Проектирование хлебозавода. 2

ВВЕДЕНИЕ 
 

    Политическая  и экономическая стабильность Республики Казахстан дает предпосылки для планомерного развития всех отраслей хозяйства. На пороге вступления Казахстана в ВТО, в целях реализации Стратегии вхождения Казахстана в число 50 наиболее развитых стран мира, предприятия хлебопекарной и других отраслей промышленности республики должны принять меры и внести весомый вклад в обеспечение устойчивого снабжения населения страны качественным хлебом и другой продукцией.

    На  сегодняшний день одной из важнейших задач развития и совершенствования хлебопекарного производства является техническое обновление предприятий на базе научно-обоснованного выбора наиболее эффективной концепции развития материальной базы и кадровых ресурсов хлебопекарной отрасли. Остро стоит проблема подготовки и переподготовки кадров, низкая квалификация специалистов служит препятствием экономическому росту производства. Исходя из этого отмечена необходимость выработки оптимальной стратегии взаимодействия науки и производства.

    Приоритетным  направлением развития отрасли является решение задач по повышению качества сырья, готовой продукции, продлению сроков хранения хлеба путем внедрения нового оборудования, технологий, сырья, повсеместного внедрения систем менеджмента качества в соответствии с международными стандартами ИСО серии 9000,22000, 14000.

    Одним из основных направлений развития ассортимента продукции хлебопекарных предприятий является создание функциональных и лечебно-профилактических продуктов питания, обеспечивающих здоровье человека.

    Хлеб, приготовленный из различных сортов пшеничной муки, содержит 40...50 % влаги  и 60...50 % сухого вещества, которое в  основном представлено углеводами (около 45 %), небольшим количеством белков (8...9 %), а также жиров, минеральных веществ, витаминов и кислот. Пищевая ценность хлеба определяется содержанием отдельных составных частей и энергической ценностью с учетом коэффициента усвояемости. Одну треть потребности организма в белке и значительную часть потребности в углеводах и витаминах группы В обеспечивают хлебобулочные изделия. Пищевая ценность хлеба тем выше, чем больше он удовлетворяет потребности организма в пищевых веществах и чем больше его химический состав соответствует формуле сбалансированного питания.

      Энергетическая ценность хлеба зависит от содержания влаги (чем больше влаги, тем она ниже) и от количества отдельных компонентов сухого вещества. Хлеб играет существенную роль в энергетическом балансе человека, обеспечивая 1/3 потребности в энергии. При потреблении в среднем около 400 г хлеба в сутки организм обеспечивается различными соединениями: белком на 38%, углеводами растительного происхождения, в частности крахмалом, на 41, моно- и дисахаридами на 17,4, кальцием на 11,5, фосфором на 45,6, железом на 84,7, витаминами В1, B6, B9, РР в среднем на 37...54, витамином Е на 76, витамином В3 на 25 и витамином B2 18,7 %.

    Вместе  с тем белки хлеба не являются полноценными, в них мало незаменимых  аминокислот лизина и метионина, для этого в процессе производства хлеба повышают его белковую ценность путем обогащения молочными продуктами, белками бобовых и масличных культур (сои, подсолнечника) и пищевой рыбной мукой.

    Минеральная и витаминная ценность хлеба зависит  от сорта муки: чем больше выход  муки, тем она выше. Хлеб отличается высоким содержанием зольных элементов, в первую очередь фосфором, железом и магнием. Наиболее дефицитным является кальций. Соотношение кальция и фосфора в хлебе равно 1:5,5, что намного превышает оптимальное (1:1,5) и снижает усвоение организмом хлеба. Высокоценным обогатителем в этом отношении являются молоко и молочные продукты, которые содержат кальций в наиболее легко усвояемой человеком форме.

    Введение  в рецептуру хлебобулочных изделий  пшеничных зародышевых хлопьев  позволяет обогатить хлеб незаменимыми аминокислотами: лизином, метионином, триптофаном, по содержанию которых белок зародышей сходен с белком яиц, макро- микроэлементами, в том числе кальцием, железом, калием, магнием, витаминами: токоферолом, тиамином, рибофлавином.

    Использование муки из зерна не хлебопекарных и бобовых культур (рисовой мучки, кукурузной, гороховой и фасолевой муки) позволяет получать хлеб пониженной калорийности, с увеличенным содержанием балластных веществ, макро- и микроэлементов, витаминов, а также способствует экономии основного сырья.

    Целью моей курсовой является - спроектировать  цех по производству хлебобулочных  изделий мощностью 5 тонн в смену. Ассортимент выпускаемой продукции: хлеб «Тау-нан», батон «Нарезной» и  сайка. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ 

    Производственная  мощность определяется в зависимости  от количества потребителей хлеба и  нормы потребления продукции  на душу населения.

    Численность населения города учитывается по категориям потребителей (таблица 1).

    Таблица 1 – Расчет численности потребителей

    Ассортимент выбора для производства пользующийся спросом населения, в соответствии с местными вкусами и национальными традициями, с использованием муки пшеничной 1-го и высшего сортов.

    Хлеб  пшеничный «Тау-нан» из муки первого сорта, формовой, массой 0,5 кг. по СТ РК 984-95.

    Батон «Нарезной» из муки пшеничной, массой 0,5 кг. по ГОСТ 27844-88.

    Сайка «Листовая  из муки пшеничной 1 сорта массой 0,2 кг, по ГОСТ 27844-88.

    Цех располагается в месте, отвечающем санитарным правилам, требованиям, вдали от химического завода, местной свалки. Строительная площадка имеет благоприятный рельеф, не затопляется паводковыми водами.  

    Цех пользуется городской ТЭЦ, на территории находится собственная котельная. Предприятие присоединено к городским электропередачам, водопроводу.

    Электроснабжение  – от городской высоковольтной сети через трансформаторную станцию. Теплоснабжение, горячее водоснабжение – от собственной  котельной.

    Снабжение газом от городского газопровода. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ  РАЗДЕЛ 

2.1 Технологическая схема пшеничного хлеба «Тау-нан». 

2.2 Технологическая  схема пшеничного батона  «Нарезной» и сайки «Листовой» 

2.3 ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА 

    Подготовка  сырья к производству

    Качество  применяемого сырья должно соответствовать  требованиям нормативно - технической  документации.

    Подготовка  сырья к производству хлеба «Тау-нан» и батона «Нарезной», а также сайки «Листовой» должна производиться согласно соответствующему разделу «Правил организации и ведения технологического процесса на хлебопекарных предприятиях» (1992г.).

    Приготовление теста 

    При производстве хлеба из смеси муки пшеничной первого сорта применяются жидкие или прессованные дрожжи в сочетании с жидкими. Количество муки, вносимое с жидкими дрожжами не должно превышать 5% к общему количеству муки в тесте.

    Норма расхода прессованных дрожжей может  быть изменена в зависимости от их подъемной силы, качества муки, технологической схемы и условий производства.

    Для приготовления опары в емкость  тестомесильной машины вносят воду, дрожжи жидкие и постепенно засыпают муку. Тщательно перемешивают, после чего опару перекачивают на брожение в отсеки бродильных емкостей.

    Готовность  опары определяют по кислотности  и увеличению объема. Замес теста  производят в тестомесильной машине до получения хорошо промешанной  однородной массы, дозировка компонентов (солевой раствор, мука, опара) - по минутному расходу. Тесто бродит в корыте брожения в течение 50-60 минут. Готовность теста определяют по кислотности и увеличению объемов в 1,5 -2 раза.

    Замес теста

    Это короткая, но весьма важная технологическая  операция. Длительность замеса для пшеничного теста составляет 7...8 мин.  
        Цель замеса – получить однородную массу теста с определенными структурно-механическими свойствами. При замесе одновременно протекают физико-механические и коллоидные процессы, которые взаимно влияют друг на друга. Коллоидные процессы, или процессы набухания, связаны с основными составными частями муки – белками и крахмалом. Белки пшеничной муки, поглощая влагу, резко увеличиваются в объеме и образуют клейковинный каркас, внутри которого находятся набухшие зерна крахмала и частицы оболочек. Слипание частиц в сплошную массу, происходящее в результате механического перемешивания, приводит к образованию теста. Однако чрезмерный замес может вызвать разрушение уже образовавшейся структуры теста, что приведет к ухудшению качества хлеба.  
Тесто после замеса состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. От соотношения этих фаз зависят свойства теста: увеличение количества жидкой фазы «ослабляет» его, делает более жидким, текучим, липким. Этим объясняются различные свойства пшеничного и ржаного теста. Пшеничное тесто эластичное, упругое. Твердая фаза в пшеничном тесте состоит из набухших нерастворимых в воде белков, зерен крахмала и частиц оболочек. Она преобладает над жидкой фазой, в состав которой входят водорастворимые вещества (сахар, соль, водорастворимые белки и др.). Кроме того, основная часть жидкой фазы пшеничного теста связана набухшими белками. Газообразная фаза представлена пузырьками, воздуха, захваченными тестом при замесе.

    Обминка теста 

    В процессе брожения тесто, которое готовится порционно, подвергается обминке, т. е. кратковременно повторному промесу в течение 1,5...2,5 мин. При этом происходит равномерное распределение пузырьков диоксида углерода в массе теста, улучшается его качество, мякиш хлеба приобретает мелкую, тонкостенную и равномерную пористость.

    Брожение  теста

    Брожение  теста охватывает период времени  момента его замеса до деления  на куски. Цель брожения – разрыхление  теста, придание ему определенных структурно – механических свойств, необходимых для последующих операций, а также накопление веществ, обусловливающих вкус и аромат хлеба, его окраску.

    Созревание  включает в себя микробиологические (спиртовое и молочнокислое брожение), коллоидные, физические и биохимические  процессы.  
Спиртовое брожение вызывается дрожжами, в результате которого сахара превращаются в спирт и диоксид углерода. Дрожжи сбраживают сначала глюкозу и фруктозу, а затем сахарозу и мальтозу, которые предварительно превращаются в моносахариды. Источником сахаров являются собственные сахара зерна, перешедшие в муку, но главную массу составляет мальтоза образовавшаяся в тесте при расщеплении крахмала. Скорость брожения зависит от температуры, кислотности среды, качества дрожжей и ускоряется при увеличении количества дрожжей повышении их активности, при достаточном содержании сбраживаемых сахаров, аминокислот, фосфорнокислых солей. Повышенное содержание соли, сахара, жира тормозит газообразование в тесте. Брожение ускоряется при добавлении в тесто амилолитических ферментных препаратов.  
       Молочнокислое брожение вызывается молочнокислыми бактериями, которые попадают в тесто из воздуха с мукой и расщепляют глюкозу до молочной кислоты. Существует два вида молочнокислых бактерий: гомоферментативные, образующие молочную кислоту, и гетероферментативные, которые наряду с молочной кислотой вырабатывают другие кислоты (уксусную, янтарную, лимонную и пр.). При снижении влажности и температуры теста гетероферментативные молочнокислые бактерии развиваются с большей скоростью, в результате резко возрастает кислотность теста и ухудшается вкус хлеба. В пшеничном тесте преобладает спиртовое брожение. В результате нарастания кислотности ускоряется набухание белков, замедляется разложение крахмала до декстринов и мальтозы, что крайне важно при переработке пшеничной муки из проросшего зерна и ржаной муки, так как позволяет получить тесто с оптимальными структурно-механическими свойствами. Поэтому кислотность теста является признаком его созревания, а кислотность хлеба – один из показателей его качества, включенный в стандарт.

    Коллоидные  процессы, начавшиеся на стадии замеса, продолжаются в процессе брожения. В зависимости от свойств муки возможно ограниченное и неограниченное набухание белков. При ограниченном набухании белки только увеличиваются в размерах, а при неограниченном – меняется форма белковой молекулы. У муки с сильной клейковиной почти до конца брожения происходит ограниченное набухание, при этом свойства теста улучшаются. У муки со слабой клейковиной наблюдается неограниченное набухание и тесто разжижается, поэтому продолжительность брожения теста из такой муки должна быть сокращена.

      В результате физических процессов повышается температура теста на 1-2 °С и происходит увеличение его объема за счет насыщения диоксидом углерода.

    Биохимические процессы, протекающие в тесте, – один из важнейших, так как от них зависят и микробиологические, и коллоидные, и физические превращения. Суть биохимических процессов состоит в том, что под действием ферментов муки, дрожжей и микроорганизмов происходит расщепление составных компонентов муки, прежде всего белков и крахмала. При этом желательна определенная степень протеолиза, так как она ведет к получению достаточно упругого и эластичного теста, обладающего оптимальными свойствами для получения качественного хлеба. Кроме того, продукты разложения белков на стадии выпечки принимают участие в образовании цвета, вкуса и аромата хлеба. При интенсивном разложении белков, особенно в слабой муке, тесто расплывается и хлеб получается неудовлетворительного качества. При расщеплении крахмала ферментами идет образование мальтозы (5...6 % к массе муки), которая расходуется на брожение теста и участвует в процессе выпечки, определяя вкус и аромат хлеба.

      Интенсивность протекания всех рассмотренных процессов зависит от температуры. Оптимальная температура для спиртового брожения в тесте около 35 °С, а для молочнокислого – 35...40 °С, поэтому повышение температуры теста влечет за собой усиление нарастания кислотности. Кроме того, с повышением температуры теста в нем усиливаются биохимические процессы, ослабляется клейковина, увеличиваются ее растяжимость и расплываемость. Оптимальная температура брожения 26...32 °С. Повышенную температуру можно рекомендовать для приготовления теста из сильной муки, тесто из слабой следует готовить при более низкой температуре. Таким образом, температура является основным фактором, регулирующим технологического процесса приготовления теста [3].

    Разделка  и расстойка

    Разделка  пшеничного теста включает в себя деление теста на куски, округление, предварительную расстойку, формование тестовых заготовок и окончательную расстойку.

      Пшеничное тесто вследствие своей упругости и сравнительно небольшой адгезии должно подвергаться более интенсивной механической обработке при разделке, чем ржаное тесто. Многократная обработка пшеничного теста необходима для получения однородной структуры во всей массе куска, в результате чего хлеб получается с ровной мелкой пористостью.  
Для получения одинаковых объемов теста при делении применяют мерные карманы или отрезают (штампуют) куски теста определенных размеров, или регулируют частоту качания отсекающего ножа при постоянной скорости выхода теста из машины.

      Для получения кусков равной массы крайне важно, чтобы в тестоделительное устройство машины поступало тесто, однородное по плотности. Основным показателем качества работы тестоделительной машины является точность массы тестовых заготовок. Допускается отклонение в сторону увеличения массы штучного крупного (более 200 г) изделия не более 3% для одного и 2,5% для 10 шт. изделий от заданной величины. При этом следует иметь в виду, что масса тестовой заготовки должна быть больше массы будущего изделия на величину потерь при разделке и выпечке (упек) и хранении хлеба в экспедиции (усушка).

      Округление кусков теста, т.е. придание им формы шара, производится на округлительной машине сразу же после деления, затем округленные куски поступают на предварительную расстойку. При производстве круглых подовых изделий округление одновременно является формованием изделий, а предварительная расстойка – единственной и окончательной.

    Предварительная расстойка – выдержка округленных  заготовок из пшеничного теста в  состоянии покоя в течение 5-8 мин. Этого времени достаточно, чтобы  в куске теста рассосались  внутренние напряжения, возникшие в результате механического воздействия на тесто при делении и округлении (явление релаксации).

    При расстойке куски теста увеличиваются  в объеме, улучшаются физические свойства и структура теста. Предварительная  расстойка осуществляется обычно на ленточных транспортерах, проложенных вдоль шкафов окончательной расстойки на уровне 2,5-3 м от пола цеха.  
Формование изделий осуществляется на формующих закаточных машинах сразу после предварительной расстойки. Изделиям придается форма, свойственная данному сорту хлеба: цилиндр с тупыми округлениями по концам для батонов и с заостренными концами для городских булок, жгутики для плетения хал и т.п. Для придания тестовой заготовке цилиндрической формы используются валково-ленточные закаточные машины.

      Окончательная расстойка необходима в связи с тем, что при формовании из тестовых заготовок почти полностью вытесняется углекислый газ, нарушается пористая структура теста. Для получения хлеба с хорошей пористостью и большим объемным выходом необходимо, чтобы тестовые заготовки «подошли», т. е. увеличились в объеме и приобрели равномерную пористую структуру. Для этого тестовые заготовки и подвергаются перед выпечкой окончательной расстойке. Для изделий из пшеничной муки это вторая расстойка после предварительной.

      В отличие от предварительной расстойки, которая проводится при температуре и относительной влажности воздуха, поддерживаемой в цехе, окончательная расстойка осуществляется в специальных расстойных. шкафах при температуре 35-40° и относительной влажности воздуха 75-85%. Весьма важно, чтобы изделия при расстойке не обдувались воздухом во избежание заветривания кусков и образования уплотненной корки. Появление корочки желательно, так как она будет сдерживать увеличение объема изделий при расстойке и в начальный период выпечки и вызывает образование на поверхности готовых изделий подрывов и трещин.

    Продолжительность окончательной расстойки составляет 46-60 мин. при температуре 35-45 С и относительной влажности воздуха 75-80%.

    Выпечка

    Заключительным  звеном приготовления хлеба является выпечка. Она осуществляется в хлебопекарных печах различной конструкции. В промышленности применяются печи с тупиковыми и сквозными (тоннельными) хлебопекарными камерами. В тупиковых печах с помощью автоматических посадчиков тестовые заготовки помещаются на подики люлек, подвешенных на цепях печного конвейера. Люльки с заготовками перемещаются конвейером по хлебопекарной камере. В конце выпечки на выходе из печи в результате поворота люльки на 45° готовые изделия выгружаются на ленточный транспортер, подающий их на укладку. Печной конвейер движется периодически, чередуя остановку в момент загрузки подиков новой порцией кусков теста с движением. Время полного оборота конвейера равно длительности выпечки, которая регулируется в широких пределах (10-60 мин) с помощью реле времени.

    Выпечку осуществляют в увлажненной пекарной камере печей в течении 45-60 минут  при температуре выпечки:

    160-180°С

    180-200°С

    Процессы, происходящие при  выпечке хлеба.

      Изменения характеризующие переход тестовой заготовки в процессе выпечки в хлеб, являются результатом целого комплекса процессов: физических, микробиологических, коллоидных и биохимических. Однако в основе всех процессов лежат физические явления – прогревание теста и вызываемый им внешний влагообмен между тестом – хлебом и паровоздушной средой пекарной камеры и внутренний тепломассообмен в тесте – хлебе.  
Физические процессы. В начале выпечки тесто поглощает влагу в результате конденсации паров воды из пекарной камеры; в этот период масса куска теста – хлеба несколько увеличивается. После прекращения конденсации начинается испарение влаги с поверхности. Часть влаги при образовании корки испаряется в окружающую среду, а часть (около 50 %) переходит в мякиш. Вследствие этого содержание влаги в мякише горячего хлеба на 1,5...2,5 % выше содержания влаги в тесте.

      Микробиологические и биохимические процессы. В первые минуты выпечки спиртовое брожение внутри теста ускоряется и при 35 (С достигает максимума. В дальнейшем брожение затухает и при 50 °С прекращается, так как дрожжевые клетки отмирают, а при 60 (С приостанавливается жизнедеятельность кислотообразующих бактерий. В результате остаточной деятельности микрофлоры во время выпечки в тесте – хлебе увеличивается содержание спирта, диоксида углерода и кислот, что повышает объем хлеба и улучшает его вкус.

      Биохимические процессы связаны с изменением состояния крахмала и белков, и при температуре 70...80 (С они прекращаются. Крахмал при выпечке клейстеризуется и энергично разлагается. Белки при выпечке также расщепляются с образованием промежуточных продуктов. Глубина и интенсивность расщепления крахмала и белков влияют на характер протекания химических процессов, определяющих цвет корки пшеничного хлеба, его вкус и аромат.

      Коллоидные процессы. Белки и крахмал при выпечке претерпевают существенные изменения. При 50...70 (С одновременно протекают процессы денатурации (свертывания) белков и клейстеризации крахмала. Белки при этом выделяют воду, поглощенную при замесе теста, уплотняются, теряют эластичность и растяжимость. Прочный каркас свернувшихся белков закрепляет форму хлеба.

      Влага, выделенная белками, поглощается крахмалом. Однако, этой влаги недостаточно для полной клейстеризации крахмала процесс протекает сравнительно медленно и заканчивается прогреве мякиша до 95...97 °С. Клейстеризуясь, крахмальные зерна прочно связывают влагу, поэтому мякиш хлеба кажется более сухим, чем тесто.

    Охлаждение  и хранение

    При отсутствии пароувлажнения в печи рекомендуется  изделия сразу после выпечки  опрыскивать водой.

    В процессе остывания происходит перераспределение влаги внутри хлеба, часть ее испаряется в окружающую среду, а влажность корки и слоев, лежащих под ней и в центре изделия, выравнивается. В результате влагообмена внутри изделия и с внешней средой масса хлеба уменьшается на 2...4 % по сравнению с массой горячего хлеба. Этот вид потерь называется усушкой. Для снижения усушки хлеб стремятся как можно быстрее охладить, для этого понижают температуру и относительную влажность воздуха хлебохранилища, уменьшают плотность укладки хлеба, обдувают хлеб воздухом температурой 20 °С. На усушку влияют также влажность мякиша, так как увеличение влажности хлеба вызывает возрастание потерь на усушку, и масca хлеба: чем больше масса хлеба, тем меньше усушка. У подового хлеба усушка меньше, чем у формового.  
При хранении в результате физико-химических процессов, связанных с изменением структуры клейстеризованного крахмала, хлеб черствеет.

      Клейстеризованный во время выпечки  крахмал с течением времени  стареет – выделяет поглощенную  им влагу и переходит в прежнее состояние, свойственное для крахмала муки. Крахмальные зерна при этом уплотняются и значительно уменьшаются в объеме, между ними образуются воздушные прослойки. Полностью предотвратить черствение хлеба не удается, но известны приемы его замедления, например глубокое замораживание (при – 18... –30 (С) и последующее хранение в таком виде; завертывание хлеба во влагонепроницаемую обертку; добавление молока, сыворотки, сахара, жира и других компонентов; интенсивный замес теста и длительная выпечка хлеба.

      Эффективным способом сохранения  свежести хлеба является упаковка  в целлофан, парафинированную бумагу, лакированный целлофан и др. Перспективной  считается упаковка, пропитанная  сорбиновой кислотой, кото Срок реализации хлеба из из пшеничной — 24 ч, мелкоштучных изделий массой менее 200 г — 16 ч. Сроки хранения хлеба исчисляются со времени выхода их из печи. Лучше всего потребительские свойства хлеба сохраняются при температуре 20-25 °С и относительной влажности воздуха 75%.

    Помещения для хранения хлеба должны быть сухими, чистыми, вентилируемыми, с равномерными температурой и относительной влажностью воздуха. Каждую партию хлебобулочных изделий отправляют в торговую сеть в сопровождении документа, в котором указывают дату и время выхода из печи.