Участок производства майонеза «Провансаль классический»

АННОТАЦИЯ Лебедев А. Н. Участок производства майонеза «Провансаль классический». Курсовой проект. Иваново: ИГХТУ. — 2011. — 91 с.

В данной работе была модернизирована линия по производству майонеза «Провансаль классический», действующей на ООО «Ивановский молочно-жировой комбинат».

В отличие от действующего производства, в проект внесены ряд изменений: вместо подсолнечного рафинированного дезодорированного используется купаж подсолнечного и рыжикового масел; вместо использования ручного труда для дозирования сыпучих компонентов предлагается использовать бункерные электронные весы, для измерения расхода растворов жидких компонентов предлагается установить расходомеры.

Использование купажа подсолнечного и рыжикого масел взамен подсолнечному способствует улучшению жирнокислотного состава жировой фазы майонеза, что делает его более сбалансированным по соотношению эссенциальных жирных кислот, представленных в растительных маслах двумя основными классами щ-3 (б-линоленовая) и щ-6 (линолевая, г-линоленовая).

СОДЕРЖАНИЕ Введение

1.Аналитический обзор литературы; выбор и обоснование способа производства

2.Технологичесая часть

2.1 Ассортимент и характеристика выпускаемой продукции

2.2 Характеристика сырья, вспомогательных материалов и энергоресурсов

2.3 Обоснование состава композиции

2.4 Описание технологического процесса

2.5 Теоретические основы технологических процессов

2.6 Материальные расчеты

2.7 Выбор оборудования

2.8 Расчет оборудования

2.9 Теплоэнергетические расчеты

2.10 Контроль производства и управление технологическим процессом

2.11 Возможные дефекты майонеза и причины их образования

3. Охрана труда и техника безопасности Заключение Список использованных источников майонез сырье технологический

ВВЕДЕНИЕ

Российский рынок майонеза является одним из крупнейших в мире. По объемам производства его доля на мировом рынке, по оценкам аналитических исследовательских компаний составляет, около 14%. Из всех жировых продуктов наиболее динамичное развитие в России характерно именно для рынка майонеза. Это проявляется в тенденции роста объемов производства и потребления, равноценном импортно-экспортном обмене, расширении ассортимента, росте числа производителей.

Наиболее значительный рост был отмечен в сезоне 2004/05 г., когда набрали силу такие новые крупные производители, как ЗАО «Эссен Продакшн АГ» (ТМ «Махеев»), ОАО «Казанский жировой комбинат» (ТМ MR Ricco"), ООО «Счастливые времена» (ТМ «Обжорка»). Качественные изменения на рынке выразились в значительном расширении ассортимента выпускаемых майонезов, появлении новых видов фасовки, расширении диапазона цен.

Появились новые продукты, названные соусами на майонезной основе, быстро завоевавшими популярность у населения. Затем постепенное насыщение рынка и усиление конкуренции обусловили снижение темпов роста в последующие сезоны. Но даже при этом с 2006 по 2008 г. объемы производства майонеза выросли еще на 100 тыс. т. При таком значительном росте среднедушевые объемы потребления майонеза превысили 5 кг в год. Майонез теперь потребляется не только в домашнем хозяйстве, он стал продуктом HoReCa и широко применяется в общественном питании, кроме того, в настоящее время торговля предлагает богатый ассортимент готовых салатов, рыбных и овощных пресервов, рыбных и мясных блюд, в состав которых входит майонез.

Российский рынок майонеза высоко насыщен и характеризуется наличием большого числа производителей, выпускающих огромный ассортимент. Всего в России насчитывается более 400 производителей майонеза, между ними идет жесткая конкурентная борьба за рынки сбыта. Политику в области производства майонеза в настоящее время определяют порядка 15 ведущих компаний, производящих около 90% продукции.

По оперативным данным Росстата, объемы производства майонезов в 2008 г. продолжили свой рост и составили 750,8 тыс. т (против 708,2 тыс. т в 2007 г.). Такому росту объемов производства способствует стабильный рост спроса на майонезы со стороны населения, предприятий общественного питания, крупных торговых сетей, использующих майонезы для производства салатов, и т. д. Лидирующие позиции продолжают занимать Приволжский и Центральный ФО, в сумме выпускающие более 2/3 всего объема майонеза в России.

Рост объемов производства и наличие большого числа производителей требуют выработки высококачественной продукции в широкой диапазоне цен для привлечения различных категорий потребителей. Для этого необходимо разнообразить рецептуры, совершенствовать ассортимент, разнообразить фасовку и упаковку. Многие производители стали осваивать производство новых видов майонезной продукций: майонезных соусов, различных кремов и паст. Все игроки на масложировом рынке развиваются сейчас за счет расширения ассортимента как в сегменте майонезов класса «эконом», так и в сегменте класса «премиум». При этом отчетливо прослеживается тенденция к стремлению производителей позиционировать свой майонез как продукт с функциональными свойствами.

Целью данного курсового проекта является разработка рецептуры майонеза со сбалансированным жирнокислотным составом для придания ему функциональных свойств.

1.АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ; ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СПОСОБА ПРОИЗВОДСТВА

1.1 Функциональное питание, его место в структуре питания В последние годы в мире получило широкое признание развитие нового направления в пищевой промышленности — так называемое функциональное питание. У пищевой индустрии появилась уникальная возможность улучшить здоровье населения за счет организации производства и вывода на рынок новой категории пищевых продуктов — продуктов функционального питания, обладающих не только питательной в традиционном смысле слова ценностью, но и способностью улучшать физическое и психическое здоровье и/или снижать риск возникновения заболеваний.

Концепция позитивного (здорового, функционального) питания возникла в Японии в 1980;1985 гг., где приобрели большую популярность так называемые функциональные продукты питания. Сам термин «функциональные продукты питания» (ФПП) появился лишь в 1989 г [1,2,3]. Концепция функционального питания, разрабатываемая японскими, а позднее — американскими и европейскими учеными в течение последних двадцати лет нашла выражение в системе FOSHU — Foods for Specific Health Use (продукты особого применения для здоровья) [4,5].

В России государственная политика в области питания населения начала разрабатываться ещё в 1997 г. В настоящее время одобрена постановлением Правительства РФ «Концепция государственной политики в области здорового питания населения Российской Федерации на период до 2010 года». Основные цели государственной политики в сфере питания — разработка и внедрение комплексных программ, направленных на создание условий, обеспечивающих удовлетворение потребностей различных групп населения в рациональном здоровом питании с учетом традиций, привычек, экономического положения и в соответствии с требованиями медицинской науки, обеспечение безопасности продуктов питания, а также создание учебных программ для ВУЗов, школ. На сегодняшний день во многих регионах страны приняты и реализуются собственные программы в сфере здорового питания [3,4,7].

Систематизацией понятий в области функциональных продуктов питания может служить введение государственного стандарта ГОСТ Р 52 349−2005 «Продукты пищевые функциональные. Термины и определения», в котором даны определения, приведенные ниже.

Функциональный пищевой продукт — пищевой продукт, предназначенный для систематического употребления в составе пищевых рационов всеми возрастными группами здорового населения, снижающий риск развития заболеваний, связанных с питанием, сохраняющий и улучшающий здоровье за счет наличия в его составе физиологически функциональных пищевых ингредиентов.

Обогащенный пищевой продукт — функциональный пищевой продукт, получаемый добавлением одного или нескольких физиологически активных ингредиентов к традиционным пищевым продуктам с целью предотвращения возникновения или исправления у человека дефицита питательных веществ, имеющегося в организме.

Физиологически функциональный пищевой ингредиент — вещество или комплекс веществ животного, растительного, микробиологического, минерального происхождения или вещество, идентичное натуральному, а также живые микроорганизмы, входящие в состав функционального пищевого продукта, обладающее способностью оказывать благоприятный эффект на одну или несколько физиологических функций, процессы обмена веществ в организме человека при систематическом употреблении в количествах, составляющих 10…50% от суточной физиологической потребности.

К физиологическим функциональным пищевым ингредиентам относят биологически активные и/или физиологически ценные, безопасные для здоровья, имеющие точные физико-химические характеристики ингредиенты, для которых выявлены и научно обоснованы свойства, установлены нормы ежедневного потребления в составе пищевых продуктов, полезные для сохранения и улучшения здоровья: пищевые волокна, витамины, минеральные вещества, полиненасыщенные жирные кислоты, пробиотики, пребиотики или синбиотики.

Ингредиенты, придающие продуктам функциональные свойства, должны соответствовать следующим требованиям [2]: они должны быть полезными для питания и здоровья; их полезные качества должны быть научно обоснованы; их ежедневные дозы должны быть одобрены врачами-диетологами; они должны быть безопасными с точки зрения сбалансированного питания; должны иметь точные физико-химические показатели и методики их определения; не должны уменьшать питательную ценность пищевых продуктов; должны употребляться перорально (как обычная пища); не должны выпускаться в таких лекарственных формах, как таблетки, капсулы, порошки; должны быть натуральными.

В структуре современного питания ФПП занимают среднее место между обычными продуктами, которые выбираются исходя из пищевых привычек и финансовых возможностей человека, с целью быть сытыми, и продуктами, которые предписывает человеку врач в составе лечебной диеты на период лечения. По своему предназначению ФПП относятся к продуктам массового потребления, т. е. имеют вид традиционной пищи и предназначены для питания в составе обычного рациона основных групп населения, но содержат функциональные ингредиенты, оказывающие биологически значимое позитивное воздействие на здоровый организм в ходе происходящих в нем обменных процессов. Потребление таких продуктов не является лечебным приемом в комплексной терапии заболеваний, что определяет продукты лечебного питания, но помогает предупредить некоторые болезни и старение организма, обитающего в условиях экологического неблагополучия. Помимо медико-биологических требований к функциональным продуктам питания, обязательным условием их создания является разработка рекомендаций к их применению или клиническая апробация — как для лечебных продуктов питания, в отличие от диетических.

Выделяют следующие основные категории ФПП [5,6]:

1. Натуральные пищевые продукты, которые от природы содержат большое количество биологически активных веществ (БАВ). Например, овсяные отруби, содержащие большое количество растворимой клетчатки, фрукты и овощи, содержащие многочисленные БАВ в определенном биологическом состоянии.

2. Натуральные продукты, дополнительно обогащенные каким-либо функциональным ингредиентом или их группой.

3. Натуральные продукты, из которых удален компонент, препятствующий проявлению физиологической активности присутствующих в них функциональных ингредиентов.

4. Натуральные продукты, в которых исходные потенциальные функциональные ингредиенты модифицированы таким образом, что они начинают проявлять свою физиологическую активность или эта активность усиливается.

5. Натуральные продукты, в которых в результате тех или иных модификаций биоусвояемость входящих в них функциональных ингредиентов увеличивается.

6. Натуральные или искусственные продукты, которые в результате применения комбинации вышеуказанных технологических приемов приобретают способность сохранять и улучшать физическое и психическое здоровье человека и/или снижать риск возникновения заболеваний.

В настоящее время в мире активное развитие получили четыре группы функциональных продуктов [4]: безалкогольные напитки и продукты на зерновой, молочной и жировой основе. Именно эти четыре группы и являются наиболее технологичными для создания функциональных продуктов. В данной работе основное внимание будет уделено разработке масложировых функциональных продуктов.

Россия остается крупнейшим рынком масложировой продукции в Восточной Европе, обеспечивающим более 40% общих розничных продаж региона в стоимостном выражении. По прогнозам Euromonitor International, в период с 2007 по 2012 годы рынок масложировой продукции ожидает рост на 12% в постоянных розничных ценах.

Жиры, масла и жировые продукты на их основе занимают важное место в питании человека. Они обладают высокой пищевой и биологической ценностью, так как содержат в своем составе сбалансированные и легко усвояемые жиры, белки, углеводы, минеральные вещества и витамины. В состав пищевых жиров входят фосфолипиды, которые принимают участие в формировании клеточных и внутриклеточных мембран, участвуют в процессе свертывания крови, способствуют утилизации белка и жира в тканях, предупреждают жировую инфильтрацию печени. Кроме того в пищевых жирах содержатся различные стерины (в-ситостерин, холестерин). Растительные стерины в отличие от животных по действию на организм резко отличаются. Они препятствуют отложению холестерина и предупреждают развитие желче-каменной болезни. Жиры являются источниками жирорастворимых витаминов А, D, Е, К.

Создание и активное внедрение в структуру питания продуктов массового потребления, в том числе и масложировых, полезных для здоровья благодаря наличию в составе физиологически функциональных ингредиентов, является приоритетным направлением развития пищевой отрасли.

1.2 Этапы создания майонезов функционального назначения В общем виде преобразование традиционного жирового продукта в функциональный можно представить как поэтапные изменения его ингредиентного состава и технологических приемов формирования свойств. Совокупность этих изменений и составляет основу технологии функционального продукта. Основные аспекты формирования функциональных свойств майонезов предусматривает решение ряда задач, к которым относятся [2]:

уменьшение калорийности за счет снижения массовой доли растительных масел, создание стабильных низкожирных майонезов с хорошими органолептическими свойствами; выбор гидроколлоидов белковой (молочные белки, казеин, пшеничная клейковина) или полисахаридной (модифицированные крахмалы, ксантановая и гуаровая камеди, камедь рожкового дерева, пектин, инулин, гуммиарабик) природы, обеспечивающих заданную структуру продукта;

улучшение жирнокислотного состава жировой фазы путем использования в рецептурных составах купажированных растительных масел;

снижение содержания в рецептурах или полное исключение из составов майонезов холестеринсодержащего сырья путем повышения эмульгирующей способности яичных продуктов или их замены на растительные фосфолипиды или другие поверхностно-активные вещества;

обогащение майонезов не только жирорастворимыми (A, D, E, в-каротином), но и водорастворимыми витаминами, а также пищевыми волокнами, в том числе — с пребиотическими свойствами;

увеличение сроков хранения, предотвращение микробиологической, гидролитической и окислительной порчи майонезов путем использования добавок натурального происхождения с высокой антиоксидантной активностью — токоферолов, растительных экстрактов (Рис. 1.1).

Основные аспекты формирования функциональных свойств майонезов Рис. 1.1.

В данной квалификационной работе будет уделено внимание улучшению жирнокислотного состава жировой фазы майонеза путем использования в рецептурных составах купажированных растительных масел, так как базовым критерием функциональности МЖП является именно их жирнокислотный состав.

1.3 Использование эссенциальных жирных кислот для повышения функциональных свойств жировых продуктов В настоящее время продукты функционального питания составляют не более 3% всех известных пищевых продуктов. Прогнозируется, что в ближайшие один-два десятилетия потенциал европейского рынка функциональных продуктов превысит 30% всех реализуемых продуктов питания. Согласно исследованиям маркетингового агентства a2z marketing наиболее динамично развивающиеся продуктовые группы в секторе функциональных продуктов питания — молочная и масложировая [4], поэтому развитие функциональных масложировых продуктов имеет хорошие перспективы.

Выяснению многогранной роли пищевых жиров в обеспечении процессов жизнедеятельности организма посвящено значительное число биохимических и физиологических исследований и работ [5−8]. Биологические свойства масел и жиров обусловлены жирнокислотным и триглицеридным составами, а также наличием в них биологически активных соединений (токоферолов, стеролов, фосфолипидов, каротиноидов и др.). Однако базовым критерием функциональности этих продуктов является их жирнокислотный состав. Поэтому не случайно одним из этапов в преобразовании традиционного жирового продукта в функциональный является изменение состава жировой фазы путем подбора сбалансированной по количеству и соотношению полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) жировой основы [9,10].

Характеристикой оптимального жирнокислотного состава растительных масел является его сбалансированность по соотношению эссенциальных жирных кислот, представленных в пищевых продуктах двумя основными классами щ-3 (б-линоленовая эйкозапентаеновая, докозагексаеновая) и щ-6 (линолевая, г-линоленовая, арахидоновая).

Необходимо отметить, что ПНЖК относятся к эссенциальным факторам питания и их содержание должно постоянно составлять от 4 до 6% его энергетической ценности. ПНЖК могут поступать в организм человека с рационом питания в разных количествах, но реализация их биологического действия возможна только при соблюдении конкретного соотношения кислот щ-6 и щ-3. В соответствии с рекомендациями Института питания соотношение ПНЖК семейства щ-6/ПНЖК щ-3 в рационе здорового человека должно составлять 10:1, а в случаях патологии липидного обмена 5:1 и даже 3:1. Анализ же результатов мониторинга за фактическим питанием населения свидетельствует о том, что реально эти ПНЖК поступают в организм в соотношении от 10:1 до 30:1. Таким образом, мы постоянно испытываем дефицит ПНЖК семейства щ-3.

Исследование жирнокислотного состава природных масел показало, что в природе не существует «идеального» масла с составом, обеспечивающим поступление в организм человека необходимых жирных кислот в нужном количестве и правильном соотношении.

По мнению авторов [8,12] существует несколько путей обеспечения организма ПНЖК:

— создание генномодифицированных источников растительных масел с высоким содержанием ПНЖК, в том числе щ-3;

— увеличение в питании доли масел с повышенным содержанием щ-3-ПНЖК (льняное, рыжиковое, рапсовое масла);

— применение в питании биологически активных добавок в виде масляных препаратов и порошков с высоким (до 30%) содержанием ПНЖК щ-3;

— получение и применение в питании купажированных растительных масел с требуемым содержанием и соотношением кислот щ-6 и щ-3;

— использование купажированных растительных масел в производстве продуктов питания (молочные, эмульсионные продукты, продукты детского питания).

Наиболее эффективным направлением создания жировых продуктов функционального назначения со сбалансированным по составу и соотношению ПНЖК семейств щ-6 и щ-3 является создание купажированных растительных масел. В МГУПП в конце 1990;х г. г. была сформирована концепция создания таких продуктов, а совместно с Центром инновации и развития «Здоровый продукт» предложена технология их получения, включающая систему расчета оптимального жирнокислотного состава. Общая идеология получения купажированных масел изложена авторами в работе.

Преимущества использования растительных масел для коррекции недостаточности ПНЖК перед содержащими их биологически активными добавками и лекарственными препаратами заключается в том, что растительные масла являются традиционными пищевыми продуктами, не дают осложнений и побочных реакций в организме, а также значительно дешевле биологически активных добавок, что важно для малообеспеченных групп населения.

Для создания купажей из растительных масел рекомендуется использовать наиболее доступные, технологически удобные и широко используемые в производстве растительные масла. Так согласно приведенным данным россияне потребляют в основном подсолнечное (86,5%), а также кукурузное (2,2%), оливковое (1,2%) и другие (10,1%) масла. К сегменту «другие» относятся рапсовое и соевое масло, а также продукция смешанных сортов. Поэтому для составления купажей большинство авторов (табл.1) использовали именно эти масла.

Примеры купажей сбалансированных по составу состоящие из двух или трех видов наиболее распространенных масел (подсолнечного, соевого, кукурузного, оливкового) приведены в работах [14−16,33]. По мнению авторов полученные ими смеси имеют приемлемые вкусовые характеристики и коммерчески привлекательны. Они могут являться функциональными продуктами питания и непосредственно использоваться в пищу в качестве салатного масла, либо могут быть использованы в качестве жировой основы майонезов и соусов.

Однако, проведенные авторами органолептические исследования купажей на основе соевого масла показали, что его содержание в составе купажей не должно превышать 20−30%, чтобы не ухудшать вкусовые качества салатных масел. В качестве альтернативы авторы предлагают включать в купаж низкоэруковое рапсовое масло. Рапсовое масло содержит в своем составе достаточное количество линоленовой кислоты (7−15%) и сравнительно небольшое количество линолевой (15−25%). Несмотря на то, что масло сложно проходит процесс рафинации, оно в последние годы находит все большее применение и включается в состав купажей в достаточно больших количествах [15−20]. Подготовлена и утверждена нормативная документация на рафинированные растительные масла «Калитва"тм на основе подсолнечного, соевого и рапсового масел (ТУ 9141−002−51 303 328−00).

В ряде работ [15, 22−27] в качестве масел обеспечивающих основное соотношение жирных кислот щ-6/щ-3 предлагается использовать оливковое и льняное масла, а в качестве дополнительных, корректирующих масел — наиболее подходящие по жирнокислотному составу кукурузное, подсолнечное и хлопковое. В работах [28−29] предлагается использовать купаж из трех масел: подсолнечного, соевого и льняного. Однако как отмечают авторы работ [14,15] композиции растительных масел, имеющие в составе льняное масло, рекомендуется употреблять только в холодном виде, не подвергая тепловой обработке. При этом массовая доля льняного масла в композициях не должна превышать 5% [15], так как оно обладает специфическим запахом, что может негативно сказаться на органолептических характеристиках получаемых купажированных растительных масел. По мнению авторов [14], льняное масло является нестойким при хранении, композиции на его основе будут быстрее прогоркать, поэтому использование его в создании смесей вообще нецелесообразно.

Таблица 1.1.

Примеры купажей растительных масел

Однако, как считают авторы работы для повышения стойкости купажированных масел к окислению необходимо просто разрабатывать дополнительные меры по их защите от подобных воздействий.

Начато использование для купажирования масел из нетрадиционного для отрасли сырья (тыквы, арбуза, расторопши, амаранта, масла из зародышей пшеницы и т. д.), обладающих наряду с пищевыми достоинствами биологически активными и фармакологическими свойствами. Возрождается производство конопляного и рыжикового пищевых масел, содержащих высокое количество линоленовой кислоты и обладающих фармакологическими свойствами. О растительных маслах нового поколения в структуре питания населения рассказано в статьях [8, 30−31].

Перспективным направлением является купажирование подсолнечного и рыжикового масел [21,32−34]. По мнению авторов работы специфический «травянистый» вкус рыжикового масла проявляется в купаже в меньшей степени, если его содержание составляет 15−30%.

Одним из масел с высоким содержанием ПНЖК и рекордсменом по содержанию токоферолов является масло зародышей пшеницы, которое включено в ряд купажей [17,19, 21, 35−37]. Из-за его высокой стоимости содержание масла в купажах обычно не превышает 1−5%. Однако вынесение фармакологической направленности его действия на этикетку может резко повысить рейтинг продукции и продвижение её на рынке. Подготовлена и утверждена нормативная документация на масло «Здравное» на основе подсолнечного и рыжикового масел (как рафинированных, так и нерафинированных) ТУ 9141−012−340 448 159−03, а также на нерафинированное растительное масло «Калитва"тм на основе подсолнечного, льняного масел и масла зародышей пшеницы (ТУ 9141−003−51 303 328−00).

Сообщается о разработке ряда эмульсионных жировых продуктов, которые содержат в купаже тыквенное масло (источник ПНЖК щ-6) и масло расторопши (источники ПНЖК щ-3) [37−41], а также жировых продуктов, содержащих в своем составе пшеничное, ячменное, облепиховое, просяное, ореховое, абрикосовое масла, масло лесного ореха и авокадо [36,42−44]. Однако столь редкие для масложировой промышленности и производимые в небольших объемах данные виды растительных масел на наш взгляд не смогут найти широкого применения для производства продуктов массового потребления и их можно рассматривать только в качестве биологически активных добавок к пище.

Поэтому не случайно проводимые ВНИИ жиров разработки купажированных масел функционального назначения касаются использования для купажирования и обогащения функциональными ингредиентами наиболее доступных, технологически удобных и широко используемых в производстве растительных масел. Так разработаны и научно обоснованы наиболее рациональные жирнокислотные составы смесей растительных масел: салатное масло на основе смеси подсолнечного и рапсового (Масло «Новое»), подсолнечного и соевого (Масло «Сибирское», «Буковинское»), подсолнечного и хлопкового (Масло «Восточное»). Разработана рецептура и отработана технология получения масел для профилактического питания, представляющих собой смеси пищевых растительных масел (подсолнечного и соевого или подсолнечного и льняного), обогащенных витамином Е («Тонус-1» и «Тонус-2»); масел подсолнечного, соевого и кукурузного, обогащенных витамином, А («Корона изобилия»); масел подсолнечного, соевого и кукурузного, обогащенных витамином Е («Мечта хозяйки»).

Подобные разработки есть и в республике Беларусь. Специалистами «Научно-практического центра Национальной академии наук Беларуси по продовольствию разработана рецептура «Масло «Золотистое» на основе рапсового и подсолнечного масла в соотношении 70:30, масло «Лянок» состоит из смеси подсолнечного и льняного масла в соотношении 90:10, масло «Белорусское» включает подсолнечное, рапсовое и льняное масла в соотношении 68:30:2 соответственно. Исследования жирнокислотного состава купажированных масел показали, что в «Золотистом» соотношение жирных кислот щ-6/щ-3 составляет 5:1, «Белорусском» — 11:1, «Лянок» — 8,5:1. Для организации выпуска купажированных масел разработаны технические условия «Масла пищевые купажированные».

В Украине фирмой ООО «Дэльфа» разработана серия салатных масел функционального назначения «Богатырское», «Целительное», «Пикантное». В состав композиций включены такие растительные масла, как льняное, рыжиковое, подсолнечное, горчичное, кукурузное, виноградное, кунжутное, тыквенное, арбузное.

Результатом многолетней работы ВНИИ жиров стал утвержденный СТО ВНИИЖ 001−334 534−2007 «Масла растительные — смеси с оптимизированным жирнокислотным составом». В данном стандарте представлены 11 рецептур смесей, состоящих также из доступных, технологически удобных масел — в основном подсолнечного и пяти других видов масел — соевого, рапсового, кукурузного, оливкового, горчичного разной степени очистки. Стандарт преследует цель расширить ассортимент масел со сбалансированным жирнокислотным составом и установить единые требования к смесям масел.

1.4 Использование эссенциальных жирных кислот для повышения функциональных свойств майонезов Классический высококалорийный майонез имеет повышенную долю жировой фазы. В качестве жировой основы (фазы) майонезов в России обычно используется подсолнечное масло или другие растительные масла в соответствии с ГОСТ 30 004.1−93, которые не сбалансированы по составу и соотношению ПНЖК семейств щ-6 и щ-3, уровень ПНЖК группы щ-3 низкий. Поэтому необходимо вводить в жировую фазу растительные масла со сбалансированным составом ПНЖК. Это достигается методом купажирования ряда растительных масел.

Ранее были выполнены исследования по созданию рецептур двухи трехкомпонентных купажированных масел и их применению в качестве базовых жировых основ в майонезах (табл 1.2).

Таблица 1.2.

Состав купажированных масел, использованные в качестве жировой основы майонезов [33]

Сейчас многие исследователи развивают это направление. При этом все опираются на принцип сбалансированности ЖКС по щ-6/щ-3, по соотношению насыщенных, мононенасыщенных и полиненасыщенных жирных кислот. В работе предложен купаж состоящий из кукурузного масла (50%) и масла зародышей пшеницы (50%), при этом соотношение щ-6/щ-3 в готовом продукте составляет 7: 1. Такое соотношение достигается за счет применения дробленого миндаля в рецептуре жирового продукта 40%-ной жирности.

В исследованиях[49] предложена технология растительно-жировой пасты на основе подсолнечного масла и семян зародышей пшеницы, полученной с целью наиболее полного извлечения и сохранения биологически активных веществ зародышей пшеницы в процессе измельчения семян в масляной фазе. Соотношение щ-6/щ-3 в растительно-жировой пасте 5,5: 1.

Перспективным направлением является купажирование подсолнечного масла с рыжиковым, которое имеет соотношение ПНЖК щ-6:щ-3 от 0,45:1 до 2,25:1. В подсолнечном масле оно составляет приблизительно 1050:1 (см. таблицу 1.3).

Таблица 1.3.

Состав жирных кислот масел, отн.% [32]

Рекомендуемое соотношение ПНЖК щ-6:щ-3 для здорового и профилактического питания составляет от 3:1 до 10:1. Отличительной особенностью рыжикового масла является и повышенное содержание токоферола 60−100 мг%.

На кафедре органической химии МГУПП было разработано купажированное масло «Здравное» на основе рыжикового масла, соотношение ПЖНК щ-6:щ-3 в котором может достигать 5:1 или 10:1. Состав жирных кислот заданного купажа приведен в таблице 1.3. Специфический «травянистый» привкус рыжикового масла проявляется в купаже в меньшей степени, так как его доля составляет 15−30%. Масло «Здравное» авторы применяли при создании рецептур майонезов различной степени жирности: низкокалорийные (30−35% жира), среднекалорийные (40−45%) и высококалорийные (67−70% жира). За счет этого удалось улучшить жировую основу продуктов, сделать ее полезной для организмов.

Поэтому в данной квалификационной работе для придания майонезу функциональных свойств, предлагается использовать в качестве жировой основы купаж состоящего из подсолнечного масла (85%) и рыжикового масла (15%), в котором соотношение ПЖНК щ-6:щ-3=10:1.

1.5 Выбор и обоснование способа производства В настоящее время существуют разные технологические схемы производства в зависимости от применяемого оборудования. Их можно разделить на непрерывные и периодические схемы, а способы производства на «горячий» («полугорячий») и «холодный».

Многие производители майонезов и соусов продолжают использовать для их переработки горячий процесс, хотя прослеживается тенденция к использованию холодного способа, предусматривающая применение модифицированного крахмала, растворимого в холодной воде. При этом модифицированный крахмал должен иметь низкую температуру клейстеризации, высокую сопротивляемость усилию сдвига, высокую стабильность к кислой среде и небольшую тенденцию к ретроградации и синерезису; он должен придавать хорошие вкусовые характеристики.

При холодном способе все компоненты смешиваются при комнатной температуре. Этот метод используется при производстве высококалорийный майонезов. При производстве данным способом низкои среднекалорийных майонезов необходимо очень строго выдерживать достаточную низкую кислотность продукта, соблюдать дозировку сахара и соли для получения оптимального содержания сухих веществ и дополнительно добавлять консервант для увеличения сроков хранения продукции. К недостаткам этого метода относятся высокая кислотность продукта, присутствие консерванта и необходимость использования гидроколлоидов, например, модифицированных крахмалов.

При полугорячем способе производства основные компоненты добавляются в воду, нагретую до 95оС, с целью их пастеризации. Затем пастеризованная масса охлаждается до температуры не выше 65оС, и только после этого в нее добавляют эмульгатор и масло. Этот способ позволяет исключить недостатки, присущие холодному способу (однако, резкое снижение кислотности не рекомендуется). В данной квалификационной работе выбираем горячий способ производства майонеза.

2.ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1Ассортимент и характеристика выпускаемой продукции Майонезы можно разделить на группы по различным признакам: составу основных компонентов и добавок, назначению, консистенции и т. д.

ООО «Ивановский молочно-жировой комбинат» выпускает большой ассортимент майонезной продукции, представленный в таблице 2.1.

Таблица 2.1.

Ассортимент майонезной продукции на ООО «Ивановский молочно-жировой комбинат»

В данной квалификационной работе рассматривается производство майонеза «Провансаль классический». Согласно ГОСТ 30 004.1−93 майонез «Провансаль классический» должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 2.2 и 2.3.

Таблица 2.2.

Органолептические показатели майонеза «Провансаль классический»

Таблица 2.3.

Физико-химические показатели майонеза «Провансаль классический»

По микробиологическим показателям майонез должен соответствовать требованиям Федерального закона, Технический регламент на масложировую продукцию «от 24 июня 2008 г. № 90-ФЗ и по СанПиН 2.3.2.560−96, указанным в табл. 2.4.

Таблица 2.4.

Санитарно-гигиенические показатели майонеза «Провансаль классический»

2.2 Характеристика сырья, вспомогательных материалов и энергоресурсов Для производства майонеза применяется сырье и вспомогательные материалы, предусмотренные ГОСТ 30 004.1−93 «Майонезы. Общие технические условия», в том числе импортные по сертификатам фирм-производителей, разрешенные органами Госсанэпиднадзора, по качеству не ниже требований, установленных нормативными документами, указанными в ГОСТ 30 004.1−93.

Сырье, приходящее на предприятие, должно соответствовать характеристикам, указанным ниже (табл.2.5−2.18).

Таблица 2.5.

Характеристика воды ГОСТ Р 51 232−98

Таблица 2.6.

Характеристика подсластителя «СЛАДИН 200 К» по НТД

Таблица 2.7.

Характеристика бензоата натрия Е211 по НТД

Таблица 2.8.

Характеристика сорбата калия Е 202 по НТД

Таблица 2.9.

Характеристика кислоты уксусной по ГОСТ 61–75

Таблица 2.10.

Характеристика натрия двууглекислого по ГОСТ 2156–76

Таблица 2.11.

Характеристика ЭДТА по ГОСТ 10 652–73

Таблица 2.12.

Кислота лимонная пищевая ГОСТ 908–2004

Таблица 2.13.

Соль поваренная пищевая «Экстра» ГОСТ Р51 574−2000

Таблица 2.14.

Характеристика масла подсолнечное рафинированного

дезодорированного «высший сорт» по ГОСТ Р 52 465−2005

Таблица 2.15.

Характеристика масла рыжикового рафинированного по ГОСТ 10 113–62

Таблица 2.16.

Характеристика стабилизатора Стабимульс MRH 101 по НТД

Таблица 2.17.

Характеристика в-каротина по НТД

Таблица 2.18.

Характеристика ароматизатора идентичного натуральному «Горчица»

по НТД

На предприятии используется вода, забор которой делается из артезианских скважин, находящихся на территории предприятия; электричество берется из городской электрической сети.

На территории предприятия находится котельная, которая обеспечивает завод паром с давлением 4 МПа.

2.3 Обоснование состава композиции Майонез «Провансаль классический» на предприятии производят по рецептуре указанной в таблице 2.19. В отличие от действующего производства в рецептуру внесены изменения; в качестве жировой основы используется купаж из двух масел. Предлагаемая рецептура также дана в таблице.

Таблица 2.19.

Рецептура майонеза «Провансаль классический»

Масло подсолнечное рафинированное дезодорированное, масло рыжиковое рафинированное В качестве жировой основы в майонезе используется купаж подсолнечного и рыжикового масел. Растительные масла относятся к классу липидов.

По химическому строению липиды являются производными жирных кислот, спиртов, альдегидов, построенных с помощью сложноэфирной, простой эфирной, фосфоэфирной, гликозидной связей. Растительные масла представляют собой на 94…96% триацилглицерины высших жирных кислот. Оставшуюся часть масла представляют вещества, близкие к жирам (например, фосфолипиды, стерины, витамины), свободные жирные кислоты и другие компоненты.

Но все же основным компонентом являются триацилглицерины.

Подсолнечное масло получают из семян однолетнего растения подсолнечника. Доминирующими в составе триацилглицеринов подсолнечного масла являются линолевая (63%) и олеиновая (26%) жирные кислоты.

Подсолнечное масло (ГОСТ 1129−73) вырабатывают рафинированным, нерафинированным и гидратированным. Для производства майонеза используют рафинированное дезодорированное масло. Рафинированное дезодорированное масло должно быть «обезличенным», без вкуса и запаха.

Так же в данной квалификационной работе предлагается использовать не одно подсолнечное масло, а его купаж с рыжиковым маслом для повышения биологической ценности майонеза.

Рыжиковое масло (ГОСТ 10 113−62) вырабатывают из семян рыжика. Для производства майонеза применяют рафинированное рыжиковое масло. Основными кислотами, входящими в состав рыжикого масла, являются линолевая (18%) и линоленовая (37%). Таким образом, данное масло выступает в купаже в качестве источника жирных кислот семейства щ-3.

Стабилизатор «Стабилан М» — пищевая добавка, относится к группе стабилизаторов.

Загустители — вещества, увеличивающие вязкость пищевых продуктов, то есть загущающие их. Гелеобразователями (желеобразователями) называются вещества, способные в определенных условиях образовывать желе (гели) — структурированные дисперсные системы. Загустители и гелеобразователи позволяют получать пищевые продукты с нужной консистенцией, улучшают и сохраняют структуру продуктов, оказывая при этом положительное влияние на вкусовое восприятие. Благодаря способности связывать воду загустители и гелеобразователи стабилизируют дисперсные системы: суспензии, эмульсии, пены. Они почти всегда одновременно выполняют другие технологические функции: стабилизаторов и влагоудерживающих агентов. Четкое разграничение между гелеобразователями и загустителями не всегда возможно. Поэтому в пищевой промышленности всего мира такое широкое применение находят смеси загустителей и гелеобразователей. Чаще всего их называют стабилизаторами, стабилизационными системами или стабилизаторами — загустителями.

Загустители являются гидроколлоидами. Их молекулы представляют собой линейные или разветвленные цепи, свернутые в клубки. Благодаря особенностям своей структуры и многочисленным полярным группам, особенно гидроксильным, загустители, добавленные к пищевому продукту, вступают во взаимодействие с имеющейся в нем водой. Полярные молекулы воды располагаются при этом вокруг полярных групп загустителя. Благодаря сольватации, которая часто сопровождается раскручиванием молекулы, подвижность молекул воды ограничивается, а вязкость раствора возрастает. Макромолекулы, которые при набухании частично или полностью переходят в вытянутое состояние, в наибольшей степени увеличивают вязкость, так как гидродинамическое сопротивление длинных вытянутых полимерных цепей является наибольшим. Вязкость возрастает экспоненциально с увеличением длины цепи.

В данной квалификационной работе в качестве стабилизатора используют «Стабилан М». В его состав входит: гуаровая камедь (Е 412), ксантановая камедь (Е 415), натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы (Е 466), камедь плодов рожкового дерева (Е 410).

Ксантановая камедь (Е 415) является очень сильным загустителем, чье действие совершенно не зависит от кислот, солей, нагрева и механического воздействия. При взаимодействии с другими загустителями, особенно с камедью рожкового дерева, ксантан образует тиксотропные, плавящиеся при 80…90°С, гели. Благодаря химической стабильности и независимости от внешних воздействий ксантан особенно пригоден для загущения и/или желирования сильнокислых и солесодержащих продуктов. Он оказывает хорошее стабилизирующее действие на эмульсии, суспензии и пены. В майонезах ксантан используется обычно в количестве 1…4 г/кг.

Камедь рожкового дерева (Е 410) широко используется в качестве загустителя благодаря тому, что на нее не влияют кислоты, соли и нагревание (как и на гуаран). При смешении с ксантаном, каррагинаном, гелланом, агаром или альгинатом камедь бобов рожкового дерева усиливает желирующее действие последних. В майонезах камедь рожкового дерева используется в количестве 5…10 г/кг.

Гуаровая камедь (Е 412) используется для загущения и стабилизации майонезов в количестве до 1,0%. Высокая степень разветвления молекулы обеспечивает хорошую растворимость гуаровой камеди даже в холодной воде. Однопроцентный раствор камеди обладает псевдопластическими и тиксотропными свойствами, имеет вязкость 3000…7000 сПз, которая почти не изменяется при добавлении солей и кислот.

Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) в форме натриевой соли (Е 466) является одной из самых популярных пищевых добавок. Она хорошо растворима в холодной и горячей воде, однако является ионогенным эфиром целлюлозы, и ее действие зависит от концентрации соли и других свойств среды. Обычно дозировка составляет 1…8 г/кг.

Бензоат натрия (Е 211) — пищевая добавка, относиться к группе консервантов.

Сорбат калия (Е202) — пищевая добавка, также относится к группе консервантов.

Консервантами называются вещества, подавляющие развитие микроорганизмов. Тем самым предотвращается микробиологическая порча пищевых продуктов, что увеличивает сроки их годности в несколько раз.

Консерванты можно условно разделить на собственно консерванты и вещества, обладающие консервирующим действием (помимо других полезных свойств). Действие первых направлено непосредственно на клетки микроорганизмов (замедление ферментативных процессов, синтеза белков, разрушение клеточных мембран и т. п.), вторые отрицательно влияют на микробы, в основном, за счёт снижения рН среды, активности воды или концентрации кислорода. Соответственно, каждый консервант проявляет антимикробную активность только в отношении части возбудителей порчи пищевых продуктов. Иными словами, каждый консервант имеет свой спектр действия. Поэтому эффективным является совместное использование нескольких консервантов разного спектра действия и сочетание консервантов с физическими способами консервирования (сушкой, нагреванием, охлаждением и т. д.).

В производстве майонезов могут применяться консерванты на основе сорбиновой и бензойной кислот — собственно сорбиновая и бензойная кислоты, сорбат калия, сорбат кальция, бензоат натрия. Бензойная и сорбиновая кислоты сами по себе имеют слабокислую реакцию, поэтому снижение pH для повышения эффективности консервирующего действия достигается добавлением лимонной или уксусной кислот.

Поскольку микроорганизмы размножаются в основном в водной фазе, где и должен быть распределен консервант, а сорбиновая и бензойная кислоты практически нерастворимы в воде, используют их соли. Антимикробная активность молей и их кислот одинакова.

Для усиления эффекта консерванты часто применяют в различных сочетаниях. Для увеличения сроков хранения майонезов считается эффективным сочетание сорбата калия и бензоата натрия в соотношении 1:1. Допустимые концентрации для бензоата натрия — 1000 мг/кг, для сорбиновой кислоты и ее солей в пересчете на сорбиновую кислоту — 800 мг/кг.

Благодаря отсутствию влияния на вкус и проявлению консервирующего действия в слабокислой среде (при pH < 6,5), сорбиновая кислота и бензоат натрия применяются для увеличения сохранности майонезов. Антимикробное действие консервантов на основе солей бензойной кислоты направлено, в основном, против дрожжей и плесневых грибов, включая афлатоксинобразующие.

Сорбат калия оказывает угнетающее действие на дрожжи, плесневые грибы и некоторые виды бактерий, блокируя ферменты. Однако он только замедляет развитие микробов; поэтому добавлять сорбат имеет смысл только в гигиенически чистые пищевые продукты и сырьё. Некоторые микроорганизмы могут даже расщеплять и усваивать сорбат.

Сорбат калия проявляет антимикробное действие только при рН ниже 6,5. Он химически стабилен. В кислой среде сорбат калия легко превращается в сорбиновую кислоту, которая в воде малорастворима и может выпадать в осадок. Пищевые эмульсии с высоким содержанием жира рекомендуется консервировать сорбатом, поскольку водная фаза майонеза в значительно большей степени подвержена микробиологической порче, чем жировая.

Количество консерванта, вносимого в майонезную продукцию, определяют с учетом следующих правил:

— эффективность консерванта выше в кислой среде: чем выше кислотность продукта, тем меньше требуется консерванта;

— майонезы пониженной калорийности с высоким содержанием воды легче подвергаются бактериальной порче, поэтому количество вносимого консерванта увеличивается на 30−40%;

— добавление сахара, соли, уксуса и других веществ, обладающих консервирующим действием, снижает требуемое количество консерванта;

— применяемые в производстве майонеза консерванты на основе сорбиновой и бензойной кислот являются термостойкими соединениями, но могут частично улетучиваться с паром.

Уксусная кислота (CH3COOH) — пищевая добавка, относится к группе регуляторов кислотности.

Лимонная кислота (Е330) — пищевая добавка, относится также к группе регуляторов кислотности, стабилизаторов и комплексообразователей.

Вещества, устанавливающие и поддерживающие в пищевом продукте определенное значение pH, называются регуляторами кислотности. Добавление кислот снижает pH продукта, добавка щелочей увеличивает его, а добавка буферных веществ поддерживает pH на определенном уровне.

Пищевые кислоты (уксусная или лимонная) при добавлении в майонезы являются как вкусовыми добавками, так и консервантами. Снижая pH низкокалорийных эмульсий с 6,9 до 4,0 — 4,7, они препятствуют размножению нежелательных микроорганизмов. Лимонная кислота более мягкая, придает майонезам изысканный вкус.

Уксусная кислота не имеет законодательных ограничений, ее действие основано главным образом, на снижении pH продукта, проявляется при содержании выше 0,5% и направлено, главным образом против бактерий.

Уксусная кислота выпускается в виде эссенций (с содержанием 70−80%) или столового уксуса (в технологии майонезов используют только столовый уксус с содержанием уксусной кислоты 9%). Уксус вводят в смесь на заключительной стадии процесса во избежание разрушения эмульсии.

Натрий двууглекислый (NaHCO3) — пищевая добавка, относится к группе веществ, ускоряющих и облегчающих ведение технологических процессов. В производстве майонезов выступает в роли регулятора кислотности.

Вещества, устанавливающие и поддерживающие в пищевом продукте определенное значение pH называются регуляторами кислотности. Добавление кислот снижает pH продукта, добавка щелочи, в том числе гидрокарбоната натрия, увеличивает его, а добавка буферных веществ поддерживает pH на определенном уровне. Добавкой натрия двууглекислого можно «нейтрализовать» сильнокислые растворы, то есть сделать их слабокислыми. Гидрокарбонат натрия увеличивает стойкость майонезной эмульсии, предотвращает ее расслоение.

Соль «Экстра» — пищевая добавка, относится к группе веществ, улучшающих вкус продуктов. С химической точки зрения, соль — это хлорид натрия (NaCl) — бесцветные твердые кристаллы, хорошо растворимы в воде. В производстве майонеза применяется в качестве вкусовой добавки и консерванта наряду с сахаром.

Хлорид натрия (поваренная соль) придает продуктам привычный соленый вкус. При ряде заболеваний (гипертония, ишемическая болезнь сердца, заболевания почек и т. д.) больным не рекомендуется употребление соли из-за содержащегося в ней натрия; что бы сохранить привычный для них вкус знакомых продуктов используют заменители соли, не содержащие ионов натрия: калиевые, кальциевые, магниевые соли органических и неорганических кислот. Они имеют соленый вкус, но не типичный вкус хлорида натрия, поэтому часто их смешивают или разбавляют ими поваренную соль.

Ароматизатор идентичный натуральному «Горчица» — пищевая добавка, относится к группе ароматизаторов.

Под ароматизаторами или ароматическими веществами понимают всю гамму обладающих запахом (ароматом) веществ, специально вносимых в пищевые продукты. Они придают готовому продукту специфический (привычный или особенный) аромат.

В производстве майонезов в основном применяется ароматизатор идентичный натуральному «Горчица». Ароматизатор «Горчица» изготавливают из семян растения горчицы, а действующим началом являются синигрин и синальбин, которые расщепляются с образованием аллилового горчичного масла, придающего специфический горьковатый вкус и запах.

Он позволяет полностью исключить из рецептуры майонеза горчичный порошок и при этом сохранить привычный вкус классического майонеза, а также позволит сохранить аромат и остроту горчицы на протяжении всего срока хранения продукта. Заменой данного ароматизатора может служить хрен.

в-каротин — пищевая добавка, относится к группе красителей.

Красители подразделяются на натуральные и синтетические. Натуральные красители получают из растительного и животного сырья, а синтетические красители получают искусственным путем. В производстве майонезов могут быть использованы следующие красители: куркумин (Е100i); турмерик (Е100ii); тартразин (Е102); желтый «солнечный закат» (Е110); хлорофилл, медные комплексы хлорофиллов (Е140, Е141) (майонезы с травами); бета-каротин (Е160i); экстракты натуральных каротиноидов (Е160ii); экстракты аннато (Е160b); бета-апо-8-каротиналь (Е160е); свекольный красный (Е162) (майонезы с томатом).

В производстве данного майонеза используется в-каротин — пищевая добавка Е160аi относится к группе синтетических красителей (каротиноид).

в-каротин замедляет процессы окисления ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов, а также разрушает уже образовавшиеся перекиси.

Подсластитель комбинированный «Сладин 200 К». Подсластитель комбинированный Сладин 200 К содержит пищевые добавки: E952, E954.

Цикламовая ксилота (Е952) является стабильным подсластителем; сладкий вкус цикламатов при высоких концентрациях приобретает солоноватый привкус.

Сахарин (Е954) — один из самых стабильных и дешевых подсластителей. Из-за ограничений переносимости «металлического» привкуса он применяется обычно только в смесях с другими подсластителями. Сахарин не вызывает кариеса и является инсулинонезависимым подсластителем, то есть может применяться для подслащивания диабетических продуктов и напитков.

Подсластитель комбинированный Сладин 200 К имеет высокую степень сладости и применяется для полной замены сахара в рецептуре майонеза, не изменяя вкусовые характеристики конечного продукта при значительном снижении затрат. Применение Подсластителя комбинированного Сладин 200 К способствует увеличению сроков хранения майонеза и снижению его калорийности. В отсутствии данного подсластителя как сырья в производстве майонеза, могут использоваться другие подсластители и сахарозаменители, например Тауматин (Е 957) или аспартам (Е 951).

ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота) — пищевая добавка, относится к группе пищевых антиокислителей.

К пищевым антиокислителям (антиоксидантам) относятся вещества, замедляющие окисление в первую очередь ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов. Этот класс пищевых добавок включает три подкласса с учетом их отдельных технологических функций: 1) антиокислители; 2) синергисты антиокислителей; 3) комплексообразователи.

Использование антиокислителей дает возможность продлить срок хранения пищевого сырья, защищая его от порчи, вызванной окислением кислородом воздуха. Действие большинства пищевых антиокислителей основано на их способности образовывать малоактивные радикалы, прерывая тем самым реакцию автоокисления.

ЭДТА — является хорошими комплексообразователями, способными создавать стабильные комплексы с металлами, что позволяет использовать их для связывания следовых количеств металлов. Чем тяжелее и многозаряднее ион связываемого металла, тем более прочные комплексы с ним образуют ЭДТА. При производстве майонеза это свойство играет важную роль, т.к. в технологических процессах используется жесткая вода. ЭДТА связывает соли жесткости воды в комплексы, что обеспечивает ее очистку от металлов.

Заменителями ЭДТА в производстве майонезов могут служить аскорбиновая кислота и ее соли (аскорбаты).

2.4 Описание технологического процесса Подготовка сырья Дозирование сухих компонентов (соль, подсластитель комбинированный «СЛАДИН 200 К», сорбат калия, бензоат натрия) производиться с помощью бункерных электронных весов серии ВДЭ марки 50 м 50ПП (поз.6), которые имеют надвесовой бункер и весовой бункер. В процессе работы из надвесового бункера сыпучий компонент поступает потоком через открытые пневматические заслонки в емкость весового бункера. Надвесовой бункер имеет необходимую емкость для хранения сыпучих компонентов с запасом на несколько суток. Весовой бункер закреплен на тензодатчиках, при помощи которых непрерывно регистрируется вес поступающего сыпучего компонента. Как только набран необходимый вес, происходит автоматическая отсечка дозируемого потока при помощи пневмопривода. Затем автоматически происходит открытие днища весового бункера, тем самым отмеренная доза компонента поступает по трубопроводу через штуцер в смеситель (поз.4).

В комплект бункерных электронных весов входит шкаф электроавтоматики с весодозирующим контроллером управления и элементами электроавтоматики. Весовой терминал снабжен функциями счета количества отвесов и суммированием массы.

Вода для приготовления майонеза поступает из цеха водоподготовки.

Приготовление рассола В смеситель Г6-ОЛБ 1000 (поз.4) загружается рецептурное количество воды из цеха водоподготовки через расходомер (поз.5.1), засыпаются сыпучие компоненты (соль, подсластитель комбинированный «СЛАДИН 200 К», сорбат калия, бензоат натрия), при перемешивании лопастной мешалкой, рассол подогревают до температуры пастеризации 800С паром из котельной, который подается в гладкую рубашку смесителя и смесь при заданной температуре выдерживается 20 мин, затем ее охлаждают до температуры 25−300С. Охлаждение происходит путем подачи проточной холодной воды подаваемой в гладкую рубашку смесителя.

Приготовление купажа масел Из емкостей (поз.1,2) через расходомеры (поз.5.2,5.3) в расходную емкость (поз.3) поступают рецептурное количество подсолнечного и рыжикового масел соответственно. Масла поступают в емкость для смешивания с включенной мешалкой последовательно, одно за другим с нагреванием масел до температуры 30 0С. Данный способ позволяет уже с первых минут процесса купажирования осуществлять равномерное распределение объема одного масла в другом, нагревание ускоряет процесс. Часть масла расходуется на приготовление суспензии стабилизатора, часть идет на приготовление майонезной пасты.

Приготовление суспензии стабилизирующей системы В смеситель марки Г6-ОЛБ 1000 (поз.7), снабженной лопастной мешалкой (поз.35) с помощью мембранного насоса марки HMCO-50 (поз.26.1) через расходомер (поз.5.4) поступает купаж масел из емкости (поз.3). При включенной мешалке вручную загружается рецептурное количество стабилизатора «Стабилан М». Суспензия перемешивается до гомогенного состояния в течение 3−4 мин.

Приготовление майонезной пасты

В емкость марки Г6-ОЛБ 400 (поз.8) с помощью насоса (поз.26.1) через расходомер (поз.5.5) подается оставшееся количество купажа растительного и рыжикового масел из емкости (поз.3) со скоростью выхода 30−40 л/мин., с последней порцией купажа вносится в ручную рецептурное количество уксусная кислота, лимонной кислоты, ароматизатора, в-каротина, ЭДТА, двууглекислого натрия. Вся смесь перемешивается в течение 10−15 мин и поступает в гомогенизатор. Малотоннажные компоненты взвешиваются на электронных весах марки VIC-1500d1 (поз. 12), установленных в цехе.

Приготовление «грубой» майонезной эмульсии Приготовление майонеза осуществляется на установке «MULTIVAK PLANT MV-1000», которая состоит из смесительно-вакуумной емкости (поз. 9) с рамной мешалкой, которая приводится в движение электроприводом, роторно-статорного механизма (поз.18) и вакуумного насоса U 3.25 (поз.17).

В смесительно-вакуумной емкости (поз. 9) происходит сначала приготовление «грубой» майонезной эмульсии. Для этого при включенной мешалке, с помощью мембранного насоса марки HMCO-50 (поз.26.2) подается через фильтр (поз.10) рассол из емкости (поз.4), из емкостей (поз.7,8) с помощью вакуумного насоса (поз.19) гомогенизатора подается суспензия стабилизатора и майонезная паста. Приготовление «грубой» майонезной эмульсии идет при перемешивании в течение 10 минут.

Гомогенизация «грубой» эмульсии Завершающая стадия приготовления майонеза, то есть гомогенизация продукта, происходит в течение 3 мин в гомогенизирующем узле при давлении 220−250 атмосфер. Процесс гомогенизации проводиться в режиме циркуляции майонезной эмульсии по рециркуляционной трубе: смесительно — вакуумная емкость — роторно-статорный механизм — смесительно — вакуумная емкость.

Затем давление в аппарате снимают и отбирают пробу на анализ. Майонез проверяют на соответствие органолептических и физико-химических показателей. Готовый майонез перекачивают мембранным насосом марки HMCO-50 в емкость готового майонеза марки Г6-ОЛБ 1000 (поз.11), а затем в цех фасовки.

Нормы технологических режимов по отдельным стадиям производства майонеза приведены в таблице 2.20.

Таблица 2.20.

Нормы технологических режимов

2.5 Теоретические основы технологических процессов Образование эмульсии в производстве майонеза Эмульсия — гетерогенная система, состоящая из двух нерастворимых или малорастворимых друг в друге жидкостей, при этом одна жидкость (дисперсная фаза) распределена в другой (дисперсионной среде) в виде множества мелких капелек. В случае майонезов эмульсия представляет собой смесь растительного масла и водного раствора.

Майонезные эмульсии относятся к эмульсиям первого рода (или прямого типа), поскольку в них неполярная жидкость находится в полярной жидкости или «масло в воде» (в отличие от них эмульсии второго рода или обратные называют «вода в масле»).

Эмульсии бывают монои полидисперсными, т. е. содержат капельки дисперсной фазы одного или нескольких размеров. По концентрации дисперсной фазы эмульсии делят на разбавленные, концентрированные и высококонцентрированные. Разбавленные эмульсии содержат до 0,1% дисперсной фазы. Они являются высокодисперсными, диаметр капелек в них составляет порядка 100 нм, сами капельки имеют правильную сферическую форму.

К концентрированным относят эмульсии с содержанием дисперсной фазы до 74%. Это максимально возможное содержание недеформированных сферических частиц в монодисперсной (с капельками одного размера) системе. При такой концентрации эмульсии устойчивы только в присутствии эмульгатора, поскольку капли дисперсной фазы находятся в контакте и могут сливаться.

Высококонцентрированные эмульсии (с концентрацией дисперсной фазы более 74%) имеют деформированные капли, а дисперсионная среда в них часто превращается в тонкие прослойки — эмульсионные пленки.

Пищевые эмульсии, как правило, характеризуются многокомпонентностью и представляют собой сложные системы.

Эмульсия — физически неустойчивая система, стремящаяся к расслоению. Для придания эмульсиям устойчивости используют эмульгаторы — вещества, имеющие дифильное строение молекулы и способные ограниченно растворяться и в масле, и в воде, связывая эти компоненты друг с другом.

Для получения эмульсий типа «масло в воде» используют гидрофильные эмульгаторы, лучше растворимые в воде, чем в масле. Эмульгаторы адсорбируются на границе раздела фаз и снижают межфазное поверхностное натяжение, способствуя диспергированию.

Обладая дифильной структурой, т. е. имея в своем составе гидрофильные и липофильные группы, расположенные на разных концах, молекулы эмульгатора выстраиваются на границе раздела фаз и ориентируются в соответствии с правилом уравнивания полярностей Ребиндера: гидрофильные группы обращены к полярной водной фазе, а липофильные — к неполярной масляной.

Эмульгаторы имеют двойной механизм действия:

— адсорбируясь на поверхности раздела фаз, эмульгатор снижает поверхностное натяжение;

— ориентирование молекул эмульгатора на поверхности капелек дисперсной фазы придает им электрический заряд, способствующий отталкиванию.

Эмульгаторы классифицируют по:

— электрохимическому заряду в водных системах;

— отношению к растворителям;

— функциональным группам, входящим в молекулу;

— соотношению гидрофильных и липофильных групп (гидрофильно-липофильный баланс ГЛБ).

Таким образом, эмульгаторы облегчают первоначальное диспергирование и придают эмульсиям некоторую устойчивость. Однако проблему длительной устойчивости эмульсий эмульгаторы не решают.

Деэмульгированию способствуют следующие процессы, происходящие в эмульсии: расслаивание (седиментационная или кинетическая неустойчивость); флокуляция (образование агрегатов частиц дисперсной фазы); коалесценция (агрегативная неустойчивость); созревание по Оствальду.

Скорость седиментации тем выше, чем больше размер капель дисперсионной фазы и меньше вязкость дисперсной среды.

В лабораторных условиях скорость расслаивания эмульсии определяют, помещая продукт в градуированный цилиндрический сосуд, где объем выделившейся за определенное время фазы пропорционален высоте слоя.

Процесс созревания по Оствальду происходит в полидисперсных системах путем увеличения размера крупных капель за счет более мелких, вследствие повышенной растворимости вещества мелких капель в дисперсионной среде и последующего выделения этого вещества из пересыщенного раствора на поверхности крупных капель.

Устойчивость тонкодисперсных эмульсий можно повысить, увеличив вязкость дисперсионной среды. Для этого служат стабилизаторы. Эти вещества должны растворяться только в водной фазе и повышать ее вязкость путем образования коллоидных растворов.

Имея длинноцепочечную структуру, стабилизаторы обволакивают частицы дисперсной фазы, не проникая как эмульгаторы внутрь структуры, усиливают электрические заряды (укрепляют сольватные оболочки) и, таким образом, повышают устойчивость системы. Макромолекулярные гидрофильные стабилизаторы, в качестве которых чаще всего используют гидроколлоиды, образуют вязкие растворы, препятствуя седиментации.

Для создания вязкой устойчивости гелеобразной структуры низкои среднекалорийных майонезов с увеличенным содержанием воды в рецептуры добавляют загустители — структуризаторы. При использовании загустителя дисперсионная среда эмульсии превращается в гель, дополнительно препятствуя расслоению эмульсии с относительно небольшим содержанием жировой фазы.

Механизм эмульгирования заключается в образовании капелек дисперсной фазы в дисперсионной среде и их стабилизации в результате адсорбции на их поверхности эмульгатора. Для получения устойчивых концентрированных эмульсий эмульгаторы должны обладать одновременно поверхностной активностью и способностью образовывать структурированные коллоидно-адсорбционные слои. Отсюда следует, что правильный выбор эмульгатора во многом определяет качество и стабильность эмульсий.

Теоретические основы пастеризации Цель пастеризации заключается в тепловой обработке жидких продуктов и уничтожении под действием высокой температуры болезнетворных микроорганизмов. Пастеризация полностью сохраняет пищевую и биологическую ценность продукции. Эффективность пастеризации зависит от ее продолжительности и определяется степенью уничтожения болезнетворной микрофлоры.

При пастеризации продукт нагревают до температуры 63−98 °С и выдерживают при этой температуре некоторое время. При такой обработке инактивируются ферменты, погибают вегетативные формы микроорганизмов, но споры остаются в жизнеспособном состоянии и при возникновении благоприятных условий начинают развиваться. Поэтому пастеризованные продукты хранят при пониженных температурах в течение ограниченного периода времени. Пищевая ценность продуктов при пастеризации практически не изменяется.

В зависимости от вида и свойств пищевого сырья используют разные режимы пастеризации. Различают длительную (при температуре 63—65°С в течение 30−40 мин), короткую (при температуре 85−90°С в течение 0,5−1 мин) и мгновенную пастеризацию (при температуре 98 °C в течение нескольких секунд).

Гомогенизация

Гомогенизация жиросодержащих смесей необходима для раздробления жировых шариков, при этом уменьшается их отстаивание при хранении (майонез не расслаивается). В гомогенизаторе жидкость с высокой скоростью пропускается через узкую щель. При этом за счет резкого перепада давления на кромке щели гомогенизатора частицы жира раздробляются и равномерно распределяются в эмульсии.

Различные по жирности типы майонезов требуют различных давлений при гомогенизации смеси. Для высокожирных майонезов оптимальным давлением может быть 10…15 кг/кв.см, а для низкожирных (салатные приправы) — 120…130 кг/кв.см. Майонезная установка может быть оснащена как гомогенизатором с давлением 30 атм, так и гомогенизатором, обеспечивающим давление 100 атм.

Растворение Раствор — гомогенная (однородная) смесь, образованная не менее чем двумя компонентами, один из которых называется растворителем, а другой растворимым веществом, это также система переменного состава, находящаяся в состоянии химического равновесия.

Растворитель — компонент, агрегатное состояние которого не изменяется при образовании раствора. В случае же растворов, образующихся при смешении газа с газом, жидкости с жидкостью, твёрдого вещества с твёрдым, растворителем считается компонент, количество которого в растворе преобладает.

Растворение — переход молекул вещества из одной фазы в другую (раствор, растворенное состояние). Происходит в результате взаимодействия атомов (молекул) растворителя и растворённого вещества.

При растворении веществ в жидкости имеет место два процесса: 1 — разрушение кристаллической решетки, которое является эндотермическим процессом; 2 — сольватация ионов растворяемого вещества, являющейся экзотермическим процессом. Отдельно можно выделить фазу диффузии, сопровождающуюся перераспределением растворяемого вещества в молекулах растворителя. Благодаря этим процессам раствор является однородной (гомогенной) смесью.

2.6 Материальные расчеты Материальный расчёт сводиться к составлению материального баланса технологического процесса. Целью материальных расчётов является определение расходных норм по сырью на единицу массы готовой продукции (на 1 тонну), определение состава и расчёт количества отходов производства.

В производстве — аналоге заводские потери при производстве майонеза составляют 9 кг/т. В учебном проекте потери сокращаем до 5 кг/т за счёт введения в рецептуру майонеза рыжикового масла и ряда оборудования на стадиях подготовки и дозирования сырья. Установив общие потери, распределяем их по отдельным стадиям и заносим их в таблицу.

Таблица 2.21.

Общие потери при производстве майонеза «Провансаль классический»

В производстве майонеза различают 2 вида потерь:

1) Потери, связанные с химическими превращениями — испарение воды; выделение побочных продуктов реакции, например, при запаривании горчичного порошка в гомогенизаторе в процессе приготовления майонезной пасты;

2) Потери, не связанные с химическими превращениями — потери при отборе проб, потери при перекачивании компонентов рецептуры и готового продукта, потери при взвешивании, фасовке.

1. Фасовка майонеза Заводские потери на фасовку составляют 2 кг, так как в проекте на стадии фасовки не было внесено никаких изменений, то принимаем это же количество потерь.

Таким образом, на стадию фасовки должно поступить готового майонеза:

Итого:кг

2. Приготовление майонезной пасты и готовой эмульсии Заводские потери при приготовлении майонезной пасты и готовой эмульсии составляют 2 кг, так как в проекте на данных стадиях не было внесено никаких изменений, то принимаем это же количество потерь.

Таким образом, на стадии приготовления майонезной пасты и готовой эмульсии должно поступить готового майонеза:

Итого:1002+2=1004 кг

3. Хранение, подготовка, дозирование и загрузка сырья в гомогенизатор Согласно технологическому регламенту заводские потери на данной стадии составляют 5 кг. В проекте на данной стадии были установлены автоматические дозаторы для сухих и расходомеры для жидких компонентов что позволяет снизить потери до 1 кг, следовательно, на эту стадию должно поступить:

1004 + 1 = 1005 кг сырья.

Это количество потерь распределяется по отдельным компонентам в соответствии с рецептурой.

Суточные проектные нормы расхода сырья рассчитываем по формуле:

(2.1.)

где Pc — суточная производительность цеха

mс — расход сырья по рецептуре с учетом потерь (по данным материального баланса) Например: заводской расход масла М маслазав

(кг/сут.)

Проектный расход масла Ммасла (подсолн)проект

(кг/сут.)

Проектный расход масла Ммасла (рыжиковое)проект

(кг/сут.)

Годовые проектные норм расхода сырья можно определить по формуле:

Мгод проек= Мсутпроек•Тном, (2.2.)

где Тномноминальный фонд рабочего времени;

Номинальный фонд рабочего времени можно рассчитать по формуле:

Тном= Тк-Тпр-Тр, (2.3.)

где Тккалендарный фонд времени Тк=365 дней Тпрколичество праздников Тпр=12 дней Трколичество дней потраченных на капитальный ремонт за год Тр=3 дня Тном= 365−12−3=350 (дней) Мгод проек (подсолн)=17 070,425•350=5 974 648,75 (кг/год) Мгод проек (рыжиковое)=3030,075•350=1 060 526,25 (кг/год) Аналогично считаем нормы расхода другого сырья, полученные данные сводим в таблицу 2.22.

Таблица 2.22.

Полученные в результате материального расчета данные сводим в таблицу 2.23.

Таблица 2.23.

Сводная таблица материального баланса

2.7 Выбор оборудования В зависимости от различных схем производства оборудование для выпуска майонезов подразделяется на высокопроизводительные линии непрерывного или полунепрерывного действия, в которых различные стадии процесса осуществляются в разных аппаратах, расположенных последовательно, и небольшие агрегаты периодического действия для проведения всех операций в одной емкости, производительность которых изменяется в широких пределах (от 30 до 6000 л/ч).

На современном рынке оборудования РФ представлен ряд технологических линий по производству майонеза (непрерывные, полунепрерывные, периодические схемы), различающихся по производительности, времени цикла, аппаратурным решениям.

Линии непрерывного производства майонеза.

Линии непрерывного и полунепрерывного производства майонеза имеют свои преимущества и недостатки. К преимуществам относятся:

высокая производительность, возможность полной автоматизации, гарантия постоянного качества продукции, возможность легкой замены устаревших или неисправных модулей.

Недостатками непрерывных линий являются:

необходимость больших производственных площадей;

значительная материалоемкость;

большой расход моющих средств;

увеличенные потери продукта при проведении санитарно-гигиенических мероприятий.

По непрерывной и полунепрерывной технологиям работают автоматизированные высокопроизводительные линии «Джонсон» (до 1 т/ч), линии фирм «Gilder Corp.», «Cherry Barrell», «Holsum Food Co», «Stork Salat-O-Matic», «Schroeder».

Оборудование периодического действия.

Преимущества периодических линий состоят в компактности, экономичности, широком диапазоне производительности. Однако, следует сказать, что периодические линии работают эффективно только при наличии полной автоматизации.

На ряде отечественных масложировых комбинатов применяется технологическая линия фирмы Shroeder для производства майонеза производительностью 3,0 т/ч. В данной линии впервые была предложена и реализована фазная организация производства в отличие от классической технологии, предлагающей на первом этапе изготовление майонезной пасты. Было выделено четыре фазы: фаза 1 — рафинированное, дезодорированное растительное масло; фаза 2 — суспензия яичного порошка в растительном масле; фаза 3 — 9%-ный раствор уксусной кислоты; фаза 4 — водный раствор сухого молока, соды, горчичного порошка, сахарного песка и соли.

Технологическая линия Shroeder

1,2 и 5 — емкости с коническим днищем, оснащенные мешалками; 3,4 — конические емкости; 6 — насосы; 7 — расходомеры; 8 — эмульгирующее устройство типа ERS; 9 — consistator типа MD; 10 — бак готовой продукции; 11 — насос готовой продукции Рис. 2.1

В 2005 г. в соответствии с изменениями в рецептурах и технологии майонезов фирма Gestenberg Shroeder предложила пятифазную технологическую схему (рис. 2.1). Ингредиенты по фазам распределяются следующим образом: фаза 1 — водная фаза или в случае использования крахмала — водно-крахмальная суспензия; фаза 2 — стабилизационная система; фаза 3 — раствор уксусной кислоты; фаза 4 — масляная фаза; фаза 5 — раствор жирорастворимых компонентов. Фазы готовятся в отдельных емкостях, оснащенных мешалками. Для обеспечения непрерывности производства фазы 1, 2 и 5 готовятся в дублирующих емкостях. Каждая фаза перекачивается индивидуальным насосом 5 через расходомер 7 в эмульгирующее устройство типа ERS 8. Фаза 1 перед подачей в эмульгирующее устройство подвергается тепловой обработке в Consistator типа MD 9. Полученная готовая продукция после эмульгирующего устройства поступает в бак готовой продукции 10, откуда насосом 11 передается на фасование.

Компания Limitech (Дания) предлагает технологическую линию производительностью от 150 кг/ч до 5 т/ч для производства майонеза под разрежением периодическим или непрерывным методом, горячим или холодным способом (рис. 2.2). При производстве горячим способом эмульсия нагревается паром, подаваемым в рубашку или непосредственно в продукт. Ингредиенты распределяются на четыре фазы: фаза 1 — водорастворимые ингредиенты; фаза 2 — масляная суспензия яичного порошка, крахмала и стабилизаторов; фаза 3 — масляно-уксусный раствор; фаза 4 — растительное масло. Фаза 1 готовится в модуле, состоящем из цилиндрической емкости 1 с коническим днищем и крышкой, конического бункера 2, теплообменника 4 и насоса 3. Сухие ингредиенты растворяются при циркулировании воды по замкнутому кругу. Последовательно осуществляются пастеризация и охлаждение раствора. Фаза 2 готовится в модуле, состоящем из емкости с коническим днищем 5, которая оснащена мешалкой, и насоса 6. Фаза 3 готовится в аналогичном модуле, включающем емкость 7 и насос 8. Фаза 4 — растительное масло подается из емкостного хозяйства предприятия. Подготовленные фазы поочередно перекачиваются в смеситель 9 для эмульгирования. Данный смеситель оснащен водяной рубашкой для термостатирования эмульсии. Эмульгирование происходит в данном смесителе с помощью миксер — гомогенизатора, прикрепленного на коническом дне емкости под углом 30°. Майонезная эмульсия насосом 10 перекачивается в бак готовой продукции 12, предварительно пройдя через охлаждающий теплообменник 11. Далее майонез насосом 13 подается на фасование.

Технологическая линия фирмы Limitech

1- цилиндрическая емкость; 2 — конический бункер; 3, 6, 8, 10 и 13 — насосы; 4 — теплообменник; 5 — коническая емкость с мешалкой, оснащенная миксер-гомогенизатором типа A1MKVS2 — 1445; 7 — коническая емкость; 9 — смеситель; 11 — охлаждающий теплообменник; 12 — бак готовой продукции.

Рис. 2.2

Фирма FrymaKoruma (Германия) предлагает вакуум-производственную

установку с полезным объемом до 1500 л (рис. 2.3). Технологический процесс производства майонезов на установке полунепрерывным способом включает следующие основные стадии:

подготовка сухих и жидких компонентов:

дозирование, смешивание рецептурных компонентов и приготовление майонезной пасты;

гомогенизация, нагрев и охлаждение майонезной пасты; получение грубой майонезной эмульсии;

диспергирование грубой майонезной эмульсии с введением уксусного раствора.

Майонезную эмульсию готовят в расходном баке-смесителе, представляющем собой цилиндрический аппарат с коническим днищем и сферической крышкой. Для нагрева и охлаждения эмульсии предусмотрена рубашка. Аппарат установлен на опорах и крепится к базовой раме 10. Внутри аппарата установлена мешалка 3 с электроприводом 4. К валу мешалки крепятся перфорированные лопасти 2, к внутренней поверхности цилиндра — неподвижные пластины 6. Благодаря такому перемешивающему устройству обеспечивается получение в аппарате грубой эмульсии. В нижней части аппарата сливной патрубок соединен с насосом-гомогенизатором 9. Для создания разрежения в аппарате имеется вакуум-насос 8. Автоматическое управление осуществляется с пульта 1. Аппарат обеспечен патрубками для ввода и вывода компонентов, датчиками уровня, давления и температуры. В комплект установки входят расходные емкость и дозирующие устройства [6, 7].

Вакуум-производственная установка фирмы FrymaKoruma

1 — пульт; 2,7 — перфорированные лопасти; 3 — мешалка; 4 — электропривод; 5- неподвижный стержень; 6 — неподвижные пластины; 8 — вакуум-насос; 9 — насосгомогенизатор; 10 — опора установки.

Рис. 2.3

Компания Selo Food Technology В. V. (Нидерланды) предлагает технологическую линию для производства майонезов, кетчупов и дрессингов. Производство майонеза возможно холодным и горячим способом. Принципиальная технологическая схема представлена на рис. 2.4. Ингредиенты распределяются на четыре фазы: фаза 1 — крахмаленый клейстер; фаза 2 — водный раствор; фаза 3 — растительное масло; фаза 4 — жидкий яичный желток. Фаза 1 готовится в модуле, состоящем из конического бункера 1, насоса Y-stral Conti 2, конических емкостей с мешалкой 3 и 4, скребковых теплообменников 6, 7 и 8, центробежных насосов 5 и 10, и буферной емкости 9. Растворение сухих ингредиентов осуществляется при циркулировании воды по замкнутому кругу между позициями 7, 2 и 3. Последовательно осуществляются пастеризация и охлаждение раствора. Фаза 2 готовится в модуле, состоящем из емкости с коническим днищем, которая оснащена мешалкой 13 и 16, насосов 14 и 17 и теплообменника 15. Фаза 3 — растительное масло, которое из емкостного хозяйства подается насосом 11. Третья часть рецептурного растительного масла подается на гомогенизирующее устройство 18, а оставшееся рецептурное количество — на гомогенизирующее устройство 19. Фаза 4 — жидкий яичный желток, который насосом 12 подаю на гомогенизирующее устройство 18, куда одновременно поступает с помощью насоса 17 пастеризованная фаза 2. После гомогенизирующего устройства 19 полученная грубая эмульсия перекачивается в гомогенизирующее Устройство 20 для получения тонкодисперсной эмульсии, затем подается в буферную емкость 21, откуда насосом 22 подается в емкость для аккуратного смешивания 23 с крахмальным клейстером, вводимым насосом 10 из буферной емкости 9. Из емкости 23 готовый продукт поступает с помощью насоса 24 на фасование.

Технологическая схема фирмы Selo Food Technology B. V.

1 — конический бункер; 2 — позитивный насос; 3, 4 — конические емкости с мешалкой; 5, 10, 11, 12, 14, 17, 22 и 24 — центробежные насосы; 6, 7 и 8 — скребковый теплообменник; 9, 21 — буферные емкости; 13 и 16 — емкости с мешалкой; 15 — теплообменник; 18, 19 и 20 — гомогенизирующее устройство; 23 — емкость для аккуратного смешивания с U/Z мешалкой Рис. 2.4

Компания APV Systems (Дания) разработала и предложила технологическую линию для производства майонезов непрерывным способом, производительностью до 3 т/ч (рис. 2.5). Данная технологическая линия предполагает производство майонеза холодным и горячим способом с использованием трех многокомпонентных фаз: фаза 1 — водная фаза (эмульгирующая), фаза 2 — жировая фаза, фаза 3 — уксусный раствор. Водная фаза готовится в двух аппаратах специальной конструкции Flex-Mix Liquiverters® 1 и 2, работающих поочередно и обеспечивающих полное растворение сухих ингредиентов в воде при помощи лопастных мешалок чашечного типа. Водная фаза дозируется магнитными датчиками потока 3 и 4 в пастеризационную систему. В данной системе тепловая обработка осуществляется в многофункциональных скребковых теплообменниках SSHE (Scraped Surface Heat Exchanger) 5. Системой предусмотрен нагрев водной фазы, термостатирование в трубе выдержки 6 и охлаждение до заданных температур. После пастеризации водный раствор поступает в буферную емкость 7, которая обеспечивает непрерывность потока и оснащена мешалкой. Для создания предварительной эмульсии водная фаза непрерывным потоком подается насосом 8 на гомогенизирующее устройство 9, в которое одновременно из буферной емкости 10 винтовым насосом 11 через измерительное устройство 12 поступает часть масла, предусмотренного рецептурой. Далее предварительная эмульсия передается на второе гомогенизирующее устройство 13, в которое одновременно из буферной емкости 10 дозируется винтовым насосом 14 через измерительное устройство 15 оставшееся по рецептуре количество масла. Полученная «грубая» эмульсия подается на окончательное гомогенизирующее устройство 16 с одновременным врабатыванием уксусного раствора, дозируемого винтовым насосом 18 через измерительное устройство 19 из буферной емкости 17. Далее готовая продукция поступает в бак готовой продукции 20, откуда насосом 21 подается на фасование.

Технологическая схема фирмы APV Systems

1, 2 — аппараты Flex-Mix Liquiverters®; 3, 4 — магнитные датчики потока; 5 — скребковый теплообменник «SSHE»; 6 — труба выдержки; 7 — буферная емкость с мешалкой; 8, 11, 14, 18 и 21 — кулачковые винтовые насосы; 12, 15 и 19 — измерительные устройства; 10 и 17 — буферные емкости; 9, 13 и 16 — гомогенизирующие устройства; 20 — бак готовой продукции.

Рис. 2.5

Фирма SELO предлагает установки для производства майонеза периодическим или непрерывным способами. На рис. 6 приведена периодическая установка для производства майонеза холодным способом производительностью до 3,5 т/ч,. Компоненты распределяются на три фазы: фаза 1 — водная; фаза 2 — раствор жирорастворимых компонентов; фаза 3 — раствор уксусной, молочной кислот или их комбинация. В линии предусмотрена одна емкость 1 для подготовки кислот объемом 50 л; две емкости с мешалками вместимостью по 800 л для подготовки водной 3 и жировой фазы 2; 1000-литровая вакуумная емкость 4 с мешалкой и вакуумным насосом 6 и гомогенизатором 5. Все емкости для подготовки фаз установлены на тензодатчиках. Данная технологическая схема рассчитана на то, что все фазы готовятся отдельно и в соответствии с рецептурой подаются в вакуумную емкость, где происходит эмульгирование. Подготовка всех ингредиентов перед дозированием в вакуумную емкость дает следующие преимущества:

нет износа статора/ротора гомогенизатора;

минимизированная аэрация при дозировании ингредиентов в вакуумную емкость;

короткий цикл производства, что обеспечивает высокую производительность.

Периодическая линия компании SELO

1 — емкость для подготовки кислот; 2 — емкость с мешалкой, для подготовки жировой фазы; 3 — емкость с мешалкой, для подготовки водной фазы; 4 — вакуумная емкость; 5 — гомогенизатор (коллоидная мельница); 6 — вакуумный насос.

Рис. 2.6

Пастеризация происходит в вакуумной емкости. Нагрев осуществляется посредством прямого впрыска пара через инжекторы, установленные внизу вакуумной емкости.

Технические характеристики установки SELO:

Установленная мощность, кВт 50

Максимальное потребление пара, кг/ч 460

Время нагрева, мин, при 3 бар и потоке пара 460 кг/час 4

Общее потребление холодной воды, м3/ч при потоке 4 /ч 20

Температура холодной воды, ?С 4 — 8

Потребление сжатого воздуха, Н· /ч при 6 — 7

Майонезы, выпущенные на установках имеют одинаковые органолептические характеристики, стойкость и другие показатели безопасности действующие в РФ.

В данной квалификационной работе выбран периодический способ производства майонеза. Данный способ производства обеспечивает широкий диапазон производительности, что позволяет быстро реагировать на рыночные колебания спроса, широкий ассортимент продукции при небольших производственных площадях и минимуме оборудования, поэтому далее будет рассмотрено оборудование только периодического действия.

Выбор основного оборудования Выбор гомогенизатора При производстве майонезов основными аппаратами технологической линии являются гомогенизаторы (или диспергаторы), которые должны обеспечивать создание гомогенных тонкодисперсных эмульсий с заданным размером частиц. В качестве основных рабочих элементов используются высокоскоростные мешалки, гомогенизаторы высокого давления, коллоидные мельницы, роторно-статорные системы, гомогенизирующие устройства, которые комбинируются с вакуумированием продукта в герметически закрытом аппарате и перекачкой продукта «на возврат» с высокой скоростью, что позволяет достигнуть нужной степени диспергирования готового продукта.

Представим оборудование для производства майонеза некоторых ведущих немецких фирм.

«А. Штефан и сыновья ГмбX & Ko» изготовляет современные машины и установки для применения во многих областях пищевой промышленности. Для производства майонезов представляют интерес универсальные машины типа UMM/SK, универсальная вакутерм-мешалка типа VM/MC и гомогенизатор «Штефан микрокут MCH 10/2». Эти машины периодического действия могут работать как в ручном, так и в полуавтоматическом и автоматическом режимах управления процессом по заданной программе.

Агрегат «Штефан UMM/SK» имеет рациональную конструкцию, подходящую для интегрирования в уже имеющееся оборудование, он прост в обслуживании и мойке, многовариантен, позволяет получить стабильное качество производимого продукта. Машина представляет собой герметичную емкость, снабженную двойной рубашкой, в которую опущен удлиненный вал, служащий для насадки рабочего инструмента — острых ножей или перемешивающих лопастей. В комплекте имеется также транспортная лопасть для снятия особо вязких материалов со стенок и направления их к центру емкости. Одновременно с механическими в машине могут идти термические процессы: нагрев может осуществляться как прямой подачей пара, так и через рубашку. Все процессы могут проходить в условиях вакуума. Производится также мини-вариант для небольших партий опытных продуктов в лабораториях — UMM/SK 5.

Технические данные этих машин приведены в табл. 2.24.

Таблица 2.24.

Параметры ряда универсальных машин «Штефан UMM/SK»

Установка «Штефан вакутерм» разработана для производства соусов, майонезов, пищевых эмульсий, а так же супов-пюре, различных мясных и рыбных продуктов. Основной модульной системы вакутерма служит диагонально установленная герметичная рабочая емкость с пристроенным мотор — редуктором, на котором закреплена мешалка со скребком. Приводной вал уплотнен со стороны емкости контактным уплотнительным кольцом двухстороннего действия, которое при санитарных мероприятиях пропаривается. Циркуляционный насос служит для равномерной подачи продукта через гомогенизатор и рециркуляционную систему обратно в рабочую емкость. По окончании цикла эмульгирования и гомогенизации в соус подаются дополнительные компоненты и в заключительной стадии идет процесс гомогенного перемешивания. Циркуляция процесса можно осуществлять по выбору через гомогенизатор или минуя его. Циркуляционный насос является одновременно и разгрузочным насосом.

Модульные системы вакутерма оснащены рубашкой для косвенного нагрева и охлаждения содержимого емкости. Однако предусмотрена и подача острого пара и инертных газов для быстрого нагрева и охлаждения в щадящем режиме.

Вакуумная система установки состоит из вакуум — насоса и блока регулировки, работающего в автоматически заданном режиме. Главным рабочим элементом установки является гомогенизатор Штефана с роторно — статорной системой, которую можно оснащать различными кольцами с зазором от 0,1 до 3 мм и регулировать тем самым процесс гомогенизации и эмульгирования.

Технические данные установок «Штефан вакутерм» приведены в табл. 2.25.

Таблица 2.25.

Производительность ряда машин «Штефан вакутерм»

Гомогенизаторы «Штефан микрокут» для перетирания и эмульгирования супов, соусов, десертов производительностью (в зависимости от степени измельчения) от 3000 до 6000 л/ч в качестве основного рабочего органа также имеют дезинтегратор.

Фирма FRYMA выпускает оборудование для производства пищевых эмульсий, пюре, джемов конфитюров, пастообразных продуктов.

Для производства майонезов и салатных соусов фирмой разработана установка MZM/VK «Delmix». Продукт проходит эмульгирующую головку и через рециркуляционную трубу возвращается в емкость для достижения необходимой степени эмульгирования. Эмульгирующая головка состоит из ротора и статора, зубчатое зацепление которых подбирается с учетом желаемой степени дисперсности продукта. Установки «Delmix» выпускаются 10 модификаций, вместимостью от 7 до 3000 л.

Фирма «KORUMA» с 1970 г выпускает установки для получения диспергированных и гомогенизированных пищевых продуктов. Для производства майонезных эмульсий предлагаются установки «DISHO» (DISperses and HOmogenise) с вместимостью рабочей емкости от 85 до 1300 л (табл. 2.26). Установки снабжены роторно-статорным гомогенизатором, системами рециркуляции и вакуумирования. Перемешивание продукта осуществляется в горизонтальном и вертикальном направлениях. Управление процессом автоматическое в соответствии с программой.

Таблица 2.26.

Параметры ряда установок «DISHO»

На ЗАО «Ивановский масложировой комбинат» г. Фурманов используется установка «Multiwac» производства Италия, производительностью 5 тонн в час. Установка снабжена смесительно-вакуумной емкостью, вакуумным насосом U 3.25, роторно-статорным механизмом, в котором и происходит процесс гомогенизации. Перекачиваемая гомогенизатором масса подводится к всасывающему патрубку и отводится из напорного патрубка под воздействием подпирающего давления. Крупнозернистые частицы смеси, подлежащие гомогенизации, попадают на крыльчатку агрегата, затем, получив ускорение, попадают на гомогенизирующий узел. В гомогенизирующем узле происходит их раздробление между вращающимся и стационарным калибровочными цилиндрическими ножами ротора и статора. Вращающийся и стационарный калибровочные ножи исполнены в виде колец с отверстиями. Попадающие на гомогенизирующий узел частицы (жировые шарики) выдавливаются крыльчаткой под воздействием давления, созданного центробежной силой, и проходят через отверстия. Так как частота вращения крыльчатки и одного из колец 3000 об/мин., происходит постепенное срезание (раздробление) подвижной частью кольцевого ножа (каждым отверстием вращающейся части) жировых шариков по мере их продвижения. В результате получается тонкая эмульсия с размером капель 1мкм.

В комплект установки «Multiwac» входит смесительно-вакуумная емкость, оснащенная рамной мешалкой, которую приводит в движение электропривод. В этой емкости происходит образование «грубой» майонезной эмульсии, имеющей достаточно высокую вязкость. Профиль рамной мешалки повторяет меридиональное сечение аппарата, что позволяет при вращении мешалки очищать стенки аппарата. Применение тихоходной рамной мешалки является оптимальным, так как скорость перемешивания эмульсии не должна быть высокой, иначе произойдет разрушение или обращение фаз эмульсии.

Выбор смесителей, вспомогательного оборудования Смесители В производстве майонеза для смешения компонентов служат смесители. Выбор конструкции смесителя определяется видом подлежащих смешению компонентов и необходимой емкостью смесителя.

Корпус смесителя, как правило, имеет теплообменное устройство. Для обеспечения заданного температурного режима процесса, проводимого в смесителе, необходим подвод или отвод тепла, который осуществляется с помощью теплоносителей или хладоагентов, подаваемых в теплообменные устройства.

Конструкция теплообменных устройств зависит от давления обогревающей или охлаждения среды. При давлениях до (8−9)· 105 н/м2 (8−9 ат) и объеме реакторов до 5 м³ применяются гладкие рубашки. При объеме реактора больше 5 м³ и давлении теплои хладоагентов до 27· 105 н/м2 (27 ат) используют змеевиковые рубашки, изготавливаемые из прокатных профилей: труб, полутруб, уголка, швеллера, а также рубашки с вмятинами и каркасные рубашки. При этом рубашка может быть секционной и комбинированной.

Из змеевиковых рубашек наибольшее распространение получили рубашки из приварных полутруб. Эти же рубашки используются для охлаждения содержимого аппаратов. В данной работе выбираем гладкую рубашку.

Для создания необходимого теплообмена содержимое смесителя перемешивают. Перемешивание ведут с помощью мешалок и пульсаторов.

Мешалки классифицируют по двум признакам: по скорости вращения и по характеру потоков, создаваемых мешалками.

По скорости вращения различают тихоходные, с числом оборотов ~ 1 с-1, и быстроходные мешалки с числом оборотов 8−10 с-1.

К тихоходным мешалкам относятся лопастные, рамные, якорные, якорно-лопастные, якорно-рамные, листовые; к быстроходным — пропеллерные и турбинные.

Мешалки имеют привод — электродвигатель с передачей. Привод может быть установлен на корпусе или крышке аппарата, под корпусом или на отдельном основании. В данной работе выбираем лопастные мешалки.

В средах с повышенной вязкостью целесообразно применение якорных, рамных мешалок и их разновидностей.

При выборе теплоносителя и метода обогрева исходят из: необходимого температурного режима проведения процесса; стоимости теплового агента — источника тепла; стоимости оборудования и его обслуживания при получении нагретого теплоносителя с заданной температурой; удобства обслуживания реактора и точности регулирования температуры.

Для проведения процессов при температурах до 160 °C наиболее распространен водяной насыщенный пар, который подают в рубашки или внутренний змеевик смесителя. Для обогрева используем водяной насыщенный пар давлением 4,0 Мпа. Для охлаждения в смесителе будем использовать воду городского водоснабжения.

При объеме смесителя до 16 мі применяют вертикальные и горизонтальные смесители. При емкости больше 16 мі - почти всегда горизонтальные. В производстве майонеза «Провансаль классический» будем использовать вертикальный смеситель, так как его объем составляет 3,2 мі. Корпус смесителя изготавливают из углеродистой стали. На циллиндрической обечайке имеется гладкая рубашка, предназначенная для нагрева или охлаждения содержимого смесителя.

Насосы Насосы — гидравлические машины, которые преобразуют механическую энергию двигателя в энергию перемещаемой жидкости, повышая ее давление.

К пищевым промышленным насосам предъявляется ряд требований:

— проточная часть насоса должна быть изготовлена из материалов, разрешенных органами Госсанэпиднадзора для контакта с пищевыми продуктами. Материал проточной части — электрополированная хромоникелевая сталь 12Х18Н10Т, которая наряду с хорошими гигиеническими свойствами, обладает повышенной стойкостью к износу.

— возможность быстрого доступа к проточной части насоса и промывки рабочих органов дезинфицирующими растворами;

— минимальное воздействие на перекачиваемый продукт с точки зрения изменения его структуры и качества;

— обеспечение минимальных потерь перекачиваемого продукта за счет надежного уплотнения насоса;

— бесшумность;

— экономичность;

На данном производстве используется мембранный насос марки НМСО-50, вакуумный насос U 3.25 и вакуумный насос гомогенизатора. Конструкция насоса предусматривает наличие двух разделенных перегородкой жидкостных камер, привода насоса и штока, который соединяет мембраны. В камерах присутствуют всасывающие и нагнетательные клапаны, клапаны соединены с выпускным и впускным коллектором соответственно.

В каждую камеру устанавливается мембрана, в большинстве случаев круглого сечения. Центры этих мембран соединены штоком, который проходит через перегородку между камерами. Края мембран жестко закрепляются в стенках перегородки. Таким образом, при возвратно-поступательном движении штока, благодаря перемещению мембраны объем одной камеры увеличивается, в то время как другой камеры уменьшается. Таким образом, из одной камеры жидкость вытесняется, а в другой создается разряжение.

Дозаторы Основное назначение дозирующих устройств — обеспечить заданное количество материала по массе (или поддержание заданного расхода компонентов) с определенной точностью.

По структуре рабочего цикла дозирование бывает непрерывным или порционным, а по принципу действия — объемным или весовым.

Для порционного дозирования характерно периодическое повторение циклов выпуска дозы компонента. При порционном объемном способе дозирующее оборудование обычно отмеривает порцию при помощи мерной камеры заданного объема. Порционное весовое дозирование основано на отмеривании дозы определенной массы. При непрерывном объемном дозировании дозатор подает поток материала с заданным объемным расходом.

В технологических процессах получили распространение дозаторы на тензодатчиках. Сущность дозирования таким способом заключается в том, что оборудование устанавливается на тензовесах, а вес сосуда и продукта, помещенного в него, преобразуется в пропорциональный весу электрический сигнал за счет использования электротензометрических датчиков, работающих либо на сжатие, либо на растяжение.

Для дозирования соли, сахара, сорбата калия и бензоата натрия выбираем бункерные электронные весы серии ВДЭ марки 50 м 50ПП.

Техническая характеристика:

Наибольший предел взвешивания, кг …6

Наименьший предел взвешивания, кг …0,02

Остальные сыпучие компоненты взвешиваются на электронных весах марки VIC-1500d1.

2.8 Расчет оборудования Расчет количества аппаратов, необходимых для выполнения годовой производственной программы по выпуску продукции, рассчитываем по формуле:

(2.4)

где П — число аппаратов периодического действия;

Рс — суточная производительность цеха по продукту, т/сут.

W — масса компонентов, загружаемых в аппарат на один синтез, т;

Коб — коэффициент оборачиваемости аппарата;

Кисп — коэффициент использования аппарата;

Масса компонентов, загружаемых в аппарат на один съем продукции, находится по формуле

W=Vг•ссм•Кз (2.5)

где Vг — геометрический объем аппарата, м3;

ссм — плотность смеси компонентов, загружаемых в аппарат в т/м3;

Кз — коэффициент заполнения аппарата (Кз<1), принимаем Кз =0,8;

Плотность смеси компонентов, загружаемых в аппарат можно определить по следующей формуле:

(2.6)

где mсмеси — общая масса компонентов, загружаемых в аппарат;

m1, m2, m3 — массы компонентов, загружаемых в аппарат;

с1,с2,с3- плотности компонентов, загружаемых в аппарат;

Коэффициент использования аппарата может быть рассчитан по формуле:

(2.7)

где ОГФРВ — общий годовой фонд рабочего времени Тр — простои на средний и текущий ремонт Коэффициент оборачиваемости рассчитывают по формуле:

(2.8)

где свремя суток в часах (ф с=24ч)

цвремя цикла в аппарате, ч Расчет смесителя для приготовления купажа масел Рассчитаем коэффициент использования аппарата. Необходимые для этого данные представлены в таблице 2.27.

Таблица 2.27

Длительность ремонта и технологических остановок

Календарный фонд времени:

Тк=365•24=8760 ч/год Число циклов капитального ремонта, приходящихся на год:

(2.9)

где n-число циклов капитального ремонта;

Тк-календарный фонд времени в часах;

Ткапнорматив времени между капитальными ремонтами в часах;

n=

Номинальный или общий годовой фонд рабочего времени

365−12-()=350 дней Кисп =

Рассчитаем плотность смеси по формуле 2. 6:

масса смеси mсмеси = 20 100,5 кг масса подсолнечного масла m1 = 17 070,425 кг масса рыжикового масла m2 = 3030,075 кг плотность подсолнечного масла =927 кг/м3

плотность рыжикового масла =930 кг/м3

Коэффициент оборачиваемости аппарата находим по формуле 2.8. Исходные данные для расчета представим в виде табл. 2.28.

Таблица 2.28.

Коб = 24 / 1,75 = 13,71

Найдем массу компонентов загружаемых в аппарат на одну партию майонеза по формуле 2.5:

Vап = 3,2 м³

КЗ = 0,8

W = 3,2 · 927 · 0,8 = 2373 кг=2,37 (т).

Подставляя полученные значения в формулу 2.4 получим:

П = 30 / 2,37 · 13,71 · 0,96 = 0,96

Таким образом, принимаем 1 аппарат.

Расчет смесителя для приготовления масляной суспензии Рассчитаем плотность смеси по формуле 2. 6:

масса купажа масел mкупажа = 13 400,3 кг плотность купажа масел =927 кг/м3

массой и плотностью стабилизатора пренебрегаем, так как его количество незначительно.

Далее в расчетах будем использовать плотность купажа масел =927 кг/м3.

Коэффициент оборачиваемости аппарата находим по формуле 2.8.

Исходные данные для расчета представим в виде табл. 2.29.

Таблица 2.29.

Коб = 24 / 1,75 = 13,71

Найдем массу компонентов загружаемых в аппарат на одну партию майонеза по формуле 2.5:

Vап = 3,2 м³

КЗ = 0,8

W = 3,2 · 927 · 0,8 = 2373 кг=2,37 (т).

Подставляя полученные значения в формулу 2.4 получим:

П = 30 / 2,37 · 13,71 · 0,96 = 0,96

Таким образом, принимаем 1 аппарат.

Расчет смесителя для приготовления грубой майонезной эмульсии Рассчитаем плотность смеси по формуле 2. 6:

масса купажа масел mкупажа = 6700,2 кг плотность купажа масел =927 кг/м3

массой и плотностью ароматизатора, уксусной кислоты, лимонной кислоты, ЭДТА, двууглекислого натрия и в-каротина пренебрегаем, так как их количества незначительны.

Далее в расчетах будем использовать плотность купажа масел =927 кг/м3.

Коэффициент оборачиваемости аппарата находим по формуле 2.8.

Исходные данные для расчета представим в виде табл. 2.30.

Таблица 2.30.

Коб = 24 / 1,35 = 17,78

Найдем массу компонентов загружаемых в аппарат на одну партию майонеза по формуле 2.5:

Vап = 2,5 м³

КЗ = 0,8

W = 2,5 · 927 · 0,8 = 1854 кг=1,854 (т).

Подставляя полученные значения в формулу 2.4 получим:

П = 30 / 1,854 · 17,78 · 0,96 = 0,95

Таким образом, принимаем 1 аппарат.

Расчет смесителя для приготовления рассола Рассчитаем плотность смеси по формуле 2. 6:

масса воды mводы = 9286,2 кг плотность воды =1000 кг/м3

масса соли поваренной mсоли = 394,965 кг плотность соли поваренной = 1200 кг/м3

массой и плотностью подсластителя комбинированного «СЛАДИН 200 К», сорбата калия и бензоата натрия можно пренебречь, так как они очень малы.

Коэффициент оборачиваемости аппарата находим по формуле 2.8.

Исходные данные для расчета представим в виде табл. 2.31.

Таблица 2.31.

Коб = 24 / 1,55 = 15,48

Найдем массу компонентов загружаемых в аппарат на одну партию майонеза по формуле 2.5:

Vап = 3,2 м³

КЗ = 0,8

W = 3,2 · 1006,85 · 0,8 = 2577,54 кг=2,58 (т).

Подставляя полученные значения в формулу 2.4 получим:

П = 30 / 2,58 · 15,48 · 0,96 = 0,78

Таким образом, принимаем 1 аппарат.

Расчет гомогенизатора Если через аппарат проходит поток, т. е. процесс практически непрерывный, то рассчитывают через производительность аппарата.

Если известна производительность аппарата, то число аппаратов может быть рассчитано по формуле 2.25.

(2.10)

где Р1- производительность аппарата т/ч Рцпроизводительность цеха, т/ч Таким образом, принимаем 1 аппарат.

Следовательно, в производстве майонеза «Провансаль классический» 67% используют один гомогенизатор.

Расчет количества емкостей

1.Объем емкости рассчитывается по формуле:

V= (2.11)

где Рссуточная потребность в сырье, т/с К1- коэффициент запаса сырья в емкости или коэффициент неполноты опорожнения (до 1,2)

Кзкоэффициент заполнения емкости (0,85−0,90)

сплотность жидкости, т/м3

2.Далее выбирается стандартный объем емкости

3.Число емкостей выбранного стандартного объема рассчитывают по формуле:

(2.12)

где, а — запас сырья в цехе, тонн.

Расчет количества емкостей для масла Для подсолнечного масла:

Рс = 17,1 т К1= 1,2

с=0,927 т/м3

Кз=0,85

V=м3

Выбираем стандартный объем емкости V=30 м3

Определим запас сырья в цехе:

а=Рс•5=17,1· 5=85,5 тонн.

П= принимаем 5 емкостей стандартного объема Для рыжикового масла:

Рс = 3,070 т К1= 1,2

с=0,930 т/м3

Кз=0,85

V=м3

Выбираем стандартный объем емкости V=5,5 м³

Определим запас сырья в цехе:

а=Рс•5=3,070· 5=15,35 тонн.

П= принимаем 5 емкостей стандартного объема.

Расчет количества емкостей для приготовления масляной суспензии Рс = 13,4 т К1= 1,2

с=0,927 т/м3

Кз=0,85

V=м3

Выбираем стандартный объем емкости V=20 м3

Определим запас сырья в цехе:

а=Рс•1=13,4· 1=13,4 тонн.

П= принимаем 1 емкость стандартного объема.

Расчет количества емкостей для приготовления грубой майонезной эмульсии Рс = 6,7 т К1= 1,2

с=0,927 т/м3

Кз=0,85

V=м3

Выбираем стандартный объем емкости V=15 м3

Определим запас сырья в цехе:

а=Рс•1=6,7· 1=6,7 т.

П= принимаем 1 емкость стандартного объема Расчет количества емкостей для приготовления рассола Рс = 9,68 т К1= 1,2

с=1,007 т/м3

Кз=0,85

V=м3

Выбираем стандартный объем емкости V=15 м3

Определим запас сырья в цехе:

а=Рс•1=2· 1=2 т.

П= принимаем 1 емкость стандартного объема

2.9 Теплоэнергетические расчеты Теплотехнический расчет складывается из определения расхода теплоагента на разогрев оборудования, расхода теплоагента при установившемся режиме работы (часовой расход), расхода теплоагента при простоях оборудования в горячем состоянии. Расход теплоносителя определяется при решении уравнений теплового баланса.

При производстве майонеза в качестве теплоагента в обогреваемых аппаратах используется вода, расход которой и требуется определить по тепловому балансу.

Тепловой расчет смесителя для приготовления купажа масел В смесителе обогреваемой средой является купаж масел. В качестве теплоагента используется вода с температурой 45 °C и давлением 0,3 МПа, подаваемый в рубашку аппарата. Из рубашки вода отводится через нижний штуцер. Тепловой баланс смесителя выглядит следующим образом:

Q1=Q2-Qпотерь (2.13)

Для уменьшения тепловых потерь аппарат покрывают снаружи тепловой изоляцией. В этом случае величина Qпотерь не превышает 3−5% полезно использованного тепла. Тогда:

0,95•Q1=Q2(2.14)

Если теплоноситель не меняет своего агрегатного состояния в процессе теплообмена, то величины Q1 и Q2 можно определить, как:

Q1=G1•C1•(t1н-t1к)(2.15)

Q2=G2•C2•(t2к-t2н)(2.16)

G1 — масса теплоносителя, кг.

G2 — масса среды внутри смесителя, т. е. купажа, которую можно вычислить из материального баланса, G2=20 100кг

t1н, t1к — соответственно начальная и конечная температуры теплоносителя, град; t1н=45 °С, t1к=30 °С;

t2н, t2к — соответственно начальная и конечная температуры массы купажа, град; t2н=15 °С, t2к=30 °С;

C1, C2 — средние теплоемкости теплоносителя и купажа в изменяемом интервале температур, Дж/кг•град;

Так как основной массой купажа является вода тогда принимаем С1=4,187 кДж/(кг•°С) С2=0,167 кДж/(кг•°С) Подставляя имеющиеся данные получим:

G1=92,81 кг — количество греющей воды расходуемое в рубашку смесителя.

2.10 Контроль производства и управление технологическим процессом Описание контроля производства проводится строго по технологической схеме. Сведения об объекте, месте, периодичности контроля и контролируемых показателях сведены в таблицы 2.32.

Таблица 2.32.

Контроль производства и управление технологическим процессом

2.11 Возможные дефекты майонеза и причины их образования Возможные отклонения в качестве готовой продукции и причины их возникновения представлены в таблице 2.33.

Таблица 2.33

3. ОХРАНА ТРУДА И ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ Для обеспечения требований по охране труда и технике безопасности проектом предусмотрены следующие мероприятия:

— размещение оборудования выполнено с учетом нормального обслуживания и прохода людей;

— проект воздухоснабжения выполнен с учетом «Правил устройства и безопасной эксплуатации компрессорных установок, воздухопроводов и газопроводов» Госгортехнадзора;

— проект холодоснабжения выполнен в соответствии с требованиями «Правил устройства и безопасной эксплуатации фреоновых холодильных установок».

На постоянных рабочих местах и в рабочей зоне метеорологические параметры (температура, влажность, скорость воздуха) соответствуют ГОСТ 12.1.005−76 «Воздух в рабочей зоне» для категории работ 2б. (17−23С зимний период, 18−27С летний период, влажность 60%).

По показаниям вредности, опасных факторов производственной среды и тяжести трудового процесса условия труда в цехе производства масложировой продукции классифицируются как допустимые. Общая вибрация рабочих мест по источнику ее возникновения относится к категории 3а и соответствует «Санитарным нормам вибрации рабочих мест» утвержденных 15.06.84 г. № 3044−84.

Допустимые уровни звукового давления уровня звука и эквивалентные уровни звука на рабочих местах в производственном помещении соответствуют «Санитарным нормам допустимых уровней шума на рабочих местах» утвержденных 12.03.85 г. № 3223−85.

Допустимые метеорологические параметры воздушной среды цеха производства масложировой продукции, содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны, установленного ГОСТ 12.1.005−76 обеспечиваются приточно-вытяжной вентиляцией и системой отопления.

Для предотвращения вибрации конструкций, вибрирующее оборудование оборудовано виброгасящими устройствами. Компрессоры установлены в отдельном помещении.

Допускаемые нормы освещенности в производственном помещении обеспечиваются искусственным освещением, разряд зрительных работ 8а. Технологическое оборудование расставлено с учетом нормативных технологических проходов между оборудованием. Пересечение грузопотоков исключено.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данном курсовом проекте модернизирован участок производства майонеза «Провансаль классический», действующий на ООО «Ивановский молочно-жировой комбинат».

В отличие от действующего производства в рецептуру и в технологический процесс внесены следующие изменения:

в рецептуру майонеза «Провансаль классический» был введен купаж подсолнечного и рыжикового масел. Использование купажа масел взамен подсолнечному способствует улучшению жирнокислотного состава жировой фазы майонеза, что делает его более сбалансированным по соотношению эссенциальных жирных кислот, представленных в растительных маслах двумя основными классами щ-3 (б-линоленовая) и щ-6 (линолевая, г-линоленовая).

на стадии подготовки сыпучих компонентов ручная загрузка ингредиентов заменена на автоматическую загрузку компонентов, что позволило исключить затраты на рабочую силу и снизить потери на данной стадии.

установленные расходомеры, предназначенные для измерения расхода жидких компонентов, что позволяет автоматизировать процесс дозирования.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Не пора ли сменить масло? Обзор российского рынка масложировой продукции. Исследования компании Euromonitor International // RUSSIAN FOOD & DRINKS MARKET MAGAZINE. — 2008. — № 4.

Ипатова, Л.Г., Кочеткова, А.А., Нечаев, А.П., Тутельян, В. А. Жировые продукты для здорового питания. Современный взгляд. — М.: ДеЛи принт, 2009. — 396 с. — ISBN 978−5-94 343−206−4

Шендеров, Б. А. Современное состояние и перспективы развития концепции «Функциональное питание» // Пищевая промышленность. — 2003. — № 5.

Мода диктует здоровье. Обзор российского рынка функциональных продуктов питания. Исследованиям маркетингового агентства a2z marketing // RUSSIAN FOOD & DRINKS MARKET MAGAZINE. — 2002. — № 7.

Левачев, М. М. Значение жира в питании здорового и больного человека: Справочник по диетологии / Под ред. В. А. Тутельяна, М. А. Самсонова. — М.: Медицина. — 2002.

Левачев, М. М. Новые аспекты биологических качеств пищевых жиров// Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева. — 1978. т.23. — № 4.

Григорьева, В.Н., Лисицын, А. Н. Факторы, определяющие биологическую полноценность жировых продуктов // Масложировая промышленность. — 2002. — № 4.

Кулакова, С.Н., Байков, В.Г., Бессонов, В.В., Нечаев, А.П., Тарасова В. В. Особенности растительных масел и их роль в питании // Масложировая промышленность. — 2009. — № 3.

Ипатова, Л.Г., Кочеткова, А.А., Нечаев, А. П. Новые направления в создании функциональных жировых продуктов // Масложировая промышленность. — 2006. — № 4.

Нечаев, А. П. Научные основы технологий получения функциональных жировых продуктов нового поколения // Масла и жиры. — 2007. — № 8.

Тутельян, В. А. Стратегия разработки, применения и оценки эффективности биологически активных добавок к пище // Вопросы питания. — 1996. — № 6.

Нечаев, А. П., Кочеткова, А. А. Растительные масла функционального назначения // Масложировая промышленность. — 2005. — № 3.

Кто на полках всех дороже? Обзор российского рынка растительного масла. Исследования компании «Бизнес Аналитика» // RUSSIAN FOOD & DRINKS MARKET MAGAZINE. — 2009. — № 3.

Прокопенко, Л. Г. Бойняжева, Л.И., Павлова, Е. В. Полиненасыщенные жирные кислоты в растительных маслах // Масложировая промышленность. — 2009. — № 2.

Табакаева, О.В., Каленик, Т. К. Растительные масла с оптимизированным жирнокислотным составом // Масложировая промышленность. — 2007. — № 1.

Никонович, С.Н., Тимофеенко, Т.И., Спильник, И.В., Скакалин, Е. В. Специализированные смеси растительных масел функционального назначения // Известия вузов. Пищевая технология. — 2005. — № 2−3. — с.73−75.

Скорюкин, А.Н., Нечаев, А.П., Кочеткова, А.А., Барышев, А. Г. Купажированные растительные масла со сбалансированным жирнокислотным составом для здорового питания // Масложировая промышленность. — 2002. — № 2.

Нечаев, А. П., Тарасова, В.В., Олейникова, О.Н., Русакова, Е.В., Помигуев, М. С. Купажированные растительные масла в производстве спредов для здорового питания // Масложировая промышленность. — 2005. — № 3.

Барышев, А.Г., Воробьева, В.М., Полосин, С.В., Стародубцева, Л. Н. Растительные масла «Калитва"тм — функциональные продукты питания // Масложировая промышленность. — 2005. — № 3.

Окара, А.И., Земляк, К.Г., Каленик, Т. К. Управление жирнокислотным составом и потребительскими свойствами растительных масел-смесей путем оптимизации рецептур // Масложировая промышленность. — 2009. — № 2.

Технология получения и применения купажированных жировых продуктов с оптимальным составом ПНЖК: Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук / Скорюкин, А.Н. — Моск. гос. ун-т пищ. пр-в, Москва. — 2004.

Табакаева, О.В., Каленик, Т. К. Обогащенные растительные масла с оптимизированным жирнокислотным составом // Масложировая промышленность. — 2007. — № 2.

Табакаева, О. В. Новые виды растительных масел как источники полиненасыщенных жирных кислот и селена // Масложировая промышленность. — 2007. — № 6.

Табакаева, О. В. Функциональные эмульсионные продукты нового поколения // Масложировая промышленность. — 2007. — № 3.

Никонович, С.Н., Тимофеенко, Т.И., Спильник, И.В., Скакалин, Е. В. Новые типы растительных масел «идеального» состава // Известия вузов. Пищевая технология. — 2005. — № 2−3. — с.108−109.

Никонович, С. Н., Тимофеенко, Т. И., Гринь, Н. Ф. Функциональные свойства жировых продуктов нового поколения // Известия вузов. Пищевая технология. — 2006. — № 1.

Разработка новых типов растительных масел и биологически активных добавок для функционального питания Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук / Никонович, С. Н. — Кубан. гос. тех. ун-т, Краснодар. — 2005.

Паронян, В.Х., Восканян, К. Г. Пути обогащения жирнокислотного состава эмульсионного жирового продукта // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2005. — № 6.

Козярина, Г. И., Круглов, С.В., Комаров, А.В., Восканян, К.Г.; Паронян, В.Х., Восканян, О.С., Скрябина, Н. М. Пищевой эмульсионный жировой продукт. Патент № 2 242 136 Россия; Опубл. 20.12.2004.

Кулакова, С.Н., Гаппаров, М.М., Викторова, Е.В. О растительных маслах нового поколения в нашем питании // Масложировая промышленность. — 2005. — № 1.

Кулакова, С.Н., Викторова, Е. В. Растительные масла нового поколения и их роль в питании // Масла и жиры. — 2006. — № 9.

Утешева, С.Ю., Кочеткова, А.А., Нечаев, А.П., Кривовяз, В.И., Пикулева, И.В., Найдякина, Е. В. Майонезы для здорового питания на основе купажированного растительного масла «Здравное» // Масложировая промышленность. — 2003. — № 3.

Утешева, С.Ю., Нечаев, А. П. Тенденции в создании майонезов и соусов функционального назначения // Масложировая промышленность. — 2007. — № 3.

Разработка технологических решений при производстве майонезов, обогащенных функциональными ингредиентами: Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук / Утешева, С.Ю. — Моск. гос. ун-т пищ. пр-в, Москва. — 2005.

D’Halluin Bertrand. Preparation dietetique alimentaire a base d’huiles vegetales et a teneur garantie en vitamine E. Пищевой диетический состав на основе растительных масел с гарантированным содержанием витамина Е. Заявка № 2 845 569 Франция; Опубл. 16.04.2004.

Приготовление обогащенной смеси пищевых масел на основе рапсового масла / Cheng Y., Liu P. // Zhongguo youzhi = China Oils and Fats. — 2005. — 30, — № 9.

Николаева, С.В., Клюшина, Е.А., Грузинов, Е.В., Шлёнская, Т. В. Применение метода линейного программирования для оптимизации смесей растительных масел // Масложировая промышленность. — 2007. — № 1.

Ковалева, О.Н., Коваленко, Г. А., Обухова, Л. А. Целебное салатное масло (варианты). Патент № 2 292 149 Россия; Опубл. 27.01.2007.

Скрябина, Н.М., Каримов, Р.Ф., Восканян, О.С., Паронян, В. Х. Пищевой эмульсионный жировой продукт. Патент № 2 302 742 Россия; Опубл. 20.07.2007.

Разработка способа получения эмульсионных продуктов с заданным составом и функциональными свойствами: Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук / Каримов, Р.Ф. — Моск. гос. ун-т технол. и упр., Москва. — 2008.

Тырсина, А. В., Рахимуллина, Р. З., Камышан, Е. М., Юсов, С. М., Восканян, К. Г.; Паронян, В.Х., Восканян, О. С., Скрябина, Н. М. Пищевой эмульсионный жировой продукт. Патент № 2 242 138 Россия; Опубл. 20.12.2004.

Шленская, Т. В., Паронян, В. Х., Восканян, О. С. Пищевой эмульсионный низкокалорийный жировой продукт 30%-ной жирности. Патент № 2 264 118 Россия; Опубл. 20.11.2005.

Шленская, Т. В., Паронян, В.Х., Восканян, О. С. Пищевой эмульсионный низкокалорийный жировой продукт 35%-ной жирности. Патент № 2 268 601 Россия; Опубл. 27.01.2006.

Noon Henry Richard, Hayre Nimrit. Cooking oil containing camellna oil Кулинарный масляный состав, содержащий рыжиковое масло. Заявка № 2 427 198 Великобритания; Опубл. 20.12.2006.

Григорьева, В.Н., Лисицын, А. Н. Смеси растительных масел — биологически полноценные продукты // Масложировая промышленность. — 2005. — № 1.

Бабодей, В.Н., Голубева, В.С., Шуляковская, О.В., Воронцова, О.С., Тимофеева, О. Н. Опыт разработки масложировых продуктов для функционального питания // Пищевая промышленность: наука и технология. — 2009. — № 2.

Масла фирмы «Дэльфа» // Библиотека компании АРГО. Информационный центр, Украина.

Паронян, В.Х., Скрябина, Н. М. Моделирование функциональных свойств эмульсионных продуктов со сбалансированным нутриентным составом // Масложировая промышленность. — 2007. — № 3. — с. 6−10.

Тихонов, В.П., Вишняков, А.Б., Тырсин, Ю. А. Разработка методов получения растительных масел из низкомасличного сырья и их применение // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2007. — № 3.