Технологический процесс производства, технологическая схема производства, технологическая операция, технологический режим

Любая технология представляет собой совокупность приемов и способов получения, обработки или переработки сырья, материалов, полуфабрикатов или изделий.

Важнейшими задачами технологии являются изучение и разработка схем технологических процессов, а также выбор способа производства, т.е. последовательного изложения процессов (операций), протекающих в соответствующих аппаратах в оптимальных условиях.

Технологическими процессами называют операции получения, обработки, переработки, транспортировки, складирования, хранения, которые являются основной составляющей частью производственного процесса.

Технологический процесс характеризуется комплексом химических, физико-химических и биохимических превращений, осуществляемых в специальном оборудовании.

Различают элементарные и сложные технологические процессы. Обычно сложный процесс состоит из ряда элементарных, которые делятся на 5 основных групп:

– гидродинамические (фильтрование жидкостей или газов, перемешивание и др.);

– тепловые (нагревание, охлаждение, замораживание, размораживание, выпаривание, конденсация, сублимация);

– массообменные (экстракция, сушка, адсорбция и др.);

– химические (связаны с превращением веществ и изменением их свойств. К этой группе относятся биохимические и микробиологические процессы, характерные для пищевой технологии);

– механические (измельчение твердых материалов, гомогенизация, очистка сырья и др.).

Технологические процессы могут быть периодическими и непрерывными.

Технологические процессы называют периодическими, когда исходные компоненты загружают в аппарат, где протекает процесс, после чего полученные продукты выгружают и аппарат загружают вновь. В камерах для замораживания и охлаждения пищевых продуктов осуществляется периодический технологический процесс.

В непрерывном процессе загрузка сырья и выгрузка продукта производятся непрерывно. При этом все стадии процесса протекают одновременно, в разных точках объема аппарата температура, давление и другие параметры процесса, как правило, остаются неизменными во времени.

Применение непрерывных процессов позволяет значительно повысить производительность оборудования, облегчает автоматизацию и механизацию производства и дает возможность улучшить качество получаемых продуктов. Аппараты непрерывного действия компактнее, требуют меньших затрат и эксплуатационных расходов, поэтому непрерывные процессы предпочтительнее периодических.

Технологические процессы могут быть классифицированы и по другим признакам:

– по сырью: технология переработки минерального, растительного и животного сырья;

– по получаемым продуктам: технология химических удобрений, красителей, пищевых продуктов и др.;

– по фазовому или агрегатному состоянию реагирующих веществ: гомогенные и гетерогенные системы;

– по характеру тепловых процессов: экзотермические или эндотермические;

– по аппаратурному оформлению и др.

Последовательное описание или изображение процессов и соответствующих им аппаратов называется технологической схемой производства.

Например, типовая схема производства замороженного гарнирного картофеля включает следующие технологические операции:

– доставка картофеля;

– мойка;

– сортировка клубней по размеру;

– взвешивание;

– очистка (механическая в корнечистках с абразивной поверхностью; термическая паром под давлением 0,6…1 МПа в течение 30…100 с с последующим удалением кожицы в моечно-очистительной машине);

– инспекция (доочистка);

– резка;

– сортировка резаного картофеля;

– бланширование (водой или паром при температуре 90…95 ºС в течение 3…5 мин);

– промывка;

– охлаждение;

– подсушивание;

– замораживание (до среднеобъемной температуры –18 ºС);

– фасовка;

– упаковка;

– маркировка;

– хранение.

Технологические схемы делят на 2 типа: с открытой цепью (проточная схема) и циклическая (циркуляционная, круговая).

В схеме с открытой цепью все взаимодействующие массы проходят через аппараты лишь один раз. Если степень переработки исходного сырья в одном аппарате невелика, то ставят последовательно несколько однотипных аппаратов. Для охлаждения и замораживания пищевых продуктов применяют технологические схемы с открытой цепью.

Циклическая схема предусматривает многократное возвращение в один и тот же аппарат реагирующих масс, или одной фазы в гетерогенном процессе, до достижения заданной полноты процесса.

Совокупность основных факторов (параметров), влияющих на скорость технологического процесса, выход и качество готового продукта называется технологическим режимом.

Основные параметры технологического режима: температура, давление, относительная влажность воздуха, скорость движения воздуха.

Оптимальным значениям параметров технологического режима соответствуют, как правило, максимальная производительность оборудования и наилучшее качество получаемого продукта.