Білет № 06

1. Реалізація принципу повного використання основних компонентів сировини для виробництва харчових продуктів.

2. Способи очищення, що використовуються при переробленні сировини та виробництві харчових продуктів, їх загальна характеристика.

3. Вимоги до води, що використовується в харчових технологіях.

1. Реалізація принципу повного використання основних компонентів сировини для виробництва харчових продуктів.

Реалізація принципів безвідходної технології у молочній промисловості можлива на основі комплексного використання всіх компонентів молока для виробництва продуктів харчування чи роздільного вилучення компонентів з подальшою переробкою нежирного молочної сировини і проміжних продуктів.

Молочна промисловість належить до матеріало- і енергоємним галузям. У собівартості молочних продуктів витрати на сировину складають більше 80%. Промислова переробка молока на принципах безвідходної технології, повне вилучення всіх компонентів, раціональне використання проміжних і побічних продуктів, зниження нормативних втрат і виключення невикористаних відходів є найважливішими резервами збільшення обсягів вироблюваної молочної продукції і підвищення ефективності виробництва. Безвідходна технологія забезпечує виключення забруднення навколишнього середовища і, таким чином, має екологічне значення.

Розглядаючи безвідхідну технологію в рамках агропромислового комплексу, слід підкреслити необхідність підвищення і збереження якості молока по всьому технологічному ланцюгу отримання - промислова переробка - зберігання - використання.

У молочній промисловості накопичений значний досвід з комплексної промислової переробки молока на принципах безвідходної технології із закінченим і замкнутим циклами виробництва.

Існують три основні напрямки промислового перероблення знежиреного молока, маслянки і молочної сироватки :

• комплексне використання всіх компонентів сировини (напої, згущені і сухі продукти, замінники незбираного молока);

• використання окремих компонентів сировини (вилучення молочного жиру, білків, лактози);

• одержання складових частин молочної сировини з подальшим глибоким їх переробленням (гідролізати казеїну і сироваткових білків, глюкозо-галактозні сиропи, етиловий спирт, лактулоза та ін.).

Значна кількість знежиреного молока і продуктів з нього використовується для відгодівлі сільськогосподарських тварин. Особливе значення і актуальність має виробництво замінників незбираного молока для випоювання молодняку ​​сільськогосподарських тварин, а також комбікормів (концентрат молочно-білковий сухий).

2 Способи очищення, що використовуються при переробленні сировини та виробництві харчових продуктів, їх загальна характеристика.

Під час проведення технологічних процесів виникають дисперсні системи, складові яких – рідку, тверду, газову фази – необхідно відокремити для проведення послідовних процесів, отримання готового продукту або у зв'язку з екологічними вимогами (наприклад, одержання чистого цукрового розчину, освітлення вина, пива, одержання масла із молока, очищення газів, збереження цінних продуктів – сухого молока, цукрового пилу і ін.).

Розділення неоднорідних систем відбувається під дією гравітаційних, відцентрових, електричних сил та сил тиску. Використовуються наступні основні методи розділення:

• осадження,

• фільтрування,

• центрифугування,

• мембранні методи.

Вибір методу розділення неоднорідних систем залежить від розмірів і питомої густини дисперсних частинок, їх концентрації у дисперсній системі, властивостей дисперсійного середовища.

Осадження– процес розділення неоднорідних систем, при якому завислі в рідині або газі тверді або рідинні частинки дисперсної фази відокремлюють від суцільної фази.

Рушійна сила процесу осадження - різниця густин дисперсної фази та дисперсійного середовища, різниця відцентрових сил, що дають на ці елементи системи, або різниця у реакціях елементів системи на електричне поле. Відповідно розрізняють: гравітаційне відстоювання, циклонне і відстійне центрифугування, електрочищення.

Розрізняють:

• власне осадження, коли дисперсна фаза (частинки) рухається відносно дисперсійної фази (середовища) вниз ρч › ρс;

• відстоювання, коли дисперсна фаза спливає ρч ‹ ρс.

Методи прискорення гравітаційного осадження:

• підігрівання суспензії або емульсії (недоліки – додаткові витрати енергії, температура підігрівання обмежується властивостями продуктів);

• запровадження так званих тонкошарових відстійників;

• використання флокулянтів та коагулянтів (желатин, пектин, бектоніт, електроліти);

• обережне перемішування середовища, в результаті руйнуються пухкі пластівці, які осаджуються дуже повільно. перемішування також сприяє виникненню флоккул;

• іноді використовують дію ультразвуку.

Один із засобів розділення суспензій – флотація. Під час пінної флотації суспензія насичується газовими бульбашками, які мають схильність злипатися з дисперсними частинками. Спливаючи, бульбашки виносять на поверхню суспензії частинки, утворюючи шар піни, збагаченої твердою фазою. В той же час гідрофільні частинки (які добре змочуються водою), не прилипають до бульбашок газу і осідають на дно апарата, звідки і видаляються. Флотатори – апарати, в яких здійснюється процес флотації. Використовують, наприклад, для вилучення жиру і суспензованих частинок із стічних вод м'ясопереробних підприємств, для освітлення фруктових соків.

Для диспергування газу використовують спеціальні пристрої, наприклад, дрібнопористу перегородку. Існують електрофлотатори, в яких рідка фаза піддається електролізу. При цьому на електродах утворюється бульбашки водню і кисню, які є фактором флотації.

Центрифугування– процес розділення неоднорідних систем у полі відцентрових сил. Цей процес призначений для інтенсифікації поділу пилу, суспензій і емульсій. При цьому використовується два технічних прийоми:

• центрифугування або сепарування (потік рідини або газу надходить в апарат, який обертається);

• циклонний процес (потік обертається у нерухомому апараті).

Їм відповідають апарати: центрифуги, сепаратори і циклони.

Центрифуги в основному призначені для розділення грубодисперсних суспензій. Вони розділяються на фільтруючі (будуть вивчатися у наступній темі) і відстійні (або осаджувальні).

Відстойні центрифуги застосовують для розділення суспензій, що погано фільтруються, для освітлення суспензій малої концентрації, а також для класифікації суспензій за величиною частинок.

У харчовій промисловості центрифуги типу НОГШ застосовують для відокремлення жиру і води від вишкварки на м’ясопереробних підприємствах, для виділення крохмалю з крохмального молока тощо.

Сепаратори відносяться до групи осаджувальних центрифуг. Вони призначені для розділення рідких сумішей за питомою вагою. У харчових виробництвах найбільше розповсюдження вони знайшли у молочній промисловості для виділення вершків з молока, його нормалізації і т. ін.

Ці машини застосовуються також для розділення або згущення суспензій, дисперсною фазою яких є тверді частинки: зернинки крохмалю, дріжджі, частинки білкової каламуті і т.ін.

У м’ясній промисловості сепаратори застосовуються на різних стадіях технологічного процесу для очищення, зневоднення і вибілювання тваринних жирів. У рибній промисловості - для виділення жиру з бульйонів, з печінки тріски, освітлення медичного рибного жиру. У дріжджовій промисловості - для розділення дріжджового сусла. У крохмало-паточній промисловості - для освітлення глюкозного і паточного сиропів, відділення дрібної мезги і т.ін. У промисловості безалкогольних напоїв використовуються для освітлення фруктових соків і т. ін.

Основним вузлом сепараторів є ротор, за типом якого промислові сепаратори розподіляються на:

• тарілчасті (укомплектовані набором конічних тарілок);

• камерні (обладнані комплектом концентричних циліндричних вставок).

Деяких з недоліків, притаманних центрифугам і сепараторам, позбавлені циклони і гідроциклони - апарати, що використовують відцентрову силу для розділення газових і рідких неоднорідних систем, але вони не мають рухомих елементів і тому простіші за конструкцією. Конструктивно циклони і гідроциклони дуже схожі. Циклони служать для розділення газових, а гідроциклони - рідких систем.

Ефективність циклонного процесу збільшується шляхом підвищення швидкості газового потоку або зменшення радіуса циклона.

Принцип дії та будова гідроциклонів - апаратів для розділення рідких неоднорідних систем - аналогічні циклонам. Одна з переваг гідроциклонів - безперервне виведення фракцій, на які розділяється вихідна система. Гідроциклони використовуються для осадження крохмалю з крохмальної суспензії у крохмало-патоковому і спиртовому виробництвах, для очищення стічних вод і т.ін.