книги из ГПНТБ / Ильченко, С. Г. Технология и технохимический контроль консервирования учебник

Загружают и разгружают ленточную морозилку через уст­ ройство, изолирующее канал от окружающего воздуха, что по­ зволяет вести процесс непрерывно.

Для загрузки впереди аппарата имеется приемный стол, пос­ ле заполнения которого продукт сдвигается на ленту морозилки. Работа загрузочного устройства так синхронизирована, что в момент загрузки ленты перекрывается отверстие, через которое продукт подается на приемный стол. По окончании очередной ■агрузки ленты задвижки закрываются, приемный стол изоли­ руется от морозилки и только после этого открываются отвер­ стия для подачи новой партии продукта на приемный стол. Аналогично работает устройство, связывающее ленту морозил-, ки с разгрузочным столом. Такая система предотвращает излиш­ ние потери холода и обмораживание рабочих струей холодного» воздуха из морозилки.

Хранение, транспортировка и размораживание

Замороженные плоды, ягоды и овощи хранят в камерах при температуре —18° С и относительной влажности воздуха 95%. Замороженные россыпью плоды и овощи упаковывают в ящики или контейнеры. Продукцию в картонных коробках упаковыва­ ют в контейнеры. Продукт в коробках, ящиках, контейнерах и банках устанавливают в штабеля. Под нижний ряд подкладыва­ ют рейки и прокладывают их через каждый метр высоты шта­ беля. Бочки ставят на рейки в несколько ярусов и прокладыва­ ют между каждым ярусом рейки. Между штабелями оставляют проходы для осмотра сырья и периодического перекатывания бочек. Расстояние от штабелей до стен и потолка 30 см.

Температура в камере должна быть постоянная, допустимые колебания ±1°С . Продукцию периодически осматривают для проверки ее качества. При —8° С и выше возможно развитие дрожжей.

Основные изменения сырья при хранении — усушка и пере­ кристаллизация. Величина усушки зависит от вида сырья и упа­ ковки, а также от режима хранения. При хранении в течение 10 месяцев она не должна превышать 1—2%. Перекристаллиза­ ция при хранении замороженной продукции происходит в ре­ зультате периодических колебаний температуры. При повыше­ нии температуры часть кристаллов оттаивает. Затем, когда тем­ пература снова понизится, эта влага замерзает «а гранях сохра­ нившихся наиболее крупных кристаллов. С течением времени кристаллы значительно увеличиваются, что отрицательно влияет на обратимость процесса.

Потери витаминов при длительном хранении продукта свя­ заны с их окислением кислородом воздуха. Чем ниже темпера­ тура хранения, тем эти потери меньше. При замораживании пло­ дов в сахаре или в сахарном сиропе витамины сохраняются луч­

212

ше. Большое влияние на сохранение витаминов оказывает также упаковка.

Замороженные плоды и овощи перевозят по железной дороге в изотермических вагонах с машинными холодильными установ­ ками или в поездах-рефрижераторах, состоящих из отдельных секций. При температуре наружного воздуха 30° С температура при перевозке в секциях из 12 вагонов составляет —15° С, из 5 и 3 вагонов— минус 18°С, в вагонах с индивидуальным охлаж­ дением— минус 20° С. Используют также железнодорожные ва­ гоны-ледники, охлаждаемые льдо-солевой смесью, и вагоны кон­ струкции Клейменова, в которых применена замкнутая охлаж­ дающая система с самоциркуляцией рассола.

Для перевозки быстро замороженных продуктов используют также автомашины с изотермическими кузовами ,и холодильны­ ми агрегатами, обеспечивающими температуру воздуха в кузове

—18° С.

Автомашины-холодильники имеют грузоподъемность от 150 кг до 5 т, полуприцепы-холодильники от 2,5 до 16 т, прице­ пы-холодильники от 0,5 до 3,0 т.

Помимо этого используют автомашины-холодильники, охлаж­ даемые сухим льдом или эвтектическими аккумуляторами, обес­ печивающими нужную температуру (—18° С) в течение 12—15 ч.

Небольшие изотермические кузовы монтируют на мотоцикле или мотороллере.

Склады и магазины должны быть оборудованы холодильны­ ми шкафами и прилавками с температурой —15-;---- 18° С.

Замороженные овощи используют в основном для выработки первых и вторых обеденных блюд. Их размораживают, погру­ жая в горячую воду непосредственно перед варкой. Аналогич­ ным образом используют замороженные плоды для изготовления компота, джема и других продуктов. Замороженные плоды мож­ но применять также в качестве начинки для пирогов. В этом слу­ чае их оттаивают до такой степени, чтобы можно было отделить один от другого. Плоды, употребляемые в качестве десерта, раз­ мораживают на воздухе.

Получение искусственного холода

Искусственный холод получают -путем испарения хладагента. При этом происходит поглощение значительного количества тепла. Испарившийся холодильный агент снова приводят в ра­ бочее состояние посредством конденсации. Характеристика наи­ более распространенных хладагентов приведена в табл. 6.

Компрессионная холодильная установка (рис. 56) состоит из испарителя 1, компрессора 2, конденсатора 3 и регулирующего вентиля 4, образующих замкнутую систему. Благодаря работе компрессора, нагнетающего хладагент, давление в конденсаторе выше, чем в испарителе, а выравниванию его препятствует ре-

213

гулирующий вентиль. Вследствие разности давлений по обе сто­ роны регулирующего вентиля жидкий хладагент переходит из конденсатора в испаритель. Проходя по трубам испарителя, где давление ниже, чем в конденсаторе, хладагент переходит в паро­ образное состояние :и при этом поглощает тепло. Пары засасы­ ваются и сжимаются компрессором. Благодаря затрачиваемой при этом механической энергии хладагент нагревается, после чего конденсируется холодной водой в трубах поверхностного конденсатора и снова идет на испарение.

В абсорбционной холодильной установке (рис. 57) в качестве хладагента чаще всего используют аммиак. Эта установка от­ личается тем, что вместо компрессора в ней имеется абсорбер 5 и генератор-кипятильник 1. Работает установка по следующему принципу. Жидкий аммиак, полученный в конденсаторе 2, про­ ходит регулирующий вентиль 3 и испаряется в испарителе 4. Пары аммиака поступают в абсорбер 5, где поглощаются сла­ бым водоаммиачным раствором. Для отвода выделяющейся при этом теплоты абсорбер охлаждают водой. Полученный в нем концентрированный раствор аммиака откачивают насосом 6 в генератор-кипятильник 1, откуда аммиак отгоняется нагревани­ ем и пары его поступают в поверхностный конденсатор. Остав­ шийся после отгона слабый раствор аммиака через вентиль 7 возвращается в абсорбер.

214

Различают следующие методы передачи холода от испарите­ ля к потребителю (морозильная камера, скороморозильный ап­ парат и т. п.):

непосредственное испарение, при котором змеевики испари­ теля размещают там, где потребляется холод;

рассольное охлаждение, при котором змеевики испарителя размещены в баке с раствором NaCl, Са С12 и других солей; охлажденный рассол подается насосом по трубам к месту по­ требления холода, затем возвращается в бак для повторного охлаждения;

воздушное охлаждение, когда воздух охлаждается батарея­ ми непосредственного испарения или рассолом, после чего ис­ пользуется для охлаждения или замораживания.

16. ПЕРЕРАБОТКА ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ПЛОДООВОЩНЫХ КОНСЕРВОВ

При переработке плодов и овощей получаются в основном следующие отходы; отдельные экземпляры некондиционного сырья, которые по внешнему виду, размерам и зрелости не под­ ходят для производства данного вида консервов, а также непри­ годные в пищу, недоброкачественные (эти отходы необходимо разделять), их обычно отбирают при сортировке, инспекции или расфасовке; несъедобные или малоценные в пищевом отноше­ нии части плодов и овощей, которые удаляются при очистке и резке.

Плоды и овощи, непригодные по внешнему виду для выра­ ботки таких консервов, как компоты, варенье, фаршированные

В отходах содержится значительное количество белков, угле­ водов, минеральных веществ, витаминов. Поэтому их использу­ ют для получения кормов, например, ботву и створки горошка, томатные вытерки, листья кукурузы, отходы от чистки перца, корнеплодов, цветной капусты и других овощей. Эти же отходы пригодны в качестве удобрения.

При выработке кормов отходы сушат и размалывают в муку. Такие отходы, как зеленые листья кукурузы и ботва зеленого горошка, силосуют. Нарезанные и заложенные в силосные ямы отходы подвергаются молочнокислому брожению без доступа воздуха.

Полученный силос является высокопитательным сочным кор­ мом для скота.

215

Значительное количество отходов составляют семена тома­ тов, перца, семечковых плодов. Если предполагается использо­ вать их в качестве семенного материала, то необходимо исклю­ чить подогрев, чтобы семена не потеряли всхожести, а также не допускать их механического повреждения.

Семена богаты маслом, содержание его, например, в сухих семенах томатов составляет 17—29%. На консервных заводах семена подсушивают во избежание микробиологической порчи и сдают на маслозаводы для переработки. Нерафинированное масло томатных семян пригодно для производства олифы, мы­ ла, масляных лаков. Рафинированное томатное масло напоми­ нает соевое, хлопковое или кукурузное и пригодно для пищевых целей.

Косточки косточковых плодов высушивают и сдают на спе­ циализированные заводы для дальнейшей переработки. Из скор­ лупы косточек изготовляют активированный уголь, являющийся хорошим фильтрующим средством. Из ядер косточек получают пищевые масла и миндальную пасту. Жмыхи, остающиеся после отжима масла, служат для выработки горькоминдального мас­ ла, кормовой муки и удобрений.

Необработанные ядра и жмыхи косточек для корма скота непригодны из-за содержания амигдалина, который при распаде образует ядовитую синильную кислоту.

В отходах некоторых видов сырья есть красящие вещества. Луковая шелуха содержит кверцетин, имеет желтую окраску и пригодна для подкрашивания пищевых продуктов, а также для окрашивания тканей в ситцепечатании.

Отходы свеклы благодаря наличию бетаина пригодны для получения красителя, которым подкрашивают сухие плодовоягодные кисели, безалкогольные напитки, карамель, торты.

Из выжимок красного винограда получают знокраситель, со­ держащий энин и энидин. Его используют вместо красителя — амаранта в кондитерской, безалкогольной и витаминной про­ мышленности.

Фруктовые, а также многие овощные отходы, богатые угле­ водами, целесообразно (использовать для получения винного

•спирта, который в свою очередь может служить исходным сырь­ ем для получения уксуса. Если отходы богаты клетчаткой (бак­ лажаны, кабачки), то необходимо предварительно провести ее осахаривание соляной или . серной кислотой под давле­ нием.

Из отходов картофеля получают крахмал, из которого выра­ батывают патоку и глюкозу.

Отходы от переработки кукурузы можно использовать в све­ жем или в силосованном виде в качестве корма, а стержни по­ чатков — на топливо или для сухой перегонки, в результате ко­ торой получают светильный газ, органические кислоты, спирты, скипидар, фурфурол и т. д.

216

Из отходов производства винбградного сока могут быть по­ лучены спирт, уксус, масло, виннокислая известь, знокраситель, энотанин, корм, удобрения.

Отходы от переработки яблок (выжимки) содержат (в %)■ пектина 1—1,5; сахара 6—10; клетчатки около 3; дубильных и красящих веществ 0,12—0,16; золы 0,3—0,4. Они имеют общую кислотность 0,3—0,6% при pH 3,6—3,8. Эти отходы используют для получения пектина или желирующего концентрата. Отходы перерабатывают свежие, немедленно после получения или же высушивают до содержания влаги 14%, обеспечивая их дли­ тельное хранение.

При получении пектина сушеные выжимки повторно дробят и обрабатывают в течение 0,5—2,0 ч холодной водой для извле­ чения растворимых веществ — сахаров, солей и пр. (пектин в холодной воде не растворяется). Затем пектин экстрагируют го­ рячей (80—90° С) водой, подкисленной сернистым ангидридом до pH 2,5—3,5 для гидролиза протопектина. Экстракт отпрессо­ вывают, подщелачивают углекислым натрием до pH 4,5—5,0 и обрабатывают ферментными препаратами, осахаривающими крахмал. Раствор фильтруют и уваривают в вакуум-аппаратах. Полученный концентрат (экстракт) пастеризуют в герметической таре при 75° С и охлаждают. Чтобы получить пектин в порошке, концентрат высушивают в распылительной сушилке или же осаждают лектин спиртом, а выпавший осадок отделяют и вы­ сушивают в вакуум-сушилке. Пектиновый порошок расфасовы­ вают в банки из лакированной.жести.

Для производства желирующего концентрата выжимки зали­ вают водой и экстрагируют в реакторе или в вакуум-аппарате при 90° С в течение часа.

После экстракции массу во избежание разрушения пектина следует охладить до 30—40° С. Для этого в вакуум-аппарате, где производилась экстракция, создают разрежение или же ис­ пользуют реактор-охладитель, в двутельную камеру которого подают холодный рассол.

Экстракт, содержащий 3—4% сухих веществ, отделяют от выжимок на пакетном прессе и уваривают под вакуумом до кон­ центрации 12—18%. Концентрат консервируют в крупной стек­ лянной таре методом горячего розлива или же добавляют сорбиновую кислоту и хранят в неохлаждаемых танках.

Пектин и желирующий концентрат используют в консервной и кондитерской промышленности при производстве продуктов, требующих застудневания (желе, джем, повидло, мармелад и др.).

Схема получения и использования желирующего концентра­ та была разработана Одесским технологическим институтом пи­ щевой промышленности им. М. В. Ломоносова.

Пектинсодержащий концентрат должен соответствовать РСТ УССР 1392—70.

217

ГЛАВА III. СУШКА ОВОЩЕЙ И ПЛОДОВ

Сушка овощей и плодов имеет большое народнохозяйствен­ ное значение. Объем сушеных продуктов в 3—5 раз меньше, чем свежего сырья. Еще больше при сушке уменьшается их масса. Благодаря компактности сушеных овощей и плодов значительно снижается потребность в складских помещениях для их хране­ ния и в транспортных средствах для перевозок.

Промышленность выпускает сушеные овощи и плоды в ши­ роком ассортименте. Особенно распространена промышленная сушка картофеля в центральных районах России, на Украине, в Белоруссии. Кроме картофеля, сушат капусту, свеклу, морковь, а также белые коренья, лук, пряные лиственные овощи, шпинат, зеленый горошек, спаржевую фасоль и другие виды овощей.

Из плодов и ягод в значительном количестве сушат абрико­ сы и виноград. Особенно много такой продукции выпускается в Средней Азии, где используются благоприятные климатические условия, позволяющие проводить солнечную сушку. Промышлен­ ное значение имеет также сушка семечковых плодов, слив и других видов сырья.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СУШКИ

Основная задача сушки плодов и овощей — удаление из сырья влаги в пределах, исключающих возможность микробио­ логических и биохимических процессов и обеспечивающих дли­ тельное хранение продуктов без порчи.

Сушка производится путем испарения влапи, основанного на способности воздуха поглощать лары воды до определенного предела, зависящего от температуры. Сушку осуществляют пре­ имущественно конвективным методом, воздействуя на сырье циркулирующим нагретым воздухом. Кроме того, имеются и другие методы тепловой сушки: кондуктивный (контактный), т. е. посредством передачи тепла через нагретую поверхность; радиационный— под воздействием инфракрасных лучей; ради­ ационно-конвективный, сочетающий обработку инфракрасными лучами с сушкой нагретым воздухом; токами высокой частоты; в переменном электромагнитном поле; сублимационный — выпа­ риванием влаги под глубоким вакуумом из замороженного сырья; перегретым паром, проходящим над продуктом.

Свойства воздуха

Атмосферный воздух содержит некоторое количество водяно­ го пара и называется влажным. Различают абсолютную и отно­ сительную влажность воздуха.

Абсолютной влажностью называется содержание водяного пара (в граммах) в 1 м3 паро-воздушной смеси.

218

Под относительной влажностью 'воздуха понимают отноше­ ние абсолютной влажности к количеству водяного пара, насы­ щающего 1 м3 воздуха при той же температуре и барометриче­ ском давлении. Относительную влажность воздуха выражают в. процентах.

Так как абсолютная влажность воздуха пропорциональна давлению пара при данной температуре, относительная влаж­ ность может быть выражена как отношение соответствующих давлений пара:

рн— парциальное давление насыщенного пара при данной температуре, Па.

Влагооодержанием воздуха (d) называется содержание во­ дяного пара в граммах, отнесенное к 1 кг сухой части воздуха. Этот показатель является функцией парциального давления со­ держащихся в воздухе водяных паров.

Плотность влажного воздуха складывается из плотности со­ держащихся в 1 м3 водяных паров и плотности сухого воздуха. Водяной пар легче воздуха, в связи >с чем влажный воздух име­ ет меньшую плотность, чем сухой. Величина плотности является функцией парциального давления водяных паров. Чем выше это давление, тем больше пара находится в воздухе и тем меньше его плотность.

Энтальпия (теплосодержание) влажного воздуха (/) — это количество тепла, приходящееся на 1 кг сухого воздуха, числен­ но равное сумме энтальпий 1 кг сухого воздуха и водяных па­ ров, приходящихся в смеси на 1 кг сухого воздуха '.

В процессе сушки тепло расходуется на испарение влаги. При этом воздух охлаждается, а температура влаги материала повышается до температуры испарения, соответствующей тем­ пературе мокрого термометра. Разность между температурой воздуха tc и температурой мокрого термометра /и характери­ зует способность воздуха к испарению влаги. Эта величина s на­ зывается потенциалом сушки:

г — ( с t u .

При полном насыщении воздуха t c — t u и е = 0. При охлаждения воздуха уменьшается его способность поглощать влагу, поэтому чем ниже температура, тем его относительная1

1 Энтальпией называется количество тепла, потребное для нагревания еди­ ницы массы тела от 0° С до заданной температуры. В это количество вклю­ чается скрытая теплота плавления или испарения.

219

влажность будет больше (при постоянной абсолютной влажно­ сти). При достаточном охлаждении воздуха, содержащего дан­ ное количество влаги, его относительная влажность достигает 100%, и он становится насыщенным. Температура, при которой охлаждаемый воздух достигает насыщения, называется точкой росы.

Формы связи влаги с материалом

Методы удаления влаги из продукта зависят от тех сил, с по­ мощью которых она связана с ним. Различают следующие фор­ мы связи влаги с материалом;

химическую, при которой влага содержится в материале в строго определенных количественных отношениях;

физико-химическую за счет сил адсорбции и осмотических сил, при которой точное соотношение между влагой и материа­ лом не соблюдается;

физико-механическую, когда материал удерживает влагу в неопределенных количествах благодаря капиллярным силам и смачиванию.

Химическая связь очень прочна и может быть нарушена лишь химическим воздействием, а иногда прокаливанием. При сушке овощей и плодов химически связанная влага не удаляется и по­ этому в балансе сушки материала не учитывается. Физико-хими­ ческая и механическая связи влаги с материалом при сушке на­ рушаются, и влага может быть удалена.

Физико-химическую связь влаги с материалом подразделяют на адсорбционную и осмотическую. Соответственно с этим и вла­ га называется адсорбционной и осмотической.

А д с о р б ц и о н н а я в л а г а удерживается на поверхности материала силовым полем. При адсорбировании влаги происхо­ дит сжатие системы, которое проявляется в том, что объем на­ бухшего материала, хотя и больше объема исходного сухого материала, но меньше суммы объемов материала до набухания и связавшейся с ним воды. Сжатие обусловлено молекуляр­ носиловым полем, создающим огромное давление, под которым находится вода, адсорбированная поверхностью тела. Давление вызывает сжатие системы и увеличение плотности воды. Сжатие сопровождается выделением тепла, которое называется теплотой набухания, и характеризуется количеством тепла, выделяемого при поглощении определенного количества воды.

Увеличение объема материала при поглощении влаги назы­ вается набуханием. Степень его может быть выражена давле­ нием набухания.

При застудневании коллоидного раствора образуется гель, основой которого служит пространственная сетка из пектиновых веществ и других высокомолекулярных соединений.

В ячейках сетки находится водный раствор сахаров, кислот,

220

солей и других низкомолекулярных фракций коллоидной систе­ мы. Часть раствора остается вне ячеек сетки, на ее поверхности. Так как концентрация наружного раствора ниже, чем раствора в ячейках сетки, вода проникает внутрь сетки под действием осмотического давления. Эта вода получила название осмотиче­ ской влаги.

Осмотическая влага, как и адсорбционная, вызывает набуха­ ние, но без теплового эффекта и без сжатия системы.

При образовании геля и создании клеточной структуры клет­ ками-ячейками захватывается жидкая фракция. Вода, содержа­ щаяся в этой фракции, называется структурной. При проникно­ вении в ячейку воды осмотическая влага смешивается со струк­ турной, и в дальнейшем они неразличимы. Поэтому термином «осмотическая влага» нередко называют и собственно осмотиче­ скую, и структурную влагу. Количество осмотической влаги зна­ чительно превышает количество адсорбционной влаги.

Механическая связь влаги и материала разделяется на микрокапиллярную, макрокапиллярную, связь силами смачивания. Аналогичные названия .носит влага.

М и к р о к а п и л л я р н о й называется влага, содержащаяся в капиллярах с радиусом менее 10-5 см. Так как стенки капил­ ляров плодов и овощей смачиваются водой, то внутри капилля­ ров (на границе жидкости с воздухом) образуется вогнутый ме­ ниск. Под влиянием поверхностного .натяжения возникает сила капиллярного давления. Эта сила уменьшает плотность жидко­ сти и сжимает стенки капилляров.

Пары влаги, находящиеся в капиллярах, расположены бли­ же к частицам воды на поверхности мениска, чем при плоской поверхности. Поэтому молекулярное притяжение больше, а дав­ ление над мениском меньше, чем давление насыщения при той же температуре над плоской поверхностью. В том случае, если парциальное давление пара в окружающем воздухе больше дав­ ления насыщения над мениском, пар из окружающего воздуха устремляется в капилляры и там конденсируется. Это явление называется капиллярной конденсацией. При наличии капилляр­ ной конденсации материал не только не высушивается, но, на­ оборот, поглощает влагу.

В сквозных микрокапиллярах, оба конца которых открыты, стенки адсорбируют влагу из окружающего воздуха и покрыва­ ются тончайшейводяной пленкой, перекрывающей все сечение капилляров, которые оказываются заполненными влагой.

М а к р о к а п и л л я р н а я в л а г а находится в капиллярах с радиусом более 1СИ5 см. Кривизна мениска и величина поверх­ ностного натяжения жидкости в макрокапиллярах значительно меньше, чем в микрокапиллярах. Поэтому плотность жидкости, а также давление насыщения над мениском в макрокапиллярах практически не отличаются от соответствующих показателей в окружающей среде при плоской поверхности. В связи « этим яв­

221