- •Глава 4. Закономерности функционирования технологических процессов ... 42
- •Глава 5. Закономерности формирования, функционирования и развития технологических и технических систем производства 67
- •Глава 9. Основы технологии химической и нефтехимической промыш ленности 231
- •Глава 10. Основы технологии строительного производства и изготовления строительных материалов и изделий ... 271
- •Глава 11. Основы технологии пищевой
- •Предисловие
- •Раздел I. Теоретические основы производственных технологий
- •Глава 1. Введение в технологию
- •1.1. Место технологии в современном обществе и производстве
- •1.2. Понятие и цель изучения технологии
- •Контрольные вопросы
- •Глава 2. Закономерности формирования технологических процессов
- •2.1. Понятие технологического процесса
- •2.2. Структура и организация технологических процессов
- •2.3. Затраты труда в ходе осуществления технологического процесса. Понятие идеальной технологии
- •2.4. Параметры (показатели) техпологического процесса
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Закономерности развития технологических процессов
- •3.1. Технологическое развитие как ключевое звепо совершенствования промышленного производства и развития общества
- •3.2. Динамика трудозатрат при развитии техпологических процессов
- •3.3. Рационалистическое развитие технологических процессов
- •3.4. Эволюционное развитие технологических процессов
- •3.5. Революционное развитие технологических процессов
- •Контрольные вопросы
- •Глава 4. Закономерности функционирования технологических процессов
- •4.1. Общие принципы классификации технологических процессов
- •4.2. Физические процессы, используемые в технологии 4.2.1. Механические процессы
- •4.2.2. Гидромеханические процессы
- •4.2.3. Тепловые процессы
- •4.2.4. Массообменные процессы
- •4.3. Химические процессы в технологии
- •4.4. Биологические процессы в технологии
- •Контрольные вопросы
- •Глава 5. Закономерности формирования,
- •5.2. Классификация технологических систем
- •И функционирования
- •5.3. Закономерности развития и оптимизации технологических систем
- •5.4. Понятие технических систем, законы строения и развития технических систем
- •5.5. Методы и модели оценки научно-технологического развития производства
- •Раздел II. Практические основы производственных технологий
- •Глава 6. Общие сведения о технологической структуре хозяйственного комплекса республики беларусь
- •Глава 7. Основы технологии машиностроительного производства
- •7.1. Общие сведения о машиностроении
- •7.2. Важнейшие технологические процессы заготовительного производства в машиностроении
- •7.3. Важнейшие технологические процессы обрабатывающего производства в машиностроении
- •7.4. Важнейшие технологические процессы сборочного производства в машиностроении
- •Контрольные вопросы
- •Глава 8. Основы технологии легкой промышленности
- •8.1. Общие сведения о легкой промышленности
- •8.2. Общие сведения о текстильных материалах
- •8.3. Основы производства текстильных волокон и нитей
- •8.3.1. Основы производства и характеристика натуральных текстильных волокон
- •8.3.2. Основы производства и характеристика химических текстильных волокон и нитей
- •8.3.3. Классификация, виды и строение текстильных нитей
- •8.3.4. Основные этапы производства пряжи
- •8.4. Основы производства ткани
- •8.4.1. Основы ткачества
- •8.4.2. Отделка тканей
- •8.5. Основы трикотажного производства 8.5.1. Понятие о трикотаже
- •8.5.2. Общие сведения о трикотажных машинах
- •8.5.3. Производство бельевых трикотажных изделий
- •8.5.4. Производство верхних трикотажных изделий
- •8.5.5. Производство чулочно-носочных изделий
- •8.6. Основы производства неткапых текстильных материалов
- •8.6.1. Техпологический процесс производства петканых текстильных материалов
- •8.6.2. Характеристика ассортимента нетканых текстильпых материалов
- •8.7. Основы производства швейных изделий
- •8.7.1. Материалы для изготовления одежды
- •8.7.2. Технологический процесс изготовления швейных изделий
- •8.8. Основы производства пушно-меховых изделий
- •8.8.2. Технология скорняжно-пошивочного производства меховых изделий
- •8.9. Основы производства обуви 8.9.1. Общее понятие об обувных товарах
- •8.9.2. Материалы, используемые при изготовлении обуви
- •Контрольные вопросы
- •Глава 9. Основы технологии химической и нефтехимической промышленности
- •9.1. Общие сведения о химической и нефтехимической промышленности
- •9.2. Основы технологии минеральных удобрений
- •9.2.1. Основы технологии азотных удобрений
- •9.2.2. Основы технологии фосфорных удобрений
- •9.2.3. Основы технологии калийных удобрений
- •9.3. Основы технологии переработки топлива
- •9.3.1. Основы технологии прямой перегонки нефти
- •9.3.2. Основы технологии крекинга нефтепродуктов
- •9.4. Основы технологии производства и переработки полимерных материалов
- •9.4.2. Основные методы производства синтетических полимеров
- •9.4.3. Основы технологии производства изделий из пластмасс
- •Контрольные вопросы
- •Глава 10. Основы технологии строительного производства и изготовления строительных материалов и изделий
- •10.1. Общие сведения о капитальном строительстве и производстве строительных материалов и изделий
- •10.2. Важнейшие технологические процессы капитального строительства
- •10.3. Основы технологии важнейших строительных материалов
- •10.3.1. Классификация и свойства строительных материалов
- •10.3.2. Основы технологии керамики
- •10.3.3. Осповы технологии стекла
- •10.3.4. Основы технологии бетона и железобетона
- •10.3.5. Основы технологии производства древесных строительных материалов
- •Контрольные вопросы
- •Глава 11. Основы технологии пищевой промышленности
- •11.2. Важнейшие технологические процессы пищевой промышленности
- •11.3. Технологические основы важнейших пищевых производств
- •11.3.1. Основы технологии мукомольного производства
- •11.3.2. Основы технологии свеклосахарпого производства
- •11.3.3. Основы технологии кисломолочных продуктов
- •11.3.4. Основы технологии этанола
- •Контрольные вопросы
- •Раздел III. Научные основы производственных технологий
- •Глава 12. Технологический прогресс — основа развития производственной деятельности и общества
- •Контрольные вопросы
- •Глава 13. Экологические проблемы технологического прогресса
- •Контрольные вопросы
- •Глава 14. Прогрессивные технологии автоматизации и информатизации производства
- •14.1. Основы гибкой автоматизированной технологии
- •14.2. Основы робототехники и роботизации промышленного производства
- •14.3. Основы роторной технологии обработки изделий
- •14.4. Программное управление и его системы в промышленном производстве
- •14.5. Основы информационной технологии в управленческой и проектно-конструкторской деятельности
- •Контрольные вопросы
- •Глава 15. Прогрессивные технологии производства и обработки новых конструкционных материалов и изделий
- •15.1. Основы технологии производства композициопных
- •Материалов
- •15.2. Основы технологии порошковой металлургии
- •15.3. Электрические методы обработки изделий
- •15.4. Основы лазерной технологии
- •15.5. Основы ультразвуковой технологии
- •15.6. Основы мембранной технологии
- •15.7. Основы радиациопно-химическои технологии
- •15.8. Основы плазменной и элиоппой технологии
- •15.9. Основы современной биотехпологии
- •Контрольные вопросы
- •Литература
11.2. Важнейшие технологические процессы пищевой промышленности
По характеру и типу сырья, используемого в процессе производства продукции пищевой промышленности, различают три группы производств:
• производства, перерабатывающие сырье растительного происхождения (например, мукомольная и крупяная промыш ленность);
317
производства, перерабатывающие сырье животного происхождения (например, мясная и молочная промышленность);
производства, перерабатывающие несельскохозяйственное сырье (например, соляная промышленность, производство минеральных вод).
По степени связи с сельским хозяйством производства пищевой промышленности подразделяют на две группы:
производства, непосредственно перерабатывающие продукцию сельского хозяйства (например, сахарная промышленность);
производства, использующие сельскохозяйственное сырье, прошедшее первичную обработку (например, хлебопекарная промышленность).
В силу разнообразия используемого сырья и выпускаемой продукции в пищевой промышленности используются все известные типовые процессы (см. подробнее главу 4): механические (например, в производстве муки и круп), гидромеханические (например, в производстве соусов и майонеза), тепловые (например, при термической обработке продукции или ее замораживании); массообменные (например, при сушке фруктов или производстве газированных напитков), химические (например, в производстве сахара или при синтезе этанола), микробиологические (например, в производстве кисломолочных продуктов).
Вместе с тем в пищевой промышленности используются также специфические процессы, характерные только для нее. Это в первую очередь процессы термической обработки и консервирования.
Термическая обработка в пищевой промышленности — методы снижения активности микроорганизмов под воздействием высоких температур и (или) придания исходным продуктам новых пищевкусовых свойств.
Важнейшими технологическими процессами термической обработки являются:
стерилизация (от лат. sterilis — бесплодный) — полное освобождение пищевых продуктов от микроорганизмов. Осуществляется действием высоких температур (свыше 100 °С), химических антисептических веществ, ионизирующих излучений (радиациошго-лучевая стерилизация) ультразвука и другими способами;
пастеризация — способ уничтожения микробов в жидкостях и пищевых продуктах однократным нагреванием до температуры ниже 100 ° С (обычно 60—70 ° С) с различной выдержкой (чаще 15—30 мин). Пастеризация была предложена Л. Пастером. Применяется для консервирования молока, вина, пива и др.;
318
тиндализация (предложена Дж. Тиндалем) — способ уничтожения микробов и их спор в определенном объекте дробной обработкой паром (обычно при температуре 100 ° С). В периоды между нагреваниями объекты выдерживают в условиях, способствующих прорастанию спор. Применяется в основном для стерилизации жидкостей и пищевых продуктов, теряющих свои потребительские свойства при температуре выше 100 °С;
автоклавная обработка (от гр. automates — самодействующий + лат. clavis — ключ) — обработка продукции в герметичном аппарате (автоклаве) при нагреве и повышенном давлении, что увеличивает скорость процессов обработки;
термостатирование (от гр. therme — тепло + statos — стоящий) — выдержка продукции в термостате — приборе, предназначенном для поддержания постоянства температуры. В интервале температур от —60 до 500 °С применяют жидкостные термостаты (теплоизолированные сосуды с жидкостью, в которой находятся нагреватель и терморегулятор), от 300 до 1200 °С — электрические печи;
бланширование (от фр. blanchir — белить, обдавать кипятком) — обработка продукции (главным образом — плодов и овощей) горячей водой, паром для предохранения от потемнения, облегчения последующей обработки, улучшения пищевкусовых свойств. Бланширование применяют при варке варенья, приготовлении изюма, вялении винограда, в производстве соков и вин. Продолжительность бланширования и температура, при которой его проводят, неодинаковы для различных объектов;
пассерование — кратковременная тепловая обработка продукции (главным образом — овощей) в предварительно разогретом растительном масле или животном жире. Пассерование упрощает последующую обработку продукции, улучшает ее пищевкусовые свойства;
варка — приготовление пищевой продукции в воде или другой жидкости доведением до определенной готовности кипячением или при температурах, близких к температурам кипения жидкости. Варка улучшает главным образом пищевкусовые свойства продукции;
обжаривание — длительная обработка продукта в растительном масле или животном жире при температуре 120—160 ° С. Обжаривание в основном улучшает пищевкусовые свойства продукции.
Консервирование пищевых продуктов (от лат. conserve — сохраняю) — уничтожение или создание неблагоприятных условий для активности микроорганизмов, вызывающих порчу продуктов при их длительном хранении.
319
Консервная промышленность нашей страны перерабатывает в консервы продукты как растительного (плоды, ягоды, овощи), так и животного (молоко, мясо, рыба) происхождения.
В зависимости от способов воздействия на сырье и происходящих в нем явлений процессы консервирования разделяют на следующие группы:
биохимические — квашение, соление, мочение, производство плодово-ягодных и виноградных вин и др.;
химические — консервирование веществами антисептического действия и маринование;
физические — стерилизация, пастеризация, сушка, замораживание и др.
Приведем краткие характеристики важнейших процессов консервирования.
Квашение — консервирование некоторых овощей и плодов в результате накопления в них молочной кислоты и других побочных продуктов брожения. Так консервируют капусту, огурцы, томаты, а также в меньших объемах — арбузы, груши, корнеплоды (морковь, свеклу) и ягоды (бруснику). Создание анаэробных условий в продукте препятствует развитию в нем большей части бактериальной флоры, особенно гнилостной, для существования которой необходим кислород. Это достигается выдерживанием продукта, подготовленного к брожению, под гнетом в собственном соку или в приготовленных растворах с добавлением соли, а иногда и сахара. Слой жидкости (сока, рассола и т.д.) изолирует всю массу продукта от кислорода атмосферы.
Мочение — по сути, разновидность квашения. Этот термин чаще всего используют применительно к обработке яблок.
Маринование — консервирование овощей, плодов, грибов и других продуктов уксусной кислотой. Продукты, приготовленные этим способом, подразделяют в зависимости от режима дополнительной термической обработки и массовой доли уксусной кислоты (в %) на: слабокислые пастеризованные — 0,4— 0,6; кислые пастеризованные — 0,61—0,9; острые непастеризованные — более 0,9 (чаще 1,2—1,9). Массовая доля сахара в готовых овощных маринадах достигает 1—3,4 % в плодово-ягодных, 10 — в слабокислых и 15 % — в кислых. Маринование, как и квашение, создает анаэробные условия, препятствующие развитию гнилостных бактерий.
Наиболее распространены слабокислые пастеризованные маринады, к которым относятся консервированные огурцы и томаты. Маринуют также патиссоны, цветную капусту, фасоль (стручками), свеклу, чеснок, лук, перец, баклажаны. Из плодов и ягод для приготовления маринадов используют яблоки мел-
320
коплодных сортов, груши осенних и зимних сортов, темноокра-шенные плоды вишни, черешни, сливы, кизила, виноград столовых сортов, смородину (черную, белую, красную), мелкоплодный крыжовник.
Сушка — удаление влаги из пищевых продуктов при их подготовке к переработке, использованию или хранению. В пищевой промышленности используют главным образом воздушно-солнечную и искусственную сушку.
Продолжительность воздушно-солнечной сушки в зависимости от вида сырья, способа подготовки, интенсивности солнечной радиации и температуры воздуха составляет 8—15 суток. По завершении ее продукты очищают от примесей, а при необходимости (например, в случае запыления) промывают, досушивают, сортируют и упаковывают. Ассортимент сушеных продуктов велик в пределах даже одного вида сырья.
Традиционная искусственная сушка по своей сути является конвективной, с использованием в качестве теплоносителя воздуха, нагретого с помощью калориферов. Рабочая часть большинства сушилок состоит из камеры, в которой продукт размещают на стеллажах с сетчатой поверхностью.
В последнее время в пищевой промышленности все шире используется сублимационная сушка. Это сушка возгонкой влаги из замороженного продукта, минуя жидкое состояние. При таком способе сохраняются исходные свойства сырых продуктов: анатомическое строение, химический состав, витаминная ценность и кулинарные достоинства. Сушеные продукты хорошо набухают, быстро и полностью восстанавливаются благодаря пористости и гигроскопичности (например, можно получить продукт с выраженным ароматом свежих плодов). Продукты сублимационной сушки в герметической упаковке длительное время можно хранить при обычной температуре.
Замораживание. Перед замораживанием подготовленные с учетом специфики сырья продукты подвергают также другим воздействиям. Для сохранения натурального цвета и вкуса плодов при длительном хранении и после дефростации (размораживания), а также уменьшения потери витамина С (аскорбиновой кислоты) их предварительно обрабатывают антиокислителями (аскорбиновой, лимонной и другими пищевыми кислотами). Некоторые плоды и ягоды замораживают в 20—60 % -м сахарном сиропе. После стекания избытка раствора антиокислителя продукты укладывают в картонные коробки, выложенные полиэтиленом, а также в полиэтиленовые или целлофановые пакеты и направляют на замораживание. Температура в морозильной камере — 36 ° С. При замерзании продуктов лед образу-
321
ется не в самих клетках, а в межклеточных пространствах. В начальной стадии процесс происходит быстрее, чем в последующих. При температуре -15 °С в лед превращается около 79 % содержащейся в продуктах воды.
Все пищевые качества плодоовощных продуктов при замораживании сохраняются. В них лишь инвертируется сахароза, в некоторых случаях увеличивается или снижается кислотность, резко уменьшается количество дубильных веществ. Некоторые плоды, особенно с большим содержанием дубильных веществ (рябина, терн, кизил), после замораживания и оттаивания становятся слаще, менее терпкими.
Соление — обработка пищевой продукции поваренной солью или ее водными растворами с целью предотвращения ее порчи. Концентрация солевого рассола зависит от вида продукции, ее размеров, условий хранения.
Вяление — обезвоживание и ферментация пищевой продукции, как правило, обработанной солью (например, мяса, рыбы), на воздухе без значительного повышения его температуры и в условиях затененности.
Копчение — обработка продукции (главным образом — мяса и рыбы) дымом или коптильными жидкостями для улучшения стойкости при хранении, придания специфического вкуса и аромата. Перед копчением продукты обычно засаливают. Различают копчение холодное (18—22 °С для мяса, 20—40 °С для рыбы) и горячее (35—50 °С для мяса, 80—170 °С для рыбы). Мясные копченые продукты обычно называются копченостями.
Консервирование в герметически укупоренной таре заключается в создании условий абиоза в продукте, помещенном в тару. Это достигается главным образом термостерилизацией. Общая схема производства таких консервов следующая: подготовка тары и сырья — составление смеси по рецептуре — загрузка в тару — укупорка — стерилизация — термостатирование — бракераж, т.е. отбраковка некачественных консервов.
Консервирование сахаром применяется в основном для обработки плодов и ягод с целью сохранения их природных свойств. Для полной консервации таким способом требуется большая концентрация сахара (например, протертые плоды и ягоды, смешанные с сахаром). Если не добавлять каких-либо консервирующих средств (например, сорбиновой кислоты), на 1 кг протертых ягод и плодов вводят до 2 кг сахара. В противном случае для длительного хранения необходима стерилизация.
Химическое консервирование. В качестве химических консервантов при переработке пищевой продукции в нашей стране применяют ограниченное число химических соединений. Из
322
них наиболее распространены сернистая (сернистый ангидрид) и сорбиновая кислоты. Используют также соли бензойной кислоты. Технологические инструкции по применению химических консервантов предусматривают их строгое нормирование при приготовлении различных продуктов. Нормируют и остаточное количество консервантов в готовых продуктах. Обработку продукции (например, соков) сернистым ангидридом в суль-фитаторах с механическими мешалками называют с у л ь ф и-тированием. Все сырье и полуфабрикаты, консервируемые сернистой кислотой, подвергают последующей тепловой обработке (например кипячению, увариванию) для удаления летучей сернистой кислоты. Остаточные количества сернистой кислоты, безопасные для здоровья человека, регламентированы соответствующими стандартами.