Семінар 8

Системи технологій агропромислового комплексу

1. Харчування і харчові продукти

2. Сировина та асортимент харчових продуктів

3. Класифікація харчових виробництв. Автоматизація харчових виробництв

4. Технологія окремих харчових продуктів

5. М'ясо і м'ясопродукти

6. Молоко і молокопродукти

1. Харчування та харчові продукти

Харчування є основною умовою існування людей, оскільки з їжею організм людини отримує все необхідне для побудови всіх клітин та тканин організму, а

також поповнює витрати енергії на виконання всіх видів життєдіяльності.

Їжа є важливим фактором забезпечення життєдіяльності, розвитку та росту організму, попередження та лікування хвороб. Від характеру харчування сучасної людини залежіть імунітет організму, особливо до шкідливих факторів навколишнього середовища, а також до зовнішніх інфекцій. Крім того, деформації харчових раціонів є головним фактором розвитку багатьох хвороб. Відомо, що основними недоліками харчування є надмірне вживання їжі, особливо багатої вуглеводами, рафінованих продуктів, тваринних жирів при недостатній кількості рослинної олії, овочів та фруктів, які містіть у своєму складі біологічно активні речовини.

Якісний та кількісний склад харчових раціонів повинен забезпечити потребу організму в певних речовинах, з яких у його клітинах можуть синтезуватися власні структури, необхідні для нормальної життєдіяльності.

Усі речовини, які входять до складу харчів, розподіляються на органічні (білки, жири, вуглеводи, харчові кислоти, вітаміни, фе-рменти) та неорганічні (вода, мікро- та макроелементи). При цьому основні компоненти - білки, жири та вуглеводи - згідно з науковими рекомендаціями повинні співвідноситися як 1:1:4, a середня добова потреба людини в цих компонентах становить, відповідно, 100:100:400 г. Кількість інших компонентів, які повинні потрапляти щодобово до організму людини, виходячи з концепції збалансованого харчування, наведено в табл. 7.1.

Білки. Вони виконують в організмі людини різноманітні функ-ції, тому роль їх

у харчування надзвичайно важлива. Серед основних функцій білків особливе місце займають: пластична, опорна, захисна, каталітична, транспортна тощо. При

окисленні 1 г білка утворюється 16,7 кДж енергії, яка використовується організмом. Без достатньої кількості білків не можуть бути засвоєні інші компоненти раціону, насамперед вітаміни та мінеральні речовини, необхідні для протікання процесів обміну.

У природі існує велика кількість білків, різних за складом, структурою, біологічними властивостями. Усі білки поділяють на дві групи; прості та складні. Прості білки побудовані тільки із залишків амінокислот, а до складних білків

входить простетична група, яка представлена небілковими сполуками - вуглеводами, ліпідами, фосфором, нуклеїновими кислотами, металами.

2. Сировина та асортимент харчових продуктів

Основними видами первинної сировини для одержання харчових виробів є продукти рослинного та тваринного походження (фрукти, овочі, ягоди, м'ясо, молоко, какао-боби, кавові зерна), a також деякі мінеральні продукти (сіль, сода, синтетичні барвники тощо). Використовуються як вторинна сировина деякі готові вироби харчових виробництв (борошно, цукор, вершкове масло, виноматеріали, дріжджі та ін.).

Сировину для виробництва харчових продуктів класифікують за різними ознаками: за вмістом певних харчових речовин (вуглеводоутримуючі, жирові, білкові, мінеральні, ефіромасличні); за характером походження - первинного (зерно) та вторинного (борошно); за способом переробки та зберігання; за вмістом вологи; за наявністю шкідливих для здоров'я людини речовин; за здатністю зберігатися у звичайних та штучних умовах тощо.

Асортимент харчових продуктів промислового виробництва дуже широкий, і його практично неможливо перерахувати. Одна тільки продукція хлібопекарської промисловості налічує сотні асортиментних найменувань, а кондитерської - за тисячу. Останнім часом розроблено промислові технології харчових продуктів спеціального призначення - дитячого, профілактичного (лікувального) та іншого.

Основні види сировини для виробництва харчів є в достатній кількості в Україні, але деякі її види через природнокліматичні умови тут не можуть бути одержані (наприклад, не вирощуються чай, кава, какао-боби, деякі види спецій тощо).

Найбільш перспективним методом збереження ресурсів є заміна харчової сировини, що використовується для технічних цілей, на сировину штучного походження (для виробництва мила, оліфи, лаків, емалей тощо). Крім того, важливе значення для розширення сировинної бази має збільшення часу зберігання сировин-них матеріалів шляхом консервування, тобто уповільнення або припинення дії життєдіяльності мікроорганізмів та ферментів (зберігання при низьких температурах, в атмосфері інертного газу, відокремлення продуктів життєдіяльності мікроорганізмів). Важливими умовами збереження сировини є високий рівень ор-ганізації, механізації та автоматизації вантажних робіт, використання контейнерів спеціального призначення, безтарне перевезення сипких (борошно, цукор) та наливних (пиво, жир, рідкий цукор) продуктів.

Виходячи з фізіологічних норм харчування людини, в Україні треба щорічно в середньому на одну людину виробляти: м'яса та м'ясопродуктів - 84 кг; риби та рибопродуктів - 20,1 кг; молока та молочних продуктів - 390 л; яєць - по 280 шт.; картоплі - 130 кг; городини та баштанних - 154 кг; цукру - 38 кг; олії - 12,4 кг; хліба та хлібопродуктів - 104 кг.

Для забезпечення цих потреб для 48,7 млн. населення України необхідно виробляти:

- м'яса та м'ясопродуктів - 3587 тис. т.;

- риби та рибопродуктів - 858 тис. т.;

- молока та молочних продуктів - 16 653 тис. л.;

- яєць - 12 млрд. шт.;

- картоплі - 5551 тис. т.;

- городини та баштанних - 6576 тис. т.;

- цукру - 1623 тис. т.;

- олії - 529,5 тис. т.;

- хлібопродуктів - 4441 тис. т.

Наше сільське господарство, на жаль, цих потреб повною мірою не задовольняє, хоча є всі можливості для повного забезпечення населення держави всіма продуктами вітчизняного походження.

Харчові галузі промисловості України випускають дуже широкий за асортиментом та величезний за об'ємом склад харчових продуктів. Головними ознаками цінності харчових продуктів є поживні властивості їх складових частин та їх оптимальне співвідношення. Поряд з цим істотну роль відіграють смак, аромат, колір, структура, вигляд, здатності збереження нативних властивостей та свіжість при зберіганні. Велике значення мають товарні властивості, за якими споживач визначає якість продукту, а також такі, що забезпечують зручність обертання товарів у торгівлі та збуті: зовнішній вигляд, форма, розмір, дизайн упаковки та ін.

До харчових продуктів висуваються належні гігієнічні вимоги та визначаються умови повної їх нешкідливості для організму людини, що у свою чергу ставить певні вимоги до виробництва харчових продуктів.

Іншою характеристикою харчових продуктів є висока залежність їх якості від складу та якості сировини. Якість сировини теж визначається системою показників, що відображають хімічний склад, фізичні властивості, вологість, забрудненість, однорідність, калорійність. Важливою характеристикою сировини є вміст у ній корисних речовин, які необхідні для виготовлення готового продукту (цукор у буряках, крохмаль у картоплі тощо), a також можливості їх вилучення із сировини.

Ці особливості сировини зумовлюють певні вимоги до проектування харчових підприємств та експлуатації технологічних ліній.

3) За способами отримання кінцевого продукту харчові виробниц-тва поділяються на:

- виробництва, які вилучають цінні (корисні) речовини з початкової сировини (цукрова, борошномельна, круп'яна, олійна, виробництво згущеного та сухого молока);

- виробництва, які підвищують концентрацію корисного ком-понента в харчовому продукті (сушильна);

- виробництва, які виготовляють продукти з різних складових частин або видів сировини (консервна, комбікормова);

- виробництва, які виготовляють продукти із вторинних проду-ктів харчових виробництв (хлібопекарська, макаронна).

Класифікацію харчових виробництв можна провести за різними ознаками: складом сировини (одно- та багатокомпонентна сиро-вина), повнотою її використання тощо.

Усі технологічні лінії харчових виробництв поділяються на три групи, кожна з яких може бути зображена структурною схемою, яка враховує особливості кожної групи.

Якщо кожну групу технологічних ліній поділити на три стадії: підготовчу, основну та заключну, тоді з'являється можливість узагальнити деякі уявлення про склад технологічних ліній.

На підготовчій стадії сировину чистять, миють, ріжуть, подрібнюють, сортують тощо. На основній стадії сировина проходить усі перетворення, необхідні для виготовлення кінцевого продукту, а на заключній - продукції надають товарного вигляду.

Першу групу складають виробництва, продукцію яких одержують шляхом переробки багатокомпонентної суміші сировини. Деякі із складових частин суміші повністю включають до складу кінцевого продукту (хлібопекарське, кондитерське виробництва). Структура такої лінії характеризуються певною кількістю пара-лельних потоків на підготовчій стадії, які потім, на основній стадії, об'єднуються в один потік. Паралельні потоки на основній стадії використовують тільки для збільшення потужності ліній або для випуску інших сортів та видів продукції.

До другої групи входять виробництва, технологічні лінії яких характеризуються послідовним проведенням технологічних опе-рацій, а продукція за складом речовин не відрізняється від сировини (консервування городини, садовини за допомогою сушіння, заморожування, стерилізації).

Паралельні потоки тут використовують, як і в попередньому випадку, для збільшення потужності та випуску інших сортів продукції.

У третю групу об'єднані виробництва, в яких кінцевий продукт вилучають (витягають, відокремлюють) одним або декількома способами (екстракція, фільтрування, сортування) із початкової сировини (цукрове, крохмальне, борошномельне та інші виробництва). Технологічні лінії цих виробництв складаються з послідовно виконуваних технологічних операцій, що пов'язані з певною кількістю необхідних зворотних потоків продукту та робочих агентів, оскільки перетворення продукту відбувається в результаті багаторазового повторення операцій, які доцільно здійснювати в однотипних апаратах і машинах. За наявності багатосортної продукції та відходів ускладнюється і структура заключної стадії виробництва.

Подання технологічних ліній однотипними структурами дозволяє значно спростити деякі рішення аналізу і синтезу (проектування). Технологічна лінія є елементом структури підприємства, яке, у свою чергу, може бути елементом якогось вищого за структурою об'єднання (трест, асоціація тощо). Якщо розглядати стру-ктуру підприємства з позицій управління, то треба виділити два рівня - технологічний та організаційний.

Мета технологічного управління - одержання продукції заданої якості та кількості в результаті послідовно та паралельно викону-ваних технологічних операцій із заданими режимами на всіх ді-лянках виробництва.

Організаційно-економічне управління спрямоване на одержання ефективних плідних результатів господарської діяльності шляхом прийняття різних управлінських рішень важкоформалізованих задач (розподіл коштів, матеріалів, забезпечення збуту продукції, одержання сировини, допоміжних матеріалів тощо).

Відходи в харчовій промисловості містять у собі значну кількість харчових та кормових продуктів: цукор, рослинні та тваринні жири, білки, кислоти, ферменти, вітаміни. В Україні щорічно одержують значну кількість відходів: бурякового жому близько 40 млн. т, цукрової меляси - 2, післяспиртової барди - 5, соняшникового лушпиння - 0,25, пивної дробини - 0,2 млн. т.

На жаль, комплексна або повна переробка сировини не до кінця налагоджена та не розповсюджена. Впровадження або створення нових мало- або безвідходних технологій у переробних галузях промисловості дозволить значно розширити номенклатуру та збільшити товарні об'єми випуску харчових продуктів, а також кормів, та підвищити економічну ефективність і рентабельність го-сподарювання.

Якщо на окремих підприємствах після завершення технологічного процесу виготовлення продукції залишається значна кількість відходів, то там доцільною та економічною є організація комбінованого виробництва. Особливо це стосується цукровобурякової, спиртової, олієжирової, крохмалепаточної, виноробної та м'ясної галузей харчової промисловості.

Прогресивна технологія, яка сприяє підвищенню виходу та повному використанню продукції, вилученню цінних речовин із сировини, надає умови і для кращого використання сировини комбінуванням виробництва основної та побічної продукції.

Підвищення якості сировини, заміна її на менш дефіцитну або дешевшу, розширення асортименту сировини, скорочення сфери використання харчової сировини та продукції на промислові потреби при виробництві нехарчових

продуктів прямо або побічно сприяє ресурсозбереженню.

Підвищення частки утилізації відходів та викидів значною мі-рою залежить не тільки від організації їх переробки, але й від стану та технічного рівня використовуваних техніки і технології переробки.

Таким чином, головними напрямами раціонального викорис-тання сировини в харчовій промисловості можуть бути:

- впровадження прогресивної техніки і технології;

- визначення оптимальних періодів заготівлі, зберігання та переробки сировини;

- зниження втрат сировини при заготівлі, транспортуванні, зберіганні та переробці;

- комплексне використання сировини;

- збільшення виходу продукції;

- підвищення рівня кооперації та комбінації виробництва.

На всіх підприємствах харчової промисловості використовують для переробки сировини типові технологічні операції (подрібнення, сортування, нагрівання тощо),

а також специфічні для кожного підприємства операції (випічка хліба, оклеювання вина, очищення цукру, коптіння м'яса та риби, специфічні технологічні засоби надання певного смаку харчовим продуктам тощо). Але принципово технологічні лінії у харчових виробництвах не відрізняються від тих, що існують в інших галузях промисловості, за винятком додержання високих санітарних вимог щодо сировини, вироблюваних продуктів та виробничих приміщень.

Основну класифікацію харчових виробництв можна визначити за назвами готових продуктів: хлібопекарська, олієжирова, цукрова, спиртова, виноробна тощо, а також за специфічними виробничими процесами, зокрема процесами вилучення олії та виробництва похідних продуктів - спирту, саломаси, маргарину та масла, продуктів бродіння вина, пива, а також одержання інших продуктів харчування.