Влияние содержания влаги в мясе и времени термической обработки на выход мясной консервы

Содержание

 

Введение	3
1 Основная часть	4
1.1 Цели и задачи  эксперимента	4
1.2 Априорная информация	4
1.2.1 Требования к качеству  продукции	4
1.2.2 Технологические  особенности производства 1.2.3 Оборудование	7 13
1.3 Выбор параметра оптимизации	14
1.4 Выбор факторов эксперимента	14
1.5 Выбор математической модели эксперимента	15
1.6 Построение области  факторного пространства и области           эксперимента	15
1.7 Технология проведения эксперимента	19
1.8 Результаты эксперимента	19
2 Обработка результатов эксперимента	21
2.1 Определение ошибки  повторных опытов по критерию  Стьюдента 2.2 Оценка дисперсии среднего арифметического в каждой строке матрицы	21   22
2.3 Определение коэффициентов регрессии	24
2.4 Проверка значимости коэффициентов регрессии	25
2.5 Проверка адекватности модели	25
3 Интерпретация результатов эксперимента	29
Заключение	30
Список использованной литературы

 

 

 

 

 

Введение

        Тушёнка  была изобретена во Франции в XIX веке. Консервы из тушеного мяса имеют в России славную историю. В 1870 году в России был построен свой первый консервный завод. Знаменитая «американская тушенка», обеспечивавшая полноценное питание армии, внесла весомый вклад в победу во Второй мировой войне. Однако, по некоторым данным, «американскую тушенку» вполне можно было бы именовать «русской». Способ приготовления тушенки – кусочки мяса, сало, лавровый лист – американцы позаимствовали от российских технологов.

Мясные  консервы отличаются высокой пищевой  ценностью, длительным сроком хранения, удобством транспортирования.

В консервах  содержится (в %): воды — 50—70, белков — 10—30, жиров — 8-30, минеральных веществ  — до3,5.

Производство  тушёнки — это технологически сложный процесс, где для достижения высокого качества и хороших вкусовых показателей, нужно помимо соблюдения определённой ГОСТом рецептуры, тщательно контролировать весь процесс производства, от обвалки мяса, до герметизации банок. Все эти параметры указываются в ГОСТе № 5284-84, предусматривающем оптимальный баланс ингредиентов и гарантирующем вкус и качество продукта.

        Целью данной курсовой является исследовать влияние содержания влаги в мясе и времени термической обработки на выход мясной консервы. Для достижения данной цели нужно решить ряд задач:

1. Изучить литературу по теме курсовой работы;
2. Сформулировать цели и задачи эксперимента;
3. Определить факторы, влияющие на результат эксперимента;
4. Составить план эксперимента;
5. Обработать результаты эксперимента статистическими методами;
6. Сделать выводы по результатам эксперимента.

1 Основная  часть

1. Цели и задачи эксперимента

Повышение качества мясной продукции, увеличение объемов производства и расширение ассортимента выпускаемой продукции в условиях современной рыночной экономики являются основными задачами мясной промышленности. Мясоперерабатывающие предприятия несут огромные убытки при производстве некачественной  продукции. В связи с этим, актуальной проблемой мясной промышленности является улучшение качества и увеличение выхода продукции.

 Целью данного исследования является увеличение выхода мясной консервы.

Задачей эксперимента является выявление наиболее оптимального содержания влаги в мясе и длительности термической обработки так, чтобы мясные консервы удовлетворяли всем необходимым требованиям и соответствовали вкусовым характеристикам.

 

1.2 Априорная  информация

1.2.1Требования к качеству продукции      

Говяжья тушенка производится как в соответствии с ГОСТом 5284-84 «Консервы мясные «Говядина тушеная» Технические условия», так и по Техническим Условиям, разработанным предприятием-изготовителем.  
Тушенка из говядины, изготовленная по ГОСТу, производится высшего и первого сортов.

Тушенка говяжья ГОСТ высшего сорта.      

Тушенка из говядины, изготовленная  по ГОСТ 5284-84, в соответствии с этим нормативным документом, должна называться Говядина тушеная.

Сырьем  для производства тушеной говядины высшего сорта является:

жилованная  говядина 1 категории с содержанием  жировой ткани не более 6%;

жир-сырец говяжий;

репчатый лук , свежий или сушеный

поваренная соль

черный молотый перец

лавровый лист .

В соответствии с рецептурой массовая доля компонентов  в консервах высшего сорта  должна составлять 87% говядины и 10,5% жира-сырца.

Показатели  качества говядины тушеной высшего  сорта:

масса мясных кусочков должна быть не менее 30г;

при осторожном извлечении из банки кусочки не должны распадаться;

мясо не должно содержать  хрящей, сухожилий, грубой соединительной ткани;

цвет мясного сока в нагретом состоянии – от желтого  до светло-коричневого, допускается  незначительная мутноватость и наличие  взвешенных белковых веществ в виде хлопьев.

Массовая доля мяса и  жира в составе этих консервов должна составлять 56,5%.  
Тушеная говядина высшего сорта не должна содержать более 17% жира.  
Тушенка из говядины – высокопитательный продукт длительного срока хранения, незаменимый в экстремальных условиях. Эти мясные консервы являются хорошим подспорьем в домашнем хозяйстве для быстрого приготовления первых и вторых блюд в условиях дефицита времени.

Тушенка говяжья ГОСТ первого сорта

В соответствии с ГОСТ 5284-84 консервированное тушеное  мясо, произведенное по этому нормативному документу, должно называться Говядина тушеная. В разговорной речи эти одни из самых востребованных мясных консервов чаще всего называют говяжьей тушенкой.

В состав говяжьей тушенки первого сорта  входят следующие ингредиенты:

говядина II категории жилованная с содержанием  жировой ткани не более 6%;

жир-сырец говяжий;

свежий очищенный и  измельченный репчатый лук (допускается  также использование сушеного лука);

соль;

перец черный молотый ;

лист лавровый.

Физико-химические показатели консервов «Говядина  тушеная» первого сорта:

массовая  доля мяса и жира 54,0%

массовая доля жира 17%

массовая доля поваренной соли 1,0-1,5%

массовая доля белка 15%

посторонние примеси  не допускаются.

Мясо должно быть в  виде кусочков массой около 30г, без  грубой соединительной ткани и хрящей. При осторожном извлечении кусочков из банки допускается их частичное распадение.  
      Говяжья тушенка первого сорта имеет высокую питательную ценность. Эти консервы можно использовать для приготовления супов и вторых блюд. Благодаря длительному сроку хранения, они стали незаменимым продуктом для дачников и туристов.

Тушенка говяжья ТУ

Консервированная говядина тушеная, которую в быту называют говяжьей тушенкой, может изготавливаться как в соответствии с ГОСТами, так и по Техническим Условиям. Технические условия, или ТУ, разрабатываются предприятиями-изготовителями мясных консервов. Названия говяжьей тушенки, произведенной по техническим условиям, также выбираются производителем и могут отличаться от гостовских наименований этого вида мясной консервации . В состав тушенки из говядины, сделанной по ТУ, могут входить не только животные, но и растительные ингредиенты. О наличии растительного белка в консервах производитель обязан информировать потребителей на этикетке продукции.  
Данный вид продукции обычно входит в более низкую ценовую категорию, чем тушенка, произведенная по ГОСТу, благодаря менее высокой себестоимости. [8]

 

1.2.2 Технологические особенности производства

 

ПРИЕМКА СЫРЬЯ

РАЗДЕЛКА

ОБВАЛКА,ЖИЛОВКА

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ

ВНЕСЕНИЕ  СОЛИ,

СПЕЦИЙ  И ЖИРА

ПОРЦИОНИРОВАНИЕ

ЗАКАТКА

СТЕРИЛИЗАЦИЯ 

ОХЛАЖДЕНИЕ

СОРТИРОВКА

УПАКОВКА 

ХРАНЕНИЕ

[6, с 547]  
 

Приемка сырья

На консервный завод или в цех говядина поступает в виде полутуш, реже четвертин. Приемку мяса осуществляют в соответствии с требованиями ГОСТа: определяют массу, степень кислотности, качество туалета, упитанность. Мясо в тушах, в полутушах и четвертинах размораживают на подвесных путях в специальных камерах, предназначенных для размораживания, а в отдельных случаях- и последующего краткосрочного хранения. Размораживание мяса осуществляют при температуре воздуха 20 -+20С, относительной влажности воздуха не менее 90%, скорости движения воздуха и бедер полутуш от 0,2 до 1,0 м/с. Размораживание мяса считается законченным, когда температура в толще мышц бедра и лопатки у костей достигнет 10С.Продолжительность размораживания при скорости движения воздуха от 0,2 до 0,5 м/с составляет для: - полутуш говядины массой до 110 кг- не более 30час. Продолжительность размораживания мяса при скорости движения воздуха свыше 0,5 до 1,0 м/с составляет для: - полутуш говядины массой до 110 кг - не более 24 час. При загрузке от 10 до 30% емкости камеры размораживания полутушами или тушами большей массой, указанной выше, продолжительности размораживания увеличивается на 10 %, при условии полной загрузки камеры размораживания. После окончания размораживания мясо обмывают водопроводной водой с температурой: для полутуши четвертин говядины- не выше 250С; Размороженное мясо допускается выдерживать перед разделкой на подвесных путях накопительных камер при температуре 4-+10С и относительной влажности воздуха не менее 85% в течении не более 8 часов. При соблюдении указанных параметров и сроков размораживания и последующей выдержки масса мяса не уменьшается.

 

 

Разделка, обвалка, жиловка

Разделку, обвалку и жиловку говядины производят в соответствии с «Технологической инструкцией по обвалке и жиловке мяса». Поступающее на разделку, обвалку и жиловку мясо должно иметь температуру в толще мышц на глубине не менее 6 см от поверхности:

-охлажденная  и размороженное от 10С до 40С;

-парное -не ниже 350С;

-остывшее- не выше 120С.

Разделку производят ножом или секачом  на подвесном или на специальном  разделочном столе. Разрубка полутуш  топором запрещена, так как при  этом образуются мелкие косточки, которые  могут попасть в готовые консервы. Говяжьи полутуши разделывают на семь частей: лопаточную, шейную, грудинку, спинно-реберную, поясничную, тазобедренную и крестовую. Обвалку обычно осуществляют вручную с помощью специальных ножей. Для консервного производства мясо отделяют от костей в один прием большими кусками. При обвалке определяют и собирают подкожный и почечный жир-сырец, большой и малый сальник при условии содержания в последнем не менее 85% жира. Обваленное мясо поступает на жиловку. При жиловке мясного сырья межмышечный жир не удаляют. Если количество жира на жилованной говядине, предназначенных для выработки натуральных консервов, менее10-15%, то его добавляют в виде жира-сырца или топленого при перемешивании мяса либо при фасовке. При полной обвалке говяжьих туш II категории упитанности мясо в основном идет на изготовление «Говядины тушеной » I сорт.

 

Измельчение

Измельчение - это операция, которой подвергают почти все виды мясного сырья, используемого в консервном производстве. Измельчение разной степени осуществляют разными способами в зависимости  от вида вырабатываемых консервов.

Внесение  соли, специй и жира

При производстве натуральных консервов жилованное мясо нарезают на куски массой от 30 до 120 граммов для их закладки в  банку вместе с солью, специями или  заливками. Жир-сырец измельчают на волчке с диаметром отверстий  решетки 4-6 мм. Мякотное (бескостное) сырье нарезают вручную или на специальной мясорезательной машине.

 

Порционирование

В зависимости  от вида сырья и степени механизации  производственного процесса порционирование  и фасование проводят вручную  или механизированным способом. При ручном порционировании взвешивают содержимое каждой банки. Соль, специи и основное сырье закладывают в определенной последовательности: вначале укладывают вручную лавровый лист, а соль и специи автоматическим дозатором, затем жир и после этого мясо. Для нормального дозирования соль должна быть достаточно сухой. Для наполнения банок мясом, нарезанным на куски, широко используют автоматические дозаторы АДМ-4. Особое внимание следует обратить на подготовку тары, поступающей на порционирование. Металлические банки проверяют на герметичность, моют горячей(800С) водой или обрабатывают внутреннюю поверхность острым паром 10-15 сек.

 

Закатка 

Наполненные банки от автоматов-дозаторов по конвейеру подают через участок  контрольного взвешивания на закатку. Основная задача контрольного взвешивания- не допустить дальнейшего производства легковесных и тяжеловесных банок.

На закаточных машинах перед подачей крышки на прифальцовку её маркируют-наносят специальные знаки, выдавливая металл, либо нанося типографическую печать. Сущность процесса закатки состоит в герметическом присоединении крышки к корпусу банки путем образования двойного закаточного шва. На корпус надевается донышко, и в собранном виде эта пара плотно зажимается между верхним и нижним патронами и начинает вращаться. Расположенный сбоку закаточный ролик прижимается к вращающемуся донышку и обкатывает его. Сложность формы шва и особенности силового воздействия обусловливают выполнение закатывания в две последовательные операции: подгиб поля крышки и её завитка под фланец корпуса; окончательное сжатие шва, полная герметизация межслойных зазоров пастой. Для образования правильного и герметичного двойного закаточного шва на машинах любой конструкции необходимо, чтобы ролики первой операции сделали 5-7, а ролики второй операции 3-5 оборотов по шву. После закатки банок в технологической линии по производству консервов предусмотрена проверка герметичности заполненных и укупоренных банок.

 

Стерилизация 

Цель  стерилизации- уничтожение тех форм микроорганизмов, которые могут  развиваться при обычных условиях хранения и вызывать при этом порчу  консервов либо образовывать опасные  для здоровья человека продукты своей  жизнедеятельности (токсины). Банки загружают в автоклав, прогревают аппарат и банки до температуры стерилизации, проводят стерилизацию в течении периода отмирания микроорганизмов, затем после снижения температуры автоклава выгружают банки, после чего цикл повторяется. Корзины, наполненные банками, загружают в автоклав, пускают пар для вытеснения основной массы воздуха. Затем автоклав закрывают, одновременно открывая продувной кран на крышке автоклава, и открывают вентиль для спуска конденсата. После спуска давления автоклав открывают, корзины с банками выгружают, и цикл работы повторяется. В самом автоклаве банки не охлаждаются.

 

 

Сортировка 

После стерилизации консервы поступают на так называемую «горячую» сортировку, охлаждение и упаковывание. При этом визуально отделяют банки, имеющие  дефекты. В процессе «горячей» сортировки в основном удаляют консервы, имеющие  физический брак, вызванный механическим повреждением тары, переполненным содержимым, разгерметизацией банки, дефектами  в работе закаточных машин. Охлаждение отсортированных банок осуществляют в специальных помещениях, предназначенных  одновременно для хранения консервов. Быстрое охлаждение исключает развитие термофильных бактерий и способствует улучшению вкусовых достоинств продукта. [7, с 44, 108, 140]

 

Упаковка

Для упаковывания продукции применяют потребительскую (металлические, стеклянные банки) и  транспортную тару (ящики, термоусадочную пленку,  пакеты на плоских  поддонах). Массу нетто консервов определяют по ГОСТ 8756.1. Допускаемые отклонения массы нетто для отдельных банок от указанной на этикетке не должны быть более: от минус 4 до 8,5% - для банок массой нетто 350 г включительно; ±3% - для банок массой нетто свыше 350 до 1000 г; ±2% -для банок массой нетто свыше 1000 г.

 

Транспортная  маркировка

Транспортная  маркировка должна соответствовать  требованиям ГОСТ 14192.

На ящик должны быть нанесены манипуляционные  знаки: «Верх, не кантовать», «Боится  нагрева», «Боится сырости». На таре с продукцией в алюминиевых банках дополнительно наносят знак: «Не бросать», на таре с продукцией в стеклянных банках -  «Осторожно, хрупкое». Для отдельных видов консервов предупредительные надписи наносят в соответствии с требованиями в НТД на продукцию. [5]

В пакетированном виде транспортируют по ГОСТ 21929 и другой нормативно-технической документации на способы и средства пакетирования. Средства скрепления в транспортные пакеты по ГОСТ 21650 с основными параметрами и размерами по ГОСТ 24597. При транспортировании в адрес одного получателя двух и более грузовых мест производится их укрупнение в транспортные пакеты по ГОСТ 26663. При транспортировании консервной продукции в труднодоступные районы, районы Крайнего Севера тара и упаковка продукции должны соответствовать требованиям ГОСТ 15846

При транспортировании  консервной продукции водным транспортом  ящики из гофрированного картона  должны быть упакованы в контейнеры.  [3, с383-389 ]

 

Хранение  консервов

Стойкость консервов при хранении зависит  от положения банок и температуры  хранения. Мясные консервы хранят в охлаждаемых и неохлаждаемых складах. Ящики с консервами укладывают в штабеля, нижний слой ящиков устанавливают на деревянных рейках или поддонах. Хранят консервы при температуре от 0 до 15°С и относительной влажности воздуха не выше 75%. При более высокой температуре хранения и относительной влажности воздуха возрастает скорость коррозии и разрушения консервной тары, ухудшается качество продукта. Для предохранения банок от коррозии снаружи их лакируют или смазывают техническим вазелином. Чтобы банки не отпотевали, перепад между температурой консервов и температурой окружающей среды не должен превышать 3°С. За 2-3 суток перед выпуском консервов из холодильника в теплое время года их необходимо помещать в камеры с температурой 10-15°С и с усиленной циркуляцией воздуха, чтобы предупредить увлажнение и коррозию жестяных банок. В магазинах консервы необходимо хранить в сухих, хорошо вентилируемых помещениях или камерах с температурой 0-20°С и относительной влажностью воздуха не выше 75% не более 30 суток.

 

1.2.3 Оборудование

Линия начинается с комплекса оборудования для подготовки мясного сырья, состоящего из камеры размораживания, установки  по обвалке мяса и емкости для  сбора жилованного мяса.

Следующим идет комплекс оборудования для измельчения  мясного сырья, состоящий из мясорезательной  машины и волчка.

Основным  является комплекс оборудования для  перемешивания и посола мясного  сырья, состоящий из мешалки, куттера  и установки для перемешивания  рассола.

Одним из важнейших является комплекс оборудования для фасования и укупоривания банок, включающий в себя дозаторы, фасовочную машину, весовое устройство и закаточную машину.

Далее следует комплекс оборудования для  стерилизации консервов, состоящий  из укладчика и стерилизатора.

Завершающим является комплекс финишного оборудования линии, включающий сортировочный стол, этикетировочную машину, машину для  смазки банок вазелином и упаковочный  стол. 

[4, с 10-11]

1.3 Выбор параметра оптимизации

Параметр оптимизации  – признак, по которому экспериментатор  хочет оптимизировать процесс. Он должен быть:  количественным, т.е. задаваться числом, должен выражаться одним числом, должен быть эффективным, с точки  зрения достижения целей, универсальным, статистически эффективным, простым, легко вычисляемым, существующим для всех различных состояний.[1]

В данной курсовой работе в качестве параметра оптимизации был выбран выход тушенки.

 

1.4 Выбор факторов эксперимента

Фактором оптимизации  называется измеряемая переменная величина, принимающая в определенный момент времени определенное значение. Факторы соответствуют способам воздействия на объект исследования.[1]

  В эксперименте  мы будем выявлять взаимосвязь  между  содержанием влаги в мясе и временем термической обработки. Я считаю, что именно эти факторы могут в большей мере повлиять на выход тушенки.

 

1.5 Выбор математической модели эксперимента

Выбрать математическую модель эксперимента – это значит:

− определить вид функции  отклика;

− установить математическое уравнение, которое описывало бы влияние выбранных факторов на результат эксперимента, даже если механизм воздействия факторов не установлен.

В данной курсовой работе рекомендуется использовать полином  первой степени типа:

;

где и - значения факторов;

- фиктивный коэффициент регрессии;

- коэффициент регрессии фактора  ;

- коэффициент регрессии фактора ;

- коэффициент регрессии взаимодействия  факторов  и .

В результате эксперимента устанавливаются численные значения коэффициентов полинома. Если все  коэффициенты значимы и математическая модель адекватна, то полученное уравнение используется для расчетов значений факторов эксперимента, при которых результат эксперимента удовлетворяет требованиям и задачам эксперимента.[5]

1.6 Построение  области факторного пространства и области эксперимента

 

Область факторного пространства строится на основе анализа априорной  информации по истинным значениям факторов, влияющих на параметр оптимизации.

у – выход тушенки;

        - время термической обработки, мин.

         - содержание влаги; %;

=max 115	= max 77
Min 75	min 67
= 95	= 72

 

Построим область факторного пространства и область эксперимента.

 

Нулевая точка имеет  координаты  =(72; 95).

 

Найдем координаты точек:

точка 1 (69,5 ; 85)	точка 3 (69,5 ; 105)
точка 2 (74,5 ; 85)	точка 4 (74,5 ; 105 ).

 

Интервал варьирования факторов эксперимента:

I = 10

I = 2,5

 

 

Истинные значения факторов в точке эксперимента кодируем по следующей формуле:

,

где максимальное или минимальное значение фактора;

       - наилучшее значение фактора («нулевая точка»);

        I – интервал варьирования факторов.

 

                                    

,

 

 

Составляем матрицу  эксперимента, в которой указаны  кодированные и истинные значения факторов:

Таблица 1 – Матрица  кодированных и истинных значений  эксперимента

№ опыта
1	69,5	_	85	˗	+	+
2	74,5	+	85	˗	+	_
3	69,5	ˍ	105	+	+	_
4	74,5	+	105	+	+	+

 

Проверка матрицы эксперимента

• Симметричность.

Алгебраическая сумма  элементов вектор-столбцов каждого  фактора равна 0:

Условие выполняется.

 

• Условие нормировки.

Сумма квадратов элементов  каждого столбца равна числу  опытов:

Условие выполняется.

 

• Ортогональность – сумма почленных произведений любых двух вектор-столбцов матрицы равна нулю.

Условие выполняется

 

     – Рототабельность  - точки в матрице планирования  подбираются так, что точность  предсказания значений параметра  оптимизации одинакова на равных  расстояниях от центра эксперимента  и не зависит от направления.

Данное условие выполняется.

 

1.7 Технология  проведения эксперимента

В данном исследовании мы будем проводить 4 эксперимента по взаимосвязи  выбранных факторов. Проводя эксперимент  №1,  мы выбираем значение содержания влаги 67% и значение длительности термической обработки 75 минут; в эксперименте №2 – значение содержания влаги 77% и времени термической обработки 75 минут; в эксперименте №3 – 67% и 115 минут; и в последнем 4-м эксперименте – 77% при длительности 115 минут. Затем с помощью математических расчетов  выявим, какой из проведенных экспериментов является наиболее оптимальным. [6]