли, влаги, крахмала, нитрита в соответствии со стандартом. Готовые консервы должны отвечать следующим требованиям (см. таблицу 2.1).

 

Таблица 2.1 – Требования, предъявляемые к готовым консервам

Показатели	Высший сорт	1-й сорт
Массовая доля мяса и жира, %, не менее: в том числе жира, не менее при  закладке жира-сырца при закладке жира топленого	56,5   10,5 8	54   - 8
Содержание хлорида натрия, %	0,004	0,005

 

Субпродукты. В консервном производстве используют субпродукты 1-й и 2-й категорий остывшие, охлажденные и размороженные. Субпродукты должны быть свежими, доброкачественными, без повреждений и кровоподтеков, от здоровых животных.

Консервы изготавливают преимущественно  из субпродуктов крупного и мелкого  рогатого скота, свиней и лошадей.

Растительное сырье. В консервном производстве применяют бобовые (горох, фасоль, соя), крупы (гречневая, перловая, овсяная, рисовая, пшено), мучные изделия (мука, крахмал, вермишель, макароны), картофель  и овощи.

Бобовые и крупы должны быть без  посторонних запахов, прогорклого  привкуса, склеенных зерен, насекомых, инородных примесей. Количество доброкачественных (недробленых) зерен в гречневой  крупе Должно составлять не менее 99 %, в перловой и рисовой — 98,5, в овсяной — 98 %.

Пшеничная мука для выработки фаршевых консервов и приготовления соусов и панировки должна быть 1-го сорта  с массовой долей влаги не более 15 % и клейковины не менее 28 %, без посторонних запаха, вкуса и примесей. К соевому изоляту предъявляются такие же требования, как и при производстве колбасных изделий.

При получении мясных консервов  применяют картофельный и пшеничный  крахмал высшего, 1-го и 2-го сортов, а  также рисовый крахмал высшего  и 1-го сортов, массовая доля влаги в  картофельном крахмале 20 %, в пшеничном, кукурузном и рисовом—13 %.

Желатин. Пищевой желатин 1, 2 и 3-го сортов, применяемый в консервном производстве, должен быть без посторонних запаха и вкуса, иметь светло-желтый цвет. Температура плавления 10 %-ного студня должна быть 27…32 °С, массовая доля влаги — не более 16 %. Общая микробактериальная обсемененность не должна превышать 2 • 10 бактерий в 1 г; присутствие патогенной микрофлоры не допускается.

Прочее сырье. Помимо перечисленного сырья при изготовлении некоторых консервов применяют кровь и ее фракции, жировое животное сырье (жир-сырец, топленый жир, шпик), молоко и молочные продукты, яйца и яйцепродукты. Эти виды сырья, а также посолочные ингредиенты и специи должны отвечать таким же требованиям, что и при производстве колбас. Однако следует учитывать, что в некоторых специях содержится большое количество сапрофитных и спорогенных микроорганизмов, поэтому перед введением в консервы специи рекомендуется дополнительно стерилизовать.

Консервная тара.

Консервная тара должна обеспечивать длительное сохранение доброкачественности  продукта. Она должна быть герметичной, коррозиестойкой, гигиеничной, обладать высокими теплопроводностью и теплостойкостью, прочностью при минимальной массе. Ее стоимость должна быть низкой.

Для изготовления консервной тары используют: белую жесть — тонкая маслоуглеродистая  сталь, покрытая с обеих сторон оловом дополнительно она может быть покрыта лаком или эмалью); хромированную жесть, покрытую с обеих сторон лаком; чистый алюминий марок А7, А6, А5 и алюминиевый сплав АМт2.

Хромированная жесть. Ее изготовляют способом электролитического осаждения. Хромирование проводят техническим хромовым ангидридом. Толщина покрытия осажденного хрома с каждой стороны полосы или листа для жести марки ХЖК (хромированная жесть консервная) 0,02…0,05 мкм, для жести марки ХЖР (хромированная жесть разная промасленная) 0,08 мкм, на  1 дм   расходуется 1,4…3,5 мг покрытия.

На хромированную жесть наносят  искусственную пленку, на которой  хорошо держатся масла и консервные лаки. Эта операция называется пассивацией. Количество хрома в 1 дм пассивированной пленки 0,03…0,04 мг. Толщина лакового покрытия в лакированной жести с каждой стороны полосы или листа 5…7 мкм.

Лаковое покрытие внутренней поверхности банок, изготовленных из жести марки ХЛЖК (хромированная лакированная жесть консервная), должно выдерживать стерилизацию при 120 °С по 1 ч в дистиллированной воде, в 2 %-ном растворе виннокаменной кислоты, в 3 %-ном растворе поваренной пищевой соли и 0,3 %-ном растворе молочной кислоты.

Жесть марки ХЖК (нелакированная) лакируют на предприятиях, изготавливающих тару. На мясоконсервных предприятиях из хромированной лакированной жести изготавливают концы к сборным и цельнотянутым банкам для пастеризованных консервов, не содержащих уксусную кислоту.

Алюминиевая лента. Производство алюминиевой  ленты включает горячую прокатку до достижения толщины заготовки 1…7 мм и холодную прокатку заготовки до толщины 0,25…0,30 мм. Затем ленту обезжиривают, анодируют или хромируют, промывают водопроводной и деминерализованной водой, сушат при 80…100 "С, лакируют, сушат лаковый слой и охлаждают ленту.

Ламистер. Это алюминиевая фольга, покрытая неориентированной полипропиленовой пленкой. Толщина ее в зависимости  от формы и размера банки от 0,07 до 0,18 мм для корпуса и 0,05…0,1 мм для крышки. Толщина полипропиленовой пленки не более 0,05 мм.

Ламистер (ламинат стерилизуемый) — универсальный упаковочный материал, он пригоден для изготовления тары под все виды консервов, вторых быстрозамороженных блюд и выдерживает стерилизацию при температуре до 120 ºС.

Классификация консервной тары. Металлическую консервную тару подразделяют по форме, вместимости и способу изготовления. По форме банки бывают цилиндрические и фигурные (овальные, эллиптические, прямоугольные); по вместимости их подразделяют на мелкую (до 1 л) и крупную (2 л и выше); по способу изготовления — на сборные, сборные с язычков и цельноштампованные. Учитывая разнообразие применяемой для консервирования тары, а также с целью удобства учета продукции используют специальную систему перерасчета консервов в условные единицы (банки). За условную объемную банку принята жестяная банка № 8 вместимостью 353,4 мл.

 

Процесс приготовления мясного паштета приведен на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Технологическая схема производства мясных консервов «Паштет аппетитный»

 

 

2.3 Продуктовый расчет

 

По органолептическим показателям  паштетные консервы должны соответствовать  следующим показателям.

Внешний вид: однородная мелкоизмельченная масса с незначительным количеством выплавленного жира.

Консистенция: паштетообразная, однородная.

Запах и вкус: свойственные мясному паштету с ароматом пряностей, без постороннего запаха и привкуса.

Цвет: от розовато-серого до коричневато-серого.

 

Таблица 2.1 – Состав и  количество исходного материала  на 300 кг готового продукта – паштет «Аппетитный»

Наименование составляющих	Количество
	в долях, %	масса, кг
1	2	3
Печень говяжья или  свиная Мясная обрезь говяжья Бульон мясной Мука пшеничная Лук репчатый Соль поваренная пищевая 1 и 2 сорта Нитрит натрия Перец душистый молотый Перец черный молотый	38,0   44,2 10,0 4,0 2,4   1,29 0,004   0,006 0,1	114   132,6 30 12 7,2   3,87 0,012   0,018 0,3

 

 Определяем общую массу  , кг, жилованного сырья мясной обрези

                                                                               (2.1)

 где   – масса планируемого расхода мяса за смену, кг;

        – выход мясной обрези, % к массе туши = 10 %[5].

По формуле 2.1 получаем

                      

Определяем общее количество печени, в смену, согласно рецептуре

                       ,

где 1,6 – средний вес печени /5/.

 

К основному сырью относят  мясо всех видов скота и птицы, белковые компоненты, крахмал, муку, шпик, обрезь мясную, субпродукты, плазму крови  и пищевые добавки. Из пряностей  и материалов в рецептурах колбас используют: перец мускатный орех, кардамон, тмин, сахар-песок, чеснок, кориандр и др., а также многофункциональные  добавки и смеси специй и пряностей.

Общая схема технологических  процессов проектируемого предприятия  позволяет установить взаимосвязь  и последовательность выполнения отдельных  операций при переработке необходимого сырья, определимого сырьевым расчетом.

 

 

 

 

 

 

2.4 Расчет ПТЛ  с определением объема работ  по каждому процессу, количество  машин, оборудования и площади  их размещения

2.4.1 Взвешивание  мяса

 

Приемка и исследование мяса по качеству и наличию болезней проводится в соответствии с требованиями, а  затем клеймиться по категориям и  принадлежности.

Прием основного сырья  по количеству осуществляется на электронных  весах 3HFS 1520, потребляемая мощность 0,1 кВт.

Определяем площадь, занимаемую весами

                                     ,                                                           (2.2)

где  - площадь, занимаемая весами, м²;

        – ширина весов, м;

         – длина весов, м.

По формуле получаем

                           м².

 

2.4.2 Обвалка  мяса 

 

Для производства бескостного  кускового мяса принимаем машину для обвалки Я6 – ФОО.

Определяем необходимое  количество машин для обвалки  по формуле

                                                                                              (2.3)

где Q^'_cм.м. – общее количество жилованного мяса, часть из которого не будет соответствовать требуемым условиям. Ориентировочно Q^'_см.м = 1,05 ·    1326 = 1393 кг;

         t_m – технологическое время на выполнение данной операции, ч; принимаем    t_m = 1,0…1,5 ч;

        – производительность машины для обвалки, кг;

        – коэффициент использования времени смены, = 0,8…0,9./6/

Принимаем технологическое  время работы 1 час.

Тогда

                                 .

Для обвалки необходимо четыре машины.

Принимаем в данной поточно-технологической линии одну машину для обвалки туш, чтобы распределить нагрузку на производстве. Причем мы используем для производства паштета только мясную обрезь. Тогда время работы составит 1 час.

Определяем площадь, занимаемую машиной для обвалки туш, м²

                                        ,                                                         (2.4)

где  L – длина машины, м;

       B – ширина машины, м.

Получаем 

                                   .

 

2.4.3 Жиловка  мяса и печени

 

Жиловка осуществляется на технологическом столе, длину которого рассчитываем по формуле с учетом количества рабочих

                                                                                        (2.5)

где  – длина технологического стола, м;

         – нормативная длина стола, м;

         – коэффициент, учитывающий работу с одной ( = 1) или

        с  двух сторон ( = 2 ) [6] ;

          - количество рабочих. выполняющих операцию, чел.

По формуле 2.6 получаем

                             

Ширину технологического стола принимаем  Выбираем стол Р3-ДЖ2В-02.

 Занимаемая площадь стола равна

                 

 

2.4.4 Оборудование  для посола мясной обрези

 

Посол – это обработка продукта поваренной солью, т.е. посолочной смесью и (или) рассолом, для придания ему требуемых свойств и устойчивости при хранении. Требуемые свойства продукта – водоудерживающая способность, вкус и аромат, готовность к употреблению в пищу и использованию при выработке мясных продуктов. Выбираем автомат посолочный вместимостью 145 кг. Время посола согласно технологии /7/ составляет 50…60 мин.

Определяем площадь, занимаемую посолочным автоматом, м²

                                        ,                                                         (2.6)

Получаем 

                              .

 

2.4.5 Оборудование для измельчения сырья

 

Подбираем оборудование для  измельчения сырья в соответствии с выбранной технологией производства мясного паштета в банках.  С таким расчетом, чтобы в цехе было установлено наименьшее число оборудования с максимально возможным коэффициентом его использования.

Измельчение мясной обрези осуществляется на волчке К7–ФПВ-82, предназначенном для измельчения жилованного сырья при производстве мясных изделий. Так как технологическая линия предусматривает более мелкое измельчение, то принимаем в нашем случае отверстия решетки диаметром 3 мм. Тогда производительность волчка равна 450 кг/ч.

                          q_мр = q_п · к_исп = 450 · 0,85 = 382,5 кг/ч,                         (2.7)

где  – производительность измельчителя, кг/ч;

        – коэффициент использования машины, = 0,85 [8].

Определяем необходимое  количество данных машин n_мр по формуле

                                          n_мр = ,                                                   (2.8)

где Q_cм.м – общее количество мясной обрези, поступающей на измельчение,  

                 Q_см.м = 139,3 кг;

         t_m – технологическое время на выполнение данной операции, ч;

                принимаем    t_m = 1,0…1,5 ч;

                                 n_мр = шт.

 Принимаем n_мр = 1 шт.

Определяем число часов  работы машины на операции измельчения  мясной обрези

                                          t_мр = ,                                            (2.9)

где η – коэффициент  использования машины, η = 0,80…0,95.

                               t_мр = ч.

Занимаемая площадь данной машиной 

                                  

 

 

2.4.6 Оборудование для составления паштета

 

Фарш для каждого вида и сорта мясных консервов и  паштетов составляют по рецептуре (точное количественное соотношение составных  частей фарша). Чтобы фарш был равномерным, необходимо его тщательно перемешивать. Кусочки шпика, грудинки или языка, если они входят согласно рецептуре  в состав фарша, должны сохранить  свою первоначальную форму и после  перемешивания.

Структурно-неоднородный фарш  смешивают и дополнительно измельчают в вакуумированных куттерах.

При изготовлении фаршей мясо измельчают на куттере, где достигается  более полное разрушение структуры тканей. Режущий механизм куттера состоит из серповидных ножей и металлической гребенки, между зубьями гребенки проходят ножи. Принцип резания – рассекание тканей. Температура мяса во время и после куттерования не должна быть выше 8...10°С.

Если на куттере обрабатывают совместно мясо различной жирности, вначале загружают и измельчают или говядину, или нежирную свинину, а затем полужирную свинину. Мясной бульон добавляют во время обработки мяса. Мясо загружают постепенно. Коэффициент заполнения чаши куттера около 0,6.

Определяем необходимое  количество куттеров по формуле

                                                                                           (2.10)

где Q_cм – общее количество ингредиентов для паштета, кг;

         t_m – технологическое время на выполнение данной операции, ч;

        – производительность куттера, кг;

        – коэффициент использования времени смены, = 0,8…0,9./6/

 

Принимаем технологическое время работы 1час, согласно технологии.

Тогда

                                   .

Принимаем один вакуумный  куттер ФКВ-0,2.

Уточняем время работы

                                                                                      

                                    .

Площадь, занимаемая куттером равна

                            

 

2.4.7 Транспортировка  паштетной массы 

 

Для транспортировки фаршевой массы в деаэратор принимаем  шнековый насос ФШ2-ЛМ.

Определяем необходимое  количество насосов по формуле

                                                                                           (2.11)

где Q_cм – общее количество паштета, кг;

         t_m – технологическое время на выполнение данной операции, ч;

        – производительность насоса, кг;

        – коэффициент использования времени смены, = 0,8…0,9./6/

Принимаем технологическое время работы 1 час, а производительность насоса должна соответствовать деаэратору, чтобы обеспечивать поточность технологической линии.

Тогда

                              .

Принимаем один насос.

Уточняем время работы

                                                                                        (2.12)

                                   .

Площадь, занимаемая насосом, исходя из полученных данных, равна

                          

 

2.4.8 Деаэрация фаршевой массы

 

Массу деаэрируют во избежание окислительных процессов и подогревают в тонком слое до температуры 80⁰С в течение 30…40 минут в трубчатом вакуумированном теплообменнике, что сокращает продолжительность его последующей стерилизации.

Определяем необходимое  количество машин для вакуумной деаэрации по формуле