Технологическая линия производства томатного сока

МИНОБРНАУКИ РОССИИ 

Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение  высшего профессионального образования

«Казанский  национальный исследовательский

технологический университет»

(ФГБОУ  ВПО «КНИТУ»)

Высшая  школа экономики 
 
 

Специальность «Экономика и управление

на  предприятии» 
 
 
 
 

КУРСОВОЙ  ПРОЕКТ 

по дисциплине «Технология пищевых производств» 

Пояснительная записка 

Технология  изготовления томатного сока

(тема  курсового проекта)

(обозначение  курсового проекта)

Нормоконтролёр     (_____________)

Руководитель  проекта    ( Ю.Д. Сидоров )

Студентка      ( Е.А.Боброва    )

  II  курса группы 90-005

г.Казань

2011 г.

ЗАДАНИЕ

    На  курсовое проектирование по дисциплине «Технология пищевых производств» студенту группы      90-005    

    Бобровой          Елене        Александровне     

      Тема проекта «   Технология       изготовления      томатного сока          

   Исходные  данные к проекту        

   Содержание  расчётно-пояснительной  записки (включается перечень подлежащих разработке вопросов, включая вопросы стандартизации и контроля качества).

   В соответствии с методическими указаниями по курсовому проектированию: характеристики готового продукта, особенностей его применения  и хранения, характеристики исходного сырья и материалов, описание их физико-химических и физико-механических свойств, а также методов технохимического контроля.

   Описание  технологии получения готового продукта, технологической схемы производства и особенностей ее функционирования.(Схема приводится в пояснительной записке в формате А4).

   Описание  рецептуры получения готового продукта (если этот раздел необходим) и расчет материального баланса производства (продуктовый расчет) на единицу продукции.

   Оформление  пояснительной записки в соответствии с ГОСТ 2.105-95.

   Перечень графического материала:

   В соответствии с методическими указаниями по курсовому проектированию: технологическая схема производства продукции (на листе формате А1).

   Оформление  графической части в соответствии с требованиями ЕСКД.

   Дата  выдачи задания «  »    2011г.

Руководитель  проекта    (Ю.Д. Сидоров)

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

    Томатный  сок – укрепляющий и освежающий напиток, содержащий много витаминов, весьма ценный питательный продукт, особенно для детей. Содержащиеся в нем фитонциды подавляют процессы брожения в кишечнике, калий улучшает работу сердца, а органические кислоты регулируют обмен веществ.  
        По содержанию аскорбиновой кислоты томатный сок не уступает цитрусовым. Всего один его стакан обеспечивает половину суточной потребности организма в        каротине и витамине С.

      Томатный  сок получают из зрелых томатов в  виде однородной массы, содержащей мякоть, и консервируют его натуральным с добавлением 0,6…1,0 % поваренной соли. Томатные соки имеют низкую кислотность и рН 5,5…6,5, что создает благоприятные условия для развития микроорганизмов, в том числе спорообразующих. По этой причине соки стерилизуют при температуре 120 º С в течение 20…30 мин. Для смягчения режимов стерилизации соки подкисляют до рН 3,7…4,0 органическими пищевыми кислотами или смешивают с соками из более кислых плодов и овощей. Томатный сок выпускают натуральным или концентрированным.

    Консервированный  томатный сок должен обладать приятным натуральным вкусом и запахом, иметь красивый красный или оранжево-красный цвет. Содержание сухих веществ в соке должно быть не менее 4,5% по рефрактометру. Для предупреждения разрушения витаминов в томатном соке содержание солей тяжелых металлов не должно превышать 5 мг меди и 100 мг олова в 1 л сока (содержание свинца не допускается).

     Процесс выработки томатного сока состоит  из следующих операций: мойка, инспекция, дробление, семяотделение, подогрев пульпы, отжатие сока, фасовка и стерилизация. Мойку осуществляют на вентиляторной моечной машине, в которой плоды не повреждаются. Затем их подают на инспекционный транспортер, где отбирают больные и дефектные. Далее плоды дробят до состояния жидкой пульпы которую можно перекачивать насосами. Дробилку и насос монтируют в одну установку, на общем валу которой вращаются дробящие ножи и лопасти насоса, а также установлена решетка с отверстиями, от величины которых зависит степень измельчения плодов. Затем массу пропускают через семеотделитель (часто его блокируют с дробилкой).

     Пульпу  направляют в трубчатые вакуум-подогреватели, где ее подогревают до 60-70 С. При  этом из массы удаляется воздух, инактивируются ферменты, частично гидролизуется  протопектин. Подогревание облегчает  отжим сока, увеличивается его  выход и улучшается качество, лучше сохраняются витамин С и каротин.

     Сок отжимают на экстракторах прессах не непрерывного действия. Шнек экстрактора  с уменьшающимся шагом винта  и увеличивающимся диаметром  заключен в конусах. При вращении шнек захватывает пульпу и нарастающим давлением отжимает ее. Сок собирается в поддоне, а выжимки продавливаются в кольцевое отверстие, образуемое коническим концом шнека и стенками кожуха (шнек можно переставить по оси, и степень отжатия сока изменится). Экстрактор регулируют на отжатие 60-70% сока, выжимки направляют на выработку концентрированных томатопродуктов.

     В последнее время созданы установки (комбайны) для получения томатного  сока, в которых совмещены все  операции. Томаты дробятся и по трубам из нержавеющей стали прокачиваются  насосами через все агрегаты установки .

      Готовый томатный сок расфасовывают, герметизируют и стерилизуют при 100 ºС. Если тара достаточно емкая (3 л и более),можно применить метод горячего разлива: нагретый до 95-100 С сок разливают в предварительно стерилизованные банки и немедленно укупоривают (запаса тепла в соке хватает для его стерилизации). Томатный сок должен иметь натуральный красный цвет, вкус и запах. Стандартом предусмотрено содержание олова до 100 мг на 1 л, меди до 5 мг на 1 л и сухих веществ не менее 4,5. Если содержание сухих веществ ниже стандартного, сок выпаривают.

    Актуальность  данного курсового проекта обусловлена необходимостью внедрения новых прогрессивных технологий, основанных на интенсификации производственных процессов, повышении качества и пищевой ценности вырабатываемой продукции, снижении потерь и затрат сырья.  

          Основной целью  курсового проекта является совершенствование линии по производству томатного сока высокого качества в условиях малого предприятия.

     В соответствии с поставленной целью выдвигаются следующие задачи:

• представить характеристику сырья и используемых на производстве источников энергии;
• ознакомиться с работой линии по производству томатного сока;
• представить технической описание линии по производству томатного сока, произвести выбор основного оборудования;
• провести расчёт материального баланса;
• привести нормы расхода и учета сырья.

      Внедрение данного проекта позволит обеспечить производство высококачественного томатного сока.  

1. Технологическая  часть

1. Характеристика готового продукта, его физико-химических

  свойств и методов  анализа

     Химический  состав и свойства томатного сока. По внешнему виду томатный сок должен иметь однородный с наличием взвешанных тонко измельченных частиц мякоти. Вкус сока зависит от соотношения сахаров и кислот. Общее количество сахаров (глюкозы и фруктозы) составляет 2,1…3,7%. В соке содержится 1,4…4,4 мг/100 г ликопина и 0,06…0,32 мг/100 г каротина. Оптимальная консистенция обеспечивается при содержании в соке 6…7% мякоти. Содержание витамина С в соке составляет 10,2…23,0 мг/100 г, причем в процессе хранения потери витамина могут достигать 50% . В состав минеральных веществ входят калий, кальций, натрий, магний, железо и др. В ароматических веществах томатов определено 36 компонентов: ацетальдегид, этанол, пропанол и др., в том числе ненасыщенные соединения, измененные содержания которых отрицательно влияют на вкус сока. Основные физико-химические показатели сока:

• массовая доля растворимых сухих веществ;
• массовая доля титруемых кислот;
• массовая доля титруемых кислот;
• массовая доля хлоридов;
• массовая доля мякоти.

     Пищевая и энергетическая ценность томатного  сока (в 100г): вода – 94,3г, белки – 1,0г, углеводы 2,9г, пищевые волокна – 0,7г, органические кислоты – 0,5мг, β-каротин  – 0,3мг, витамин С – 10мг, натрий – 3мг, калий – 240мг, магний – 12мг, кальций – 7мг, фосфор – 32мг, железо – 0,7мг, энергетическая ценность 18ккал.

     Согласно  ГОСТу Р 52183-2003 томатный сок в зависимости  от используемого сырья подразделяют на: прямого отжима, восстановленного. В соответствии с рецептурами томатный сок изготавливают без добавок; с добавками, т.е. с солью и/ или с сахаром и/или с пряностями. А также томатный сок изготавливают в соответствии с требованиями настоящего стандарта, по технологической инструкции и рецептурам с соблюдением санитарных правил. По органолептическим показателям томатный сок должен соответствовать характеристикам, указанным в таблице 1.

                                                                                                                       Таблица 1

     Характеристика  томатного сока

     По  общим физико-механическим показателям  томатный сок должен соответствовать  нормам, указанным в таблице 2.

                                                                                                                       Таблица 2

     Содержание  токсичных элементов, микотоксина  патулина, нитратов, хлорорганических пестицидов и радионуклеидов в томатном соке не должно превышать допустимые уровни. По микробиологическим показателям томатный сок должен отвечать требованиям промышленной стерильности для консервов группы Б .

     Также в изготовление томатного сока входит питьевая вода, соответствующая  ГОСТу Р 51232. О качестве воды можно судить по ее органолептическим свойствам (мы можем определить эти свойства с помощью наших органов чувств), химическому составу и характеру микрофлоры. Органолептически мы устанавливаем прозрачность воды, ее цвет, запах, вкус и температуру. Прозрачность определяется по способности воды пропускать свет. Вода считается достаточно прозрачной, если через 30-сантиметровый ее слой можно прочитать обычный шрифт. Запах и вкус подземных вод зависят от растворенных в них минеральных солей, газов. Рассмотрим методы определения органолептических свойств питьевой воды, указанных в таблице 3.

                                                                                                                        Таблица 3

1.2. Характеристики исходного сырья, применяемого для

изготовления продукции, его свойства и методы контроля

Метод определения жесткости  воды

    Сырьем  для производства томатного сока служат томаты.

     Томат – важнейшая овощная консервная культура. В ее плодах содержится значительное количество каротина, витамина С, сахаров и кислот; они обладают хорошим вкусом. В нашей стране на томатопродукты приходится до 25% выработки плодоовощных консервов. В томатном соусе вырабатывают многие виды рыбных консервов.

     Химический  состав и свойства томата. Плоды томата отличаются высокими питательными, вкусовыми и диетическими качествами. Калорийность спелых плодов (энергетическая ценность) — 19 ккал. Они содержат 4-8% сухого вещества, в котором главное место занимают сахара (1,5-6% от общей массы плодов, представленные в основном глюкозой и фруктозой), белки (0,6-1,1%), органические кислоты (0,5%), клетчатка (0,84%), пектиновые вещества (до 0,3%), крахмал (0,07-0,3%), минеральные вещества (0,6%).

     Обращает  на себя внимание высокое содержание каротиноидов (фитоен, неуроспорин, ликопин, неоликопин, проликопин, каротин (0,8-1,2 мг на 100 г сырой массы), ликоксантин, ликофилл), витаминов (В1, В2, В3, В5), фолиевой и аскорбиновой кислот (15-45 мг на 100 г сырой массы), органических (лимонная, яблочная, щавелевая, винная, янтарная, гликолевая), высокомолекулярных жирных (пальмитиновая, стеариновая, линолевая) и фенолкарбоновых (n-кумаровая, кофейная, феруловая) кислот. В плодах, кроме того, найдены антоцианы (гликозиды петунидина), стеарины (стигмаетерин, бета-ситостерин), тритерпеновые сапонины (альфа- и бета-амирины), абсцизиновая кислота. Имеющийся в томатах холин понижает содержание холестерина в крови, предупреждает жировое перерождение печени, повышает иммунные свойства организма, способствует образованию гемоглобина, в золе томатов содержатся соли (%): калия — 38,1, натрия — 17, фосфора — 9,4, магния — 8,6, кальция — 6,1, а также железо, сера, кремний, хлор, йод, ванадий, кобальт, цинк и др.

     Между тем, известно, что томаты имеют очень  богатый список полезных веществ, в  них содержатся глюкоза и фруктоза, йод, натрий, магний, марганец, цинк, железо. Он полон витаминов, таких как А, В, В2, В6, К, РР, Е. Эти вещества как воздух необходимы людям, они дают силу и помогают организму работать как часы. Не менее богаты томаты и кислотами, винной, лимонной и яблочной. Настоящая кладовая здоровья, а не помидоры. Полезные свойства их с таким составом неоспоримы.

     Томат – одна из основных овощных культур. В структуре посевных площадей, занятых  овощными культурами он занимает 24,6%, а  консервная промышленность производит до 10 наименований томатопродуктов. Кроме того, томат является компонентом многих рыбных и овощных консервов. Такое широкое распространение объясняется тем, что зрелые плоды томата обладают высокими вкусовыми и питательными качествами. Они богаты витаминами¹ В, С, РР и каротином² (провитамин А), содержат в легкоусвояемой форме ценные минеральные

соли  и органические кислоты, необходимые  организму человека для обмена веществ. Институтом питания установлена  норма потребления томатов в  среднем на душу населения в год 16,8 кг.[13,15]

     Плод  томатов – сочная ягода, имеющая  два или более семенных гнезда, называемых камерами. По форме поверхности  плода бывают гладкие, слаборебристые, среднеребристые и сильноребристые. У плодов с гладкой и слаборебристой поверхностью число камер 3-8, средне и сильноребристых 5-20. Число камер – сортовой признак, изменяющийся под влиянием условий выращивания. Один и тот же сорт, выращенный в различных условиях, может иметь мало- или многокамерные плоды.[14]

     По  размеру плоды могут быть от 5-10 до 500-800г. Плоды массой до 60 г считаются мелкими, от 60 до 100 г – средними, свыше 100г – крупными. Установлено, что чем крупнее плоды одного и того же сорта, тем меньше они пригодны для длительного хранения, дозаривания и транспортировки на большие расстояния. Длительное хранение лучше всех выдерживают плоды весом 60-70.

     Мелкоплодные  сорта со сливовидными, грушевидными и перцевидными

плодами (35-50г), а также малокамерные сорта  с округлыми плодами лучше

хранятся, чем сорта с многокамерными круглыми плодами.

     Витамин – органическое вещество, первоисточником  которого обычно служат растения, необходимое для нормальной жизнедеятельности организма.

     Каротин – в плодах и овощах витамина А нет – его заменяет каротин. Попадая в организм, каротин под влиянием ферментов превращается в активный витамин А, который необходим для нормального зрения, образования эпителия (ткани, которая покрывает полости в организме), нормальной работы дыхательной системы, кожи, опорно-двигательного аппарата и органов размножения.

Методы  определения жесткости воды

     Для определения жесткости воды могут быть использованы:

     а) визуально-колориметрический метод, пригодный для анализа воды с  очень малой жесткостью порядка  десятых долей микрограмм – эквивалента  в литре;

     б) объемный олеатный метод, применяемый относительно редко, обычно в тех случаях, когда трилонатный метод оказывается неэффективным.

     в) кислотно-основное титрование.

     Колориметрический метод

     Этот  метод основан на различной интенсивности  окраски хром темно – синего в зависимости от концентрации ионов Са2+ и Mg2+ в анализируемой воде и может быть использован для быстрого определения малых жесткостей воды (от 10 мкг – экв/л).

     Олеатный  метод

     Этот  метод основан на малой растворимости  олеатов кальция и магния. Поэтому добавление раствора олеата калия к анализируемой пробе воды и ее взбалтывание вызывает сначала осаждение всех содержащихся в воде ионов кальция  и магния в виде олеата, и лишь затем избыток олеата калия приводит к образованию устойчивой пены, что и служит признаком окончания титрования.

     Минимальное количество олеата, уже вызывающее при взбалтывании пробы воды появление  пены, зависит от концентрации в  ней ионов кальция и магния. Эта зависимость не имеет характера  прямой пропорциональности и является более сложной, что указывает на отсутствие простых стехиометрических соотношений при взаимодействии олеата калия с ионами щелочноземельных металлов.

     Отсутствие  стехиометрической закономерности не является, однако, препятствием для  использования олеатного метода в целях определения жесткости, так как при соблюдении точного оговоренных условий в отношении температуры титруемой жидкости, ее объема, величины рН, частоты и интенсивности взбалтывания, характера пены, скорости прибавления олеатного раствора и т.д. можно получать этим методом хорошо воспроизводимые результаты.

     Олеатный  метод определения жесткости  применим для анализа вод, жесткость  которых не превышает 0,5 мг–экв/л. Наименьшая жесткость, которая может быть достаточно надежно зафиксирована олеатным методом, составляет 2 мкг – экв/л. Таким образом, чувствительность этого метода практически такая же, как и трилонометрического.

     Метод кислотно-основного  титрования

     В основе кислотно-основного титрования в водных растворах лежат реакции  взаимодействия между кислотами и основаниями:

     Н⁺ + ОН^– = Н₂О

     С помощью этого метода прямым титрованием  можно определить концентрацию кислоты  или основания или содержание элементов, образующих кислоты или растворимые основания (например, фосфора – в виде фосфорной кислоты, мышьяка – в виде мышьяковой кислоты и т.п.)

     Обратным  титрованием или косвенными методами находят содержание некоторых солей (например, солей аммония, кальция  и др.). Применяя специальные приемы, титруют смеси кислот с их солями, смеси кислых и средних солей  и т.д.

1.3. Описание машинно-аппаратурной  схемы производства

томатного сока

Особенности производства и потребления готовой продукции.

      Для производства томатного сока используют томаты вполне здоровые, интенсивно окрашенные ( желательно ручного сбора). Отсортированные томаты измельчают, семена отделяют и промывают, сушат и используют как посевной материал.

      Дробленные  томаты протирают через сита с  целью удаления грубых включений: плодоножек, зеленых частей плодов и возможных примесей. Протертую массу нагревают с целью инактивирования окислительных и пектологических ферментов, а также уничтожения микроорганизмов и облегчения протирания. Необходимая температура нагревания 75±5ºС должна быть достигнута по возможности быстро, чтобы прекратить деятельность пектолитических ферментов.