Технологическая схема производства крупы

    Для подачи перегретого пара в рабочую  зону используется вентилятор 9 высокого давления. Вентилятор приводится во вращение с помощью электродвигателя 10 и ременной передачи. Нагнетательный фланец вентилятора через переходную часть контура соединяется с электрокалорифером, в котором на торцевой крышке 16 устанавливаются Тэны 15. Электрокалорифер патрубком 5 соединяется с нижней зоной аппарата. Рециркуляционный контур имеет патрубок 11 для отвода избытка пара, образующегося в процессе сушки или обжарки пищевых продуктов. На верхней крышке цилиндрической части аппарата устанавливается дозатор, работающий от роторного вала и синхронно загружающий секции аппарата продуктом. На нижней решетке секции выполнено разгрузочное окно с лотком 12 для выгрузки готового продукта из аппарата. На верхней решетке над загрузочной зоной установлен патрубок, соединенный с дозатором, подающим сырье в секцию.

    Роторный  вал с лопастями вращается  с помощью привода 13, включающего вариатор и открытую коническую передачу.

    Для снижения потерь тепла в окружающую среду аппарат имеет тепловую изоляцию 17. Цилиндрическая часть, рециркуляционный контур, вентилятор, электрокалорифер и приводы расположены на сварной раме 14. Аппарат комплектуется пультом управления. Аппарат работает следующим образом. После установления в аппарате необходимой температуры для соответствующего процесса сырье дозатором подается в секцию и при вращении роторного вала перемещается вдоль газораспределительной решетки. Перегретый пар, подаваемый вентилятором в нижнюю зону, проходит через решетку и приводит сыпучий продукт в состояние кипения. При вращении ротора такой слой легко перемещается и по мере приближения к разгрузочному отверстию продукт высушивается или обжаривается. Отработанный перегретый пар поступает через верхнюю зону в рециркуляционный контур и, проходя через каналы большего сечения, снижает скорость, что способствует удалению из потока взвешенных частиц. При обжарке кофе образуется легкая шелуха, которая задерживается решетками. Излишек пара, образованного при испарении влаги из продукта, удаляется через отводной патрубок. Остальная часть пара, очищенная от взвешенных частиц, вентилятором вновь подается в калорифер, подогревается и многократно участвуете процессе обработки продукта.

    В результате рециркуляции пара повышается тепловая эффективность сушильно-обжарочного аппарата.

    Одним из показателей обжарочных аппаратов  является удельная площадь поверхности нагрева (отношение поверхности нагрева к поверхности зеркала масла). Для большинства обжарочных аппаратов удельная поверхность составляет в среднем 5,5...6,5 м²/м².

    Температуру масла между сетками поддерживают при обжаривании овощей на уровне 120... 160 °С, при обжаривании рыбы — 140... 180 °С. При работе обжарочного аппарата температура масла может снижаться из-за уменьшения давления греющего пара и коэффициента теплопередачи или прекращения отвода конденсата, а также при увеличении загрузки аппарата сырьем сверх расчетной.

    Время обжаривания т (с) зависит от плотности  ткани, формы и размеров сырья, температуры  масла в сетке и толщины  слоя обжариваемого продукта. Обычно продолжительность обжаривания составляет 5... 18 мин.

    Производительность  обжарочных аппаратов G (кг/с) зависит от видов обжариваемого сырья, процент жарки которых различен, от площади поверхности нагрева, конструкции нагревательной камеры, ее состояния, параметров греющего пара и режима работы. Часовая производительность обжарочного аппарата (кг/м²): для овощей -30...35, для рыбы -25...30.Расход пара D„ (кг на 1000 кг сырья) при обжаривании в жаровнях с водяной подушкой: лука (истинный процент ужарки 64) 1100... 1150, моркови (56 %) 1000, баклажанов (41...53,5 %) 780... 1000, кабачков (42...44 %) 800, рыбы 500...550. В жаровнях без водяной подушки расход пара на 1000 кг сырья меньше на 110... 120 кг. Расход пара на нагревание масла до температуры обжаривания составляет примерно 0,15...0,20 кг на 1 кг подогреваемого масла.

    Вода, находящаяся под слоем горячего масла, обычно сменяется непрерывно. Расход воды зависит от ее начальной и конечной температуры. При начальной температуре воды 15... 18 °С и температуре выходящей воды 50...60 °С расход ее составляет 1... 1,5 л на 1 кг обжариваемого сырья.

    Техническая характеристика сушильно-обжарочного  аппарата

    Производительность, кг/ч:

    по  готовому продукту 800

    по  сырому продукту 1200 

    Мощность привода, кВт:

    вентилятора высокого давления.    ... 18

    ротора  0,5

    калорифера  30

    Температура перегретого пара в секции, °С   .    . 150. ..300

    Скорость  псевдоожижения, м/с  3,5...5,2

    Диаметр ротора, м  1,2

    Габаритные  размеры, мм  2790x1250x2030

    Масса, кг  660

    Затекание — процесс нагревания мясопродуктов горячим воздухом или продуктами сгорания газа при температурах 80.. .280 °С в ротационных или шахтных печах, при котором потери сока или жира ниже чем при варке в воде, а выход готовых продуктов выше. Этот процесс применяют при производстве кулинарных изделий, колбас, мясных хлебцев, соленых мясных продуктов.

    Технологическая схема производства концентратов первых и вторых обеденных блюд

 Пищевые  концентраты и добавки состоит  из следующих операций: подготовки  сырья, дозирования, приготовления концентратной смеси, упаковывания (фасования или брикетирования) и складирования. Производство продуктов сублимационной сушки рассмотрим отдельно. Основным технологическим процессом производства, формирующим качество пищевых концентратов, является подготовка сырья. Подготовка сырья. Крупы и зернобобовые. Подготовка круп и зернобобовых включает очистку от примесей, мойку, варку, сушку предварительную, плющение, сушку окончательную. Технологическая схема производства варено-сушеных круп и бобовых показана на рис. 1.1.

    Очистка от примесей проводится на зерновом сепараторе, оснащенном магнитными скобами для  отделения металлопримесей и  набором сит различных размеров в зависимости от вида перерабатываемого сырья. Легкие примеси отделяют двукратной продувкой воздухом при поступлении зерна в сепаратор и при выходе из него. На сепараторе в зависимости от вида перерабатываемой крупы устанавливают штампованные сита с круглыми или продолговатыми отверстиями. Различают сита приемочные с отверстиями диаметром от 4,5 (пшено) до 10 мм (рис, овсяная крупа, горох, фасоль); сортировочные — от 2,5 (пшено) до 7... 8 мм (фасоль) и сходовое — 1 мм для всех видов круп, за исключением фасоли (5 мм). Приемочное, сортировочное и сходовое сита во время работы сепаратора совершают возвратно-поступательные движения. На приемочном сите отделяются крупные грубые примеси (солома, камни, щепа и т.п.), на сортировочном — зерновые и другие примеси, размер которых крупнее зерна. Проходом через сходовое сито — примеси размером мельче зерна. При поступлении в приемный канал крупа подвергается воздействию воздушного потока, захватывающего все примеси, имеющие большую парусность (способность зерна и примесей сопротивляться движению потока воздуха). Вторично воздушный поток действует на зерно при поступлении его в выходной канал машины. На зерновом сепараторе на системе сит примеси, не отличающиеся по своим размерам от зерна (например, испорченные ядра, нешелушенные зерна и т.п.), отделиться от него не могут. Они также не отделяются под действием воздушного потока, так как их парусность близка парусности нормальных зерен. В связи с этим на зерновом сепараторе практически не удается достигнуть полной очистки круп и зернобобовых от примесей. Для окончательной очистки от загрязнений крупу и зернобобовые моют на крупомоечной машине, где удаляют с их поверхности грязь, мучель, пыль, отделяют семена дикорастущих растений, лузгу, органический сор, необрушенные зерна. Используют обычную питьевую (водопроводную) воду, которая, смачивая крупу, способствует также ее равномерному увлажнению, что очень важно для последующей гидротермической обработки. Скорость увлажнения крупы зависит от ее вида, температуры моющей воды, продолжительности процесса и т.п. Лущеный горох и рис при мойке увлажняются на 12... 13 %, овсяная крупа — на 14... 15 %. Ячневая крупа при мойке очень быстро увлажняется, дальнейшая ее обработка становится невозможной, поэтому она в производстве пищевых концентратов не подвергается мойке. Отдельные части крупы имеют разную физическую структуру, поэтому обладают различной степенью гидрофильности химических веществ и неравномерным распределением их в ядре крупы. Отдельные крупы также отличаются разной степенью поглощения воды. При набухании круп снижается их прочность, происходит ослабление сил сцепления, разрыхляется эндосперм. При повышении температуры воды ускоряется набухание круп. При мойке круп оставшиеся легкие примеси (лузга, мучель и т.п.) всплывают на поверхность воды и удаляются через сливное отверстие. Камни оседают в камнеотборнике. Затем крупа поступает на вибрационное сито, где окончательно освобождается от воды. Качество сырья после мойки значительно повышается. Крупа полностью освобождается от минерального загрязнения; ее доброкачественность повышается. Значительно снижается содержание необрушенных зерен, сорной примеси, мучели. При мойке круп образуются отходы, состоящие из семян дикорастущих растений, органической и минеральной примесей, пищевые вещества частично переходят в воду (крахмал, белковые вещества, сахара). Варка круп и зернобобовых — основной процесс подготовки сырья при производстве пищевых концентратов, так как гидротермическая обработка вызывает изменения нативных свойств крахмала и белков, повышая их усвояемость. Крупы и зернобобовые варят острым паром при наличии воды в варочных аппаратах. Вода поглощается крупой и при высокой температуре в сырье происходят сложные изменения коллоидно-химических свойств крахмала и белков. Наиболее оптимальная влажность крупы после гидротермической обработки составляет не более 50 %. Повышенная влажность на этой стадии производства пищевых концентратов снижает потребительские свойства продукта — готовые блюда приобретают повышенную вязкость, уменьшается объемная масса сушеной крупы. Основные изменения при гидротермической обработке претерпевают крахмал и белки круп. Крахмал в набухшем состоянии при высокой температуре полностью или частично клейстеризуется, происходит его гидролиз с образованием ряда промежуточных коллоидных веществ, в частности декстринов. Это способствует увеличению содержания в продукте водорастворимых веществ, количество которых находится в прямой зависимости от свойств крахмала и степени гидротермической обработки. При клейстеризации крахмала наблюдаются нарушение внутренней структуры крахмальных зерен и присоединение молекул воды к их освободившимся гидроксильным группам, что приводит к увеличению сухих веществ круп. Степень клейстеризации крахмала находится в прямой зависимости от количества воды, участвующей в гидротермической обработке, и длительности теплового воздействия. На степень клейстеризации влияют свойства крахмала отдельных видов круп, которые различаются не только соотношением амилазы и амилопектина, но и температурой клейстеризации. При клейстеризации крахмала амилоза растворяется, появляется очень нестойкий раствор невысокой вязкости, способный при изменении условий ретроградировать, а амилопектин образует довольно стойкий плотный гель. При продолжительной гидротермической обработке круп происходит дальнейшая клейстеризация. Между отдельными крахмальными зернами возникают новые связи, объединяющие несколько крахмальных зерен. В результате образуется гель высокой прочности. Белковые вещества круп в результате тепловой обработки коагулируют, причем этот процесс необратим. Коагуляция белков ведет к уменьшению содержания водорастворимых веществ в крупах, поскольку коагулированный белок является гидрофобным. Особенно заметно снижение водорастворимых веществ после гидротермической обработки зернобобовых, содержащих большое количество белковых веществ. Коагулированные белки лучше усваиваются организмом человека. Однако чрезмерная гидротермическая обработка может привести к значительным необратимым процессам в белковой молекуле, вызвать начальную стадию протеолиза белка и снизить усвояемость белкового азота и пищевую ценность готового блюда. Гидротермическая обработка вызывает некоторый гидролиз клетчатки и протопектина. При гидротермической обработке наблюдаются реакции меланоидинообразования, в результате которых образуются темноокрашенные вещества — меланоидины, снижающие качество готовой продукции. С увеличением времени тепловой обработки их количество возрастает, поэтому необходимо соблюдать режим варки круп. Продолжительность варки составляет 20...25 мин для рисовой и 40...45 мин для перловой № 2 и пшеничной № 2 круп. В результате изменений коллоидно-химических свойств веществ при варке крупа слипается, затрудняется процесс сушки, и ухудшаются потребительские свойства готовых блюд. У разных круп слипаемость в процессе варки различна и обусловлена наличием большого количества слизистых веществ, обладающих высокой гидрофильной способностью, к которым относятся пентозаны и азотистые вещества. Высокая слипаемость перловой крупы связана с наличием в ней слизистых веществ. Кроме того, крупные крахмальные зерна в ней расположены свободно и не окружены белковой оболочкой, поэтому имеют большую доступность для воды и тепла, образуя свободный крахмальный клейстер. У рисовой крупы крахмальные зерна заключены в белковую оболочку, окружающую их равномерно, но оболочки непрочные и легко разрушаются при гидротермической обработке, освобождая крахмальные зерна. Так как алейроновый слой в процессе производства рисовой крупы полностью удаляется, слизистых веществ в рисовой крупе значительно меньше, чем в других крупах. Вязкость рисовой крупы также невелика, поэтому ее слипаемость незначительная и обусловлена клейстеризацией крахмала. Кукурузная и гречневая крупы по сравнению с другими крупами в процессе гидротермической обработки практически не слипаются, так как в них слизистые вещества и крахмальные зерна имеют плотную оболочку. Во избежание слипания при гидротермической обработке круп рекомендуют применение растительных (соевых или подсолнечных) фосфатидов, которые обладают свойством препятствовать слипанию и комкообразованию, что позволяет вести гидротермическую обработку крупы до полной клейстеризации и получать готовые продукты с высокими потребительскими свойствами. Фосфатиды закладывают в варочный аппарат предварительно растворенными в гидрожире, нагретом до 40... 55 С. На одну часть фосфатидов берут три части жира, например на 800 кг крупы добавляют 1,6 кг фосфатидов. Во избежание чрезмерного набухания крахмала при гидротермической обработке круп в варочный аппарат перед началом варки вводят вещество, стабилизирующее стенки крахмальных зерен крупы. В качестве стабилизатора рекомендуется применять раствор поваренной соли.  На качество готовой продукции существенное влияние оказывает температура гидротермической обработки. Крупы имеют различную температуру клейстеризации крахмала, которая находится в пределах 60... 80 °С. Коагуляция белковых веществ в вареных крупах обеспечивается при температуре до 70... 75 °С. Поэтому для перевода пищевых веществ круп в усвояемое состояние достаточна температура до 80 °С. Но при этой температуре не разрушается структура крупинок, так как не обеспечивается гидролиз клетчатки, гемицеллюлозы, протопектина. В связи с этим необходима повышенная температура, чтобы обеспечить некоторый гидролиз этих веществ и ослабить прочность межклеточных перегородок. Однако повышение температуры приводит к нежелательным процессам, в частности гидролизу жира и образованию меланоидинов. Образование меланоидинов — это основной процесс, происходящий при варке и ухудшающий качество готового продукта.        Сушка — технологическая операция, которая значительно влияет на качество пищевых концентратов. Вареные крупы и зернобобовые сушат нагретым воздухом до влажности 9... 9,5 % в сушильных аппаратах различных систем. Такой способ называется конвективным. Он позволяет максимально сохранить форму материала, поступающего на сушку, и вести процесс при наиболее приемлемых условиях.Наиболее совершенной является сушка в виброкипящем слое на установке А1-КВР.Перловую, пшеничную, овсяную, кукурузную крупы и горох подсушивают до влажности 20...26 % и затем плющат на двухвалковой плющилке с гладкими валками. Величину зазора устанавливают так, чтобы ткань зерен после валков была нарушена, но зерно не превращалось в мелкую крупку. Расплющенную крупу досушивают до влажности 9,5... 10 %. Крупы, которые в производстве концентратов не плющат, сушат сразу до влажности 9,5... 10 %. При сушке вареных круп вода, поглощенная крахмалом, удаляется, что приводит к распаду амилозы и переходу в гель амило-пектина. Частицы крахмала сближаются и уплотняются, структура высушенного крахмала становится более прочной, снижается развариваемость крахмала. Крупинки деформируются, так как образовавшиеся при варке капилляры сжимаются и уменьшаются в объеме. На поверхности крупинок образуется высохшая корочка крахмала, поэтому происходит снижение набухаемости крупинок. Крахмал в готовых блюдах имеет повышенную доступность к ферментам пищеварительных соков, поэтому усвояемость крахмала готовых блюд (супов, каш) довольно высокая. Во время сушки, особенно в начальный период, происходит дальнейший частичный гидролиз клетчатки, гемицеллюлозы, протопектина. Технологический процесс сушки должен обеспечить способность круп быстро набухать и хорошо развариваться, поэтому необходимо соблюдение установленных режимов. Высушенные крупы не теряют способности набухать и развариваются значительно лучше, чем крупы в исходном состоянии.

    Процесс сушки включает два основных этапа:

    I этап — постоянная скорость сушки;

    II этап — падающая скорость сушки.

    В качестве сушильного агента используется воздух. Способность воздуха поглощать  влагу характеризуется его относительной  влажностью, т.е. отношением количества влаги, находящейся в 1 м³ воздуха, к минимально возможному ее содержанию в этом же объеме при данной температуре. Чем ниже относительная влажность воздуха, тем больше он поглощает влаги. Поэтому сушилки оборудованы специальными приборами — психрометрами, которые устанавливаются над каждой лентой транспортера. Разница показаний так называемых сухого и мокрого термометров является потенциалом сушки и характеризует способность поглощать из высушиваемого продукта влагу. Период постоянной скорости сушки характеризуется тем, что температура высушиваемой крупы равна температуре мокрого термометра, т. е. испарение влаги происходит только с поверхности продукта, а влага из внутренних его слоев диффундирует на поверхность крупинки в жидком виде.

    I этап сушки продолжается до  тех пор, пока влажность поверхности  высушиваемой крупы не сравняется с гигроскопической влажностью. В этот период на поверхности крупинки может образоваться корочка клейстеризованного высохшего крахмала, которая затем, во II периоде сушки, в связи с потерей влаги сильно уплотняется. Такое образование корочки осложняет выделение пара, образующегося в глубине продукта во II периоде сушки, что приводит к удлинению продолжительности сушки. Это затрудняет получение круп, не требующих варки. Различные системы сушильных аппаратов различаются температурой на входе и выходе крупы из сушилки и продолжительностью (45...210 мин) сушки. Просев сушеных круп и бобовых осуществляют на вибрационных ситах. В производстве варено-сушеных круп и зернобобовых на различных стадиях технологического процесса возможно некоторое измельчение материала и образование мучели. В процессе варки и сушки некоторые виды круп могут комковаться. Чтобы освободить получаемый продукт от мучели и комков, которые снижают качество пищевых концентратов и готовых блюд, его подвергают просеиванию. В качестве просеивателя используют вибрационное устройство, оснащенное двумя ситами: верхним металлическим штампованным с отверстиями диаметром 10 мм и нижним (сходовым) металлическим штампованным с отверстиями диаметром 1 мм. На верхнем сите отбирают комочки крупы, которые затем дробят и возвращают на повторный просев. С нижнего сита сходит варено-сушеная крупа (зернобобовые), освобожденная от мучели. Очищенную крупу пропускают через электромагнитный сепаратор или аппарат с постоянными магнитами для очистки от металломагнитных примесей, которые могут в нее попасть. Готовую варено-сушеную крупу направляют в бункер рецептурно-смесительного отделения или затаривают в крафтпакеты для отправки другим предприятиям. В связи с большой популярностью на потребительском рынке пищевых концентратов (супов, каш), не требующих варки, пищеконцентратная промышленность разрабатывает технологии, ускоряющие набухание в воде вне зависимости от температуры. Для этого сваренную крупу после некоторой подсушки подвергают темперированию в закрытом бункере с последующей отлежкой. После отлежи крупу плющат на вальцовых станках. Чтобы повысить степень деформации крупинок для лучшей восстанавливаемости и набухаемости, применяют рифленые валки с одинаковой частотой вращения с зазором между валками 0,3... 0,4 мм. После плющения крупы направляют на вторую ленту сушилки, где досушивают до влажности 9...9,5 % при температуре 220°С и выше при интенсивной циркуляции воздуха. При высокой температуре воздуха уменьшается продолжительность досушивания, что улучшает органолептические показатели качества готового продукта и ускоряет набухание крупинок во время их обводнения (приготовление блюда).  Мука гороховая и соевая. В производстве пищевых концентратов применяют муку, изготовленную из гороха и сои, подвергнутых специальной термической обработке. Технологическая схема производства муки из бобовых включает подготовку зерна к помолу, помол зерна, просеивание и контроль. Технологическая схема производства муки из гороха представлена на рис. 1.2.

    Подготовка  зерна к помолу — ответственная  операция, от которой зависит не только качество получаемого продукта, но и его пищевая ценность. Подготовка гороха нашелушенного или сои к помолу состоит из очистки от примесей, мойки, термической обработки, сушки, вторичной очистки от примесей и обрушивания — освобождения от наружных оболочек. Очистка от примесей проводится на зерновом сепараторе, где отбирают от зерна крупные и мелкие примеси, а также пыль и металломагнитные примеси. Для этого на сепараторе устанавливают металлические штампованные сита: верхнее (приемочное) с отверстиями диаметром 12 мм, сортировочное — 8 мм, нижнее (сходовое) — 3 мм. При использовании такого набора сит все примеси крупнее 8 и мельче 3 мм отделяются от очищаемого зерна, иногда мелкие примеси попадают в очищенное зерно, поэтому для обеспечения правильной работы сепаратора проводят лабораторный контроль качества очистки зерна не менее 3... 4 раз в смену. Очищенное от посторонних примесей зерно поступает на зерномоечную машину, где оно тщательно отмывается от минеральных загрязнений и освобождается от случайно оставшихся примесей.  Необходимость мойки зерна при подготовке его к помолу обусловливается тем, что оболочки гороха и сои загрязнены приставшей к ним землей, которая не отделяется во время обработки зерна на зерновом сепараторе. Кроме того, в зерне можно обнаружить слежавшиеся комочки земли, не проходящие через штампованные сита при очистке. При обрушивании зерна минеральная примесь вместе с семядолями попадает на размольную систему и в муку, снижая качество готового продукта. При мойке горох увлажняется до влажности 18... 20%, соевое зерно — до 15,5...17%. Наиболее сильно увлажняется оболочка зерна, что в дальнейшем облегчает ее снятие с семядолей. При сушке удаление влаги из оболочки и зерна происходит неравномерно, поэтому возникают большие напряжения и деформация оболочки. После мойки горох подают на термическую обработку в пароварочные аппараты. Горох пропаривают острым паром в течение 25 мин при давлении в аппарате 0,15 МПа. При термической обработке происходят сложные физико-химические процессы, аналогичные процессам при варке крупы: денатурация белковых веществ, набухание и клейстеризация крахмала зерна, инактивация ферментов. Они положительно влияют на хранение гороховой муки и концентратов из нее. В связи с конденсацией пара горох увлажняется до 25 ...30 %. Для пропаривания гороха вместо пароварочных аппаратов лучше использовать специальные аппараты для термической обработки зернобобовых — шнековые дезодораторы, в которых наряду с варкой зерна происходит интенсивная отгонка дезодорирующих веществ, имеющихся в зерне бобовых растений, улучшающая качество готового продукта.  Термическая обработка сои существенно отличается от обработки гороха. Соя имеет специфические неприятные вяжущий вкус и запах, поэтому она практически непригодна для непосредственного использования в пищевых концентратах. Мука, получаемая из необработанного зерна сои, в результате ферментативных процессов приобретает запах и привкус испорченного жира. Дезодорацию сои осуществляют пропариванием зерна в течение 25 мин влажным паром при температуре 100 °С с его увлажнением до 16... 18 % влаги. При этом происходят частичный распад пахучих веществ и инактивирование ферментов. Ферменты сои состоят в основном из урезы, относящейся к группе гидролитических ферментов. Уреза разлагает мочевину на аммиак и диоксид углерода: