Технологические системы как дисперсные системы

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ 2

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ 2

СОРТИРОВАНИЕ 2

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ 3

ПЕРЕМЕШИВАНИЕ 4

ПРЕССОВАНИЕ 4

ДОЗИРОВАНИЕ И ФОРМОВАНИЕ 4

ВЗБИВАНИЕ 5

СЕПАРИРОВАНИЕ 5

РОЗЛИВ 8

ИСТОЧНИК 9

ВВЕДЕНИЕ

Технология производства блюд и кулинарных изделий на предприятиях общественного питания  в последнее время претерпела значительные изменения, в силу, преимущественно, развития новых технологий производства. Тем ни менее, знание классических технологий переработки продуктов питания по-прежнему является основой и главным принципом действия, как технологического оборудования, так и специалиста, повара или кулинара.

Классическая технология включает две основные стадии —  первичную обработку сырья, задачей  которой является получение полуфабрикатов, и последующую тепловую обработку, которой подвергаются большинство  полуфабрикатов с целью доведения  пищевых продуктов до кулинарной готовности.

Технологические процессы обработки  пищевых продуктов принято подразделять на следующие группы: механическую, гидромеханическую, термическую, биохимическую  и химическую.

К механической относят процессы, основу которых составляет механическое воздействие на продукт: сортирование, измельчение, перемешивание, взбивание, прессование, дозирование и формование.

К гидромеханической относят процессы, основой которых является гидромеханическое воздействие на обрабатываемый продукт: промывание, замачивание, осаждение, фильтрование.

К термической относят процессы, движущей силой которых является разность температур взаимодействующих сред: нагревание, охлаждение (в естественных условиях и с применением искусственного холода), выпаривание, конденсация.

К биохимической относят процессы, связанные с гидролизом, окислением, гликолизом и брожением.

К химической относят процессы воздействия на продукт химических веществ, вызывающих определенные реакции (разрыхление, сульфитация).

Перечисленные процессы сопровождаются многообразными изменениями физических, химических и органолептических  свойств перерабатываемых продуктов.

МЕХАНИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

СОРТИРОВАНИЕ

Различают два вида разделения продукта: сортирование ни качеству в  зависимости от органолептических  свойств (цвет, состояние поверхности, консистенция) и разделение по величине на отдельные фракции (сортирование по крупиц, ми и форме).

В первом случае операцию производят путем органолептического осмотра  продуктов, во втором — путем просеивания.

Сортирование путем просеивания (мука, крупа) применяют для удаления посторонних примесей. При просеивании  через отверстия проходят частицы  продукта, размеры которых меньше отверстий сит (проход), а на сите в виде отходов остаются частицы с размерами, превышающими размеры отверстий сит (сход).

Для просеивания применяют: металлические сита со штампованными  отверстиями; проволочные из круглой  металлической проволоки, а также  сита из шелковых, капроновых пи гей  и других материалов.

Сита из шелка обладают высокой гигроскопичностью и  имеют сравнительно быструю изнашиваемость. Капроновые  мало чувствительны к изменению температуры, относительной влажности воздуха и просеиваемых продуктов; прочность капроновых нитей выше шелковых.

Сортирование продуктов  но величине (калибрование) применяют  в процессе первичной обработки  картофеля, корнеплодов в целях  уменьшения их отходов и увеличения производительности машин при механизированной очистке.

Современные крупные перерабатывающие комплексы используют новейшие достижения электрохимической промышленности, в том числе – оптические датчики, калибруемые на восприятие тех или  иных размеров частиц, или даже их цвета. Так, в крупных фабриках-кухнях устанавливают  поточные линии по сортировке картофеля, моркови,  фруктов, ягод, грибов. Специальная конвейерная система и пневматические лопасти отсеивают продукт согласно заданным параметрам, удаляя его с основного движущегося полотна ленточного конвейера.

ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ

Измельчением называют процесс  механического деления обрабатываемого  продукта на части с целью лучшего  его технологического использования. В зависимости от вида сырья и  его структурно-механических свойств  используют в основном два способа  измельчения: дробление и резание.

Дроблению подвергают продукты с незначительной влажностью (зерна, сухари, некоторые пряности), резанию  — продукты, обладающие высокой  влажностью (овощи, плоды, мясо, рыба и  др.).

Дробление с целью получения  крупного, среднего и мелкого измельчения  производят на размолочных машинах, тонкое и коллоидное — на специальных  кавитационных и коллоидных мельницах.

В процессе резания осуществляют разделение продукта па части определенной или произвольной формы (куски, пласты, кубики, брусочки и др.), а также  приготовление мелкоизмельченных  видов продуктов (фаршей и др.).

Измельчение овощей, корнеплодов, фруктов на части определенных размеров и формы производят с помощью  овощерезательных машин (или «овощерезок), рабочими органами которых являются ножи различных типов, разрезающие  продукт в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Для измельчения мяса, рыбы применяют мясорубки и куттеры.

Для измельчения твердых  продуктов, обладающих высокой механической прочностью (например, кости), применяют  ленточные и дисковые пилы.

Измельчают сырье и  превращают его в равномерную  по структуре массу с помощью  терочных рабочих органов. Этот способ применяют при производстве крахмала и соков. Для этой цели используют специальные терочные машины либо осуществляют этот процесс вручную с помощью обыкновенных и механизированных терок.

Для измельчения продуктов, доведенных до готовности, с целью  получения пюреобразной консистенции применяют протирочные машины, оказывающие  на продукт комбинированное воздействие: раздавливание его лопастями  и одновременное продавливание  через отверстия сита, кромки которых  дополнительно разрезают продукт.

В зависимости от вида продукта рекомендуются сита с отверстиями  ячеек диаметром от 1,5 до 3 мм.

ПЕРЕМЕШИВАНИЕ

Приготовление ряда кулинарных изделий (салатов, винегретов) требует  механического перемешивания разнородных  продуктов с целью получения  однородной массы. От продолжительности  перемешивания смесей зависят их консистенция и физические свойства.

Перемешивание способствует интенсификации тепловых биохимических  и химических процессов вследствие увеличения поверхностного взаимодействия между частицами смеси.

При подготовке пластичных масс, например, замесе теста различной  консистенции, производят смешивание ряда компонентов: воды, муки, дрожжей, сахара, жира и т. п. При дальнейшем перемешивании тесто приобретает  определенные физико-химические свойства, связанные с биохимическими процессами, происходящими вследствие взаимодействия компонентов.

Процессы перемешивания  используют также при производстве фаршей и котлетной массы из измельченного  сырья (мясо, рыба, овощи) после добавления к ним ряда компонентов.

Перемешивание осуществляют в планетарных миксерах, или специальных  смешивающих барабанах. Так в  барабанах смешивают мясо с маринадом  для получения готового полуфабриката  шашлыка. Некоторые производители  выпускают смесительные барабаны для  смешения и последующего дозирования  европейских и корейских салатов.

ПРЕССОВАНИЕ

Процессы прессования  продуктов применяют в основном для разделения их на две фракции: жидкую (соки) и плотную (жом).

В процессе прессования разрушается  клеточная структура продукта, в  результате чего из клеток выделяется сок. Последний используется для  приготовления киселей, желе, муссон, а также различных соусов. Выход  сока зависит от степени сжатия продукта в процессе прессования. Осуществляют прессование с помощью шнековых прессов непрерывного действия (экстракторы  различных конструкций).

ДОЗИРОВАНИЕ И ФОРМОВАНИЕ

Производство продукции  предприятий общественного питания  и ее отпуск осуществляются в соответствии с ГОСТами или ТУ или внутренними  технологическими каратами и сборниками рецептур, с  нормами закладки сырья и выхода готовой продукции (масса, объем). В связи с этим существенное значение имеют процессы деления продукта на порции (дозирование) и придания им определенной формы (формование). На предприятиях общественного питания процессы дозирования и формования осуществляются вручную или с помощью машин: котлетноформовочных, для приготовления пельменей и вареников, пончиков и др.

Сегодня также активно  применяются волюметрические дозаторы для дозирования пастообразных  продуктов, шнековые дозаторы для дозирования  жидких продуктов, установки по розливу  напитков и другие.

ВЗБИВАНИЕ

Механическое взбивание  некоторых продуктов (яичный белок, сливки и др.) приводит к получению  пены различной дисперсности. К ним  относятся, например, белковые кремы, взбитые  сливки, некоторые виды сладких блюд — муссы и др. Взбивание происходит в специальных миксерах или взбивальных  машинах.

СЕПАРИРОВАНИЕ

Сепарирование - это процесс  разделение продукта на фракции с  различной плотностью во вращающемся  сепарирующем устройстве - барабане. По технологическому назначению различают  сепараторы для выделения жировой  фракции и загрязнений, а также  для обезвоживания белковой фракции.

 Процесс сепарирования  представляет собой механическое  разделение молока на фракции  под действием центробежной силы. Сепарирование применяют для  разделения молока на сливки  и обезжиренное молоко, а также  для его очистки от механических и естественных (кровь, слизь и т. п.) примесей. Кроме этого при сепарировании из сыворотки выделяют белки, получают высокожирные сливки, отделяют микроорганизмы от молока (бактериоотделение) и др. Под действием центробежной силы молоко разделяется благодаря различию плотностей фракций: плотность дисперсной фазы (жира) меньше, чем дисперсионной среды (плазмы молока), или плотность дисперсионной среды (плазмы молока) меньше, чем дисперсной фазы (частиц механических и естественных примесей).

Сепарирование молока осуществляется в специальных машинах — сепараторах. Сепараторы, предназначенные для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, называют сепараторами-сливкоотделителями, а для очистки молока — сепарато — рами-молокоочистителями. Сепараторы-сливкоотделители с устройствами нормализации молока называются сепараторами — нормализаторами.

Механизм сепарирования  очень сложен. Его основная сущность заключается в том, что под действием центробежной силы из потока молока выделяется жировая фаза. Скорость выделения жировых шариков (м/с) из молока можно определить по формуле Стокса

У =(2со2Яг2) (рм-рж)/9ц,

Где ш — угловая скорость барабана сепаратора, рад/с; Л — средний  радиус рабочей части разделительной тарелки сепаратора, м; г—радиус жирового шарика, м; рм, рж —плотность соответственно молока и жира, кг/м3; ц—динамическая вязкость молока, Па с.

Действительную производительность сепаратора (м3/с) можно определить по формуле Г. И. Бремера с учетом технологического КПД сепаратора:

О = (3(о,11бсо^гЕа) (^ах — ) (рм —  рж) </2/и,

Где р — технологический  КПД сепаратора (0,5—0,7); 2— число  тарелок в барабане; а —угол  подъема образующей конуса тарелки, град; Лтах, /^¡„ — максимальный и  минимальный радиусы тарелки, м; ¿ — диаметр жирового шарика, м.

Технологический КПД сепаратора называют еще степенью или эффективностью сепарирования. Чем меньше жира остается в обезжиренном молоке, тем выше эффект сепарирования. Нормами определена допустимая массовая доля жира в обезжиренном молоке не более 0,05 %. При правильном сепарировании массовая доля жира в обезжиренном молоке может составлять до 0,03—0,01 %. Эффективность сепарирования определяют также следующим образом:

Р = (МиЖи — М0Ж0) 100 / (МмЖм),

Где Мм, Ма — масса молока и обезжиренного молока, кг; Жа —  массовая доля жира в молоке и обезжиренном молоке, %.

Скорость выделения жировой  фазы из молока зависит от конструктивных особенностей сепаратора (угловой скорости барабана, числа и размеров разделительных тарелок), размеров жировых шариков и степени их дисперсности, плотности разделяемых фракций и вязкости молока. Кроме этого на эффективность выделения жировой фазы из молока влияют его чистота, кислотность, особенности количественного и качественного состава молока коров различных пород и другие свойства.

Увеличение угловой скорости вращения барабана сепаратора очень  эффективно для повышения скорости выделения жировой фазы из молока. Однако требования прочности конструкции, надежности, безопасности, а также соображения износа, увеличения потерь на трение, конструктивные трудности ограничивают возрастание угловой скорости вращения барабана сепаратора. Все современные сепараторы работают на сверхкритической частоте вращения барабана — 100—150 с-1. Изменить частоту вращения барабана сепаратора можно только на заводе-изготовителе. Сепарирование молока на предприятиях начинают при поступлении молока в количестве, обеспечивающем непрерывную работу сепаратора в течение 20—30 мин, и достижении барабаном рабочей частоты вращения. Продолжительность разгона для сепараторов производительностью 1000—2000 л/ч составляет 3— 5 мин, а для сепараторов большей производительности — 6— 10 мин.

Массу сливок (кг), полученных при сепарировании, можно определить по формуле

Мся = Мм (Жм — Ж0) (100 — П)/{ 100 (Жся — Ж0)\,

Где Я— потери при сепарировании, %; Ж, м — массовая доля жира в сливках, %.

Эффективность сепарирования  зависит от содержания жира в молоке, размеров и дисперсности жировых  шариков. Чем крупнее шарики, тем быстрее они выделяются. Механическое и тепловое воздействия на молоко приводят к перераспределению в нем жировых шариков. Часть шариков агрегируется, образуя комочки, а крупные шарики дробятся на множество мелких. Поэтому необходимо сохранять исходные размеры жировых шариков и избегать больших механических воздействий на молоко до сепарирования при транспортировании его насосами, перемешивании, встряхивании, охлаждении, подогреве, пастеризации и т. п. Наименьшие потери жира с обезжиренным молоком наблюдаются при сепарировании парного молока, не подвергшегося механическому или тепловому воздействию.

Скорость выделения жировых  шариков обратно пропорциональна вязкости молока, зависящей от температуры. Рекомендуемая температура молока при сепарировании составляет 35— 45 °С и соответствует температуре подогрева молока в секции рекуперации пластинчатых пастеризационно-охладительных установок. Молоко с массовой долей жира 4 % и выше сепарируют с дополнительным подогревом и уменьшением подачи его в сепаратор.

Наряду с этим температурным  режимом применяют и более  жесткий — 60—90 "С. Высокотемпературное  сепарирование целесообразно для получения высокожирных сливок с массовой долей жира до 82 %, так как сепарируют сливки 30—40%-ной жирности. Кроме этого сепарирование при высокой температуре упрощает технологическую схему переработки молока. Получаемые сливки и обезжиренное молоко можно использовать для дальнейшей переработки без пастеризации. Однако при высокотемпературном сепарировании усиливается дробление жировых шариков, образуется большое количество молочной слизи, резко повышается вспенивание молока, сливок и обезжиренного молока. Как следствие этого, возрастают потери жира за счет увеличения массовой доли жира в обезжиренном молоке и в пахте при выработке сливочного масла методом сбивания сливок, а также потери сухих веществ при выработке белковых продуктов (творог и др.) за счет необратимой коагуляции белковых веществ, содержащихся в пене. Пена в молоке, обезжиренном молоке и сливках отрицательно сказывается на их дальнейшей тепловой обработке. Большой объем пены в продукте уменьшает его теплопроводность, что снижает эффективность работы теплового оборудования. Пена прогревается хуже, чем основная масса продукта. Разница в температуре прогрева пены и продукта может составлять до 10—15 °С и привести к тому, что во вспененном пастеризованном продукте сохранится больше микроорганизмов, в том числе патогенных форм. Вспененное обезжиренное молоко труднее охладить до температуры заквашивания. В связи с этим возникают дополнительные затруднения при выработке обезжиренного творога. Поэтому не рекомендуется сепарировать молоко при повышенных температурах.

На практике применяют  также сепарирование холодного  молока температурой 4—20 "С. При сепарировании холодного молока на обычных сепараторах их производительность снижается до 50 %. Сливки, полученные при холодном сепарировании молока, имеют большую вязкость, чем после обычного сепарирования. Максимальную вязкость имеют сливки, полученные из сырого холодного молока. При сепарировании холодного молока жировые шарики дробятся меньше. Для холодной очистки молока применяют сепараторы марки АХО. При холодной очистке исключается разбивание колоний бактерий и вследствие этого уменьшается бактериальная обсемененность, экономится энергия, сохраняются нативные свойства молока и поддерживается температура, неблагоприятная для развития микрофлоры.

Чистота и кислотность  молока существенно влияют на эффективность его обезжиривания. Сепарирование загрязненного молока с повышенной кислотностью приводит к быстрому заполнению шламом грязевого пространства барабана сепаратора, периферийной части тарелок и частично межтарелочного пространства. Нарушается движение молока между разделительными тарелками и ухудшается его обезжиривание. Длительное хранение молока приводит к нарастанию его кислотности, что также уменьшает эффективность обезжиривания. При сепарировании молока после хранения в течение суток массовая доля жира в обезжиренном молоке увеличивается на 15—20 %. Для избежания повышения кислотности молоко необходимо сразу сепарировать, а получаемые сливки и обезжиренное молоко надо перерабатывать или охлаждать в случае резервирования. Для сепарирования необходимо использовать очищенное молоко кислотностью не более 20 "Т.

РОЗЛИВ

Розлив вина, технологическая операция, предусматривающая налив готового вина в бутылки, в которых вино поступает в торговую сеть или на выдержку в коллекции. Процесс розлива вина в бутылки включает дополнительно следующие технологические операции: мойку бутылок, укупорку, бракераж, внешнее оформление и завертывание бутылок в бумагу. При производстве газированного вина его сатурация диоксидом углерода совмещена с операцией розлива. Розлив вина в унифицированную тару осуществляется на разливочных машинах различной конструкции и производительности. Различают розлив  вина в бутылки по объему и по уровню. Налив определенного объема вина в бутылку называется розливом по объему, а налив вина до определенной высоты бутылки — розливом по уровню. Последний вид розлива является желательным для марочных вин, окисление которых может нарушить приобретенные с годами выдержки качества. Снижение концентрации кислорода в вине при розливе с целью предохранения от окисления достигается продувкой вина до розлива инертными газами, продувкой и заполнением бутылок диоксидом углерода (или др. инертным газом) и удалением воздуха из надвинного пространства после наполнения бутылок инертным газом. 
Для обеспечения биологической стабильности отдельных типов вин (столовых, сухих, полусухих и полусладких) применяется бутылочная пастеризация, а также горячий розлив и холодный стерильный розлив.

ИСТОЧНИК

1. http://molokoportal.ru/separirovanie-moloka/  
2. Герасимов М. А. Технология вина. — 5-е изд. — Москва, 1984
3. Теория и практика виноделия: Перевод с французского — Москва, 2004. — Т. 4.

Технологический процесс производства простокваши  состоит из следующих операций: приемка  и подготовка сырья, пастеризация, гомогенизация, заквашивание молока, добавление ароматических веществ, джема или варенья, розлив, упаковывание и маркирование заквашенного молока, охлаждение и хранение готового продукта.