Эго технологический прием, суть которого заключается в кратковременном (5-15 мин) воздействии на сырье горячей воды температурой 80-100 °С, паром или горячим растительным маслом. Обработка сырья горячей водой или паром называется бланшированием, обработка в горячем растительном масле - обжаркой, легкое обжаривание овощей для производства овощных заправочных и обеденных консервов - пассерованием.

Предварительная тепловая обработка сырья проводится для изменения объема сырья, его размягчения, увеличения клеточной проницаемости, инактивации ферментов, гидролиза протопектина, удаления из растительной ткани воздуха, повышения калорийности сырья и придания ему специфических вкусовых свойств.

Изменение объема и массы сырья требуется, например, при изготовлении мясорастительных консервов, в рецептуру которых входят сухие зерна бобовых культур и рис. Для этого сухой горох или фасоль бланшируют 10-20 мин в кипящей воде для набухания зерен, при этом их объем увеличивается примерно в два раза. Если этого не сделать, то при стерилизации консервов сухие бобовые зерна и рис набухают за счет поглощения бульона и в готовой продукции мало остается или не остается жидкой фазы.

Размягчают сырье, для того чтобы его можно было плотнее уложить в банки или же для облегчения удаления несъедобных частей - кожицы, косточек, семян при последующем протирании на ситах. Размягчаются плоды при тепловой обработке из-за гидролиза протопектина и коагуляции белка протоплазмы.

Бланширование позволяет повысить сокоотдачу и пропитку сырья сахаром и солью.

Инактивирование ферментов сырья необходимо для предупреждения нежелательных изменений в плодах и овощах при консервировании, в частности для предотвращения потемнения сырья на воздухе за счет деятельности окислительных ферментов. Для этого применяется кратковременное (5-10 мин) бланширование в воде при температуре 85- 100°С, подкисленной лимонной или виннокаменной кислотой до концентрации 0,1-0,2%.

Гидролиз протопектина в растворимый пектин необходим при производстве фруктовой консервной продукции, имеющей желеобразную консистенцию (повидло, джемы, желе, мармелады), так как пектин в присутствии сахара и кислоты образует студни. Для этого плоды бланшируют паром в течение 10-20 мин.

Если в сырье пектиновых веществ мало, то для получения фруктового студня в рецептуру вводят так называемые желирующие соки, т. е. соки из плодов, богатых растворимым пектином.

Удаление воздуха, находящегося в межклеточных пространствах растительной ткани сырья, необходимо для предупреждения окисления полуфабрикатов, коррозии металлической тары и создания высокого давления в банках при стерилизации. При бланшировании большая часть воздуха из растительной ткани удаляется.

Для бланширования паром наиболее распространены непрерывно действующие закрытые ленточные или шнековые аппараты, также называемые бланширователями или шпарителями.

Следует подчеркнуть, что бланширование паром предпочтительнее, так как при этом потери углеводов и других водорастворимых веществ сырья ниже (5%) по сравнению с бланшированием горячей водой (20%).

Для предварительной тепловой обработки овощи очень часто обжаривают. При этом повышается калорийность, образуется золотисто-коричневая хрустящая корочка из карамелизованных углеводов, которая придает обжариваемому сырью специфический вкус. Овощи обжаривают в растительном масле, нагретом до 130-140 °С, в течение нескольких (5-15) минут.

При обжарке сырья испаряется значительное количество влаги, а в овощи впитывается некоторое количество масла. Благодаря этому содержание сухих веществ в обжаренном сырье и его калорийность возрастают.

Процесс обжарки на консервных заводах производится в обжарочных аппаратах - паромасляных печах, а на производствах небольшой мощности используются плиты паровые универсальные типа А9-КВ2-Д.

Образование золотистой корочки является органолептическим признаком готовности обжаренного сырья, а объективным критерием - так называемая видимая ужарка, которая определяется по формуле

где М д0 - масса сырья до обжарки; М ос - масса обжаренного сырья.

Процент ужарки, при котором качество обжаренного сырья получается наилучшим, составляет для моркови 45-50, для лука - 50, для баклажанов - 32-35% . Процент ужарки необходим и для расчета норм расхода сырья на единицу готовой продукции, и для контроля работы обжарочных аппаратов. Для определения ужарки взвешивают некоторое количество сырья, загружают его в сетчатую корзину, обжаривают, дают стечь маслу и снова взвешивают.

Пользуются также показателем, характеризующим истинный процент ужарки, под которым понимается убыль влаги при обжарке, т. е. то, что на самом деле «истинно» ужарилось. Истинная ужарка (%) определяется по формуле

где х - процент ужарки; М - масса масла, впитавшегося в обжаренное сырье.

Технологический процесс производства консервов

По назначению операции можно условно подразделить на инспекционные (осмотр, подбор сырья), подготовительные (обвалка, жиловка, измельчение, предварительная, тепловая обработка, посол и др.) и основные (порционирование-фасование, закатка, стерилизация).

Технологические схемы. Основные операции характерны для большинства схем. К ним относятся подготовка сырья для удаления малоценных компонентов (обвалка, жиловка, зачистка), резка на куски , измельчение , порционирование -фасование , закатка , тепловая обработка, охлаждение (рис. 1.1).

Для технологической схемы производства мясорастительных консервов («Каша с мясом», «Мясо с картофелем», «Солянка с мясом» и др.) характерно грубое измельчение обваленного мясного сырья на мясорезательных машинах или волчках и последующее перемешивание подготовленного мяса с растительными наполнителями (каша, картофель, капуста), специями и солью для получения равномерного распределения компонентов. Готовую смесь фасуют в тару, укупоривают, стерилизуют и охлаждают (рис. 1.2).

При производстве субпродуктовых консервов измельченное сырье без предварительной тепловой обработки либо после обжаривания или бланширования перемешивают с солью и специями и передают на фасование и стерилизацию . При приготовлении паштетной массы бланшированное сырье измельчают на куттере, вносят жир, бульон, молоко или яйца, соль и специи. После дополнительного измельчения на коллоидной мельнице пастообразную массу фасуют в тару (рис. 1.3).

Таким образом, для осуществления производства мясных баночных консервов необходимо надлежащим образом подготовить сырье и иметь тару, в которой после фасования и герметизации производится дальнейшая обработка продукта и его хранение.

Приемка, разделка, обвалка и жиловка мяса. Основное сырье мясоконсервный цех принимает , соблюдая требованияи правила, характерные для колбасного производства, включая определение состояния, вида и упитанности мяса, число туш, массу принимаемой партии и т. д.

Приемка сырья

Разделка

Обвалка, жиловка

Нарезание на куски

«Гуляш» «Говядина тушеная» «Мясо жареное» «Мясо в белом

(баранина, свинина) соусе»

Перемешивание Внесение соли Обжаривание Перемешивание

мяса с мукой специй и жира мяса с ингреди-

пассированной ентами

Перемешивание

с пассированной

мукой, томат –

пастой, солью

И специями

Порционирование

Стерилизация

Охлаждение

Сортирование и хранение

Упаковывание

Рис. Технологический процесс производства натурально-кусковых консервов

Приемка мясного сырья

Разделка, обвалка, жиловка

«Каша особая» «Солянка с мясом»

«Мясо с картофелем»

Измельчение мясного сырья Нарезание мясного сырья

На волчке на куски

Подготовка растительного

Перемешивание мясного сырья с растительным, солью, специями питьевой водой

Фасование

Стерилизация

Охлаждение

Сортирование

Упаковывание

Хранение

Рис. Технологический процесс производства мясо-растительных консервов

Приемка (размораживание) сырья

Зачистка, промывка

«Рагу» Обвалка, жиловка

Варка или бланширование

Измельчение Обвалка

«Субпродукты измельченные» Паштеты «Любительский»

«Зельц красный» «Особый»

«Арктика»

Перемешивание сырья с другими Куттерование, приготовление

компонентами рецептуры паштетной массы

Порционирование

Стерилизация

Охлаждение

Сортирование

Упаковывание

Хранение

Рис. Технологический процесс производства субпродуктовых консервов

Разделку полутуш (туш) производят как по комбинированной, так и по дифференцированной схемам.

Мясо обваливают по методам и приемам колбасного производства. Однако имеются и некоторые отличия . Мясо, предназначенноедля изготовления натуральных консервов , отделяют от костей в один прием большими кусками .

Мясо жилуют , удаляя лишь грубые соединительнотканные образования, крупные сосуды, железы, хрящи и кости. Межмышечныйжир при жиловке свинины не удаляют. Жир-сырец жилуют , отделяя посторонние ткани и прирези. При жиловке мясо и жир-сырец одновременно нарезают на куски : для последующей ручной нарезки массой до 500…600 г, для машин ной резки – до 2 кг и более.

При разделке иобвалке говяжьих туш I категорииупитанности часть сырья используют для изготовленияпастеризованных консервов , а жилованное мясо – для фаршевых, мясо-растительных консервов, мяса тушеного и т. п.

Разделка, обвалка и жиловка сырья в консервном производстве осуществляются на конвейерных линиях, используемых всырьевых цехах колбасного производства.

Подготовка субпродуктов. Обработка субпродуктовперед их использованием в консервном производстве включает их размораживание, освобождение от загрязнений, удаление малоценных тканей, отделение жира.

Языки осматривают, удаляют остатки калтыка и подъязычной кости, моют в воде и очищают от слизистой оболочки (кожицы) на центрифугах (температура воды 75…80 о С, продолжительность обработки 1…4 мин). После охлаждения говяжьи и свиные языки сортируют по массе. Печень осматривают, жилуют, нарезают на куски массой 300…500 г и в течение 5…10 мин промывают в холодной воде.

Почки жилуют, разрезают на 2-4-16частей и 2 ч вымачивают в холодной проточной воде. Сердце и легкие обезжиривают, разрезают, зачищают от сгустков крови и кровеносных сосудов, промывают в холодной воде. Вымя обезжиривают, разрезают на куски, моют в воде 20…30 мин или вымачивают в 5 %-ном растворе уксуса в течение 5 мин.

Измельчение мясного сырья. При производстве натуральных консервов отжилованное мясо нарезают вручную , на мясорезательных машинах на куски массой от 30 до 200 г для их закладки в банку вместе с солью, специями или заливками.

При производстве фаршевых, паштетных консервов, консервов детского и диетического питания и других мясное сырье измельчают на волчках, куттерах, куттер-мешалках, эмульситаторах и коллоидных мельницах.

Фарш для мясных консервов приготавливают в основном так же, как и в колбасном производстве. Однако при куттеровании фарша в него дополнительно вводят 3…6 % крахмала и 0,5 % фосфатов, а количество добавляемой воды снижают на 5 % по сравнению с нормативами для фарша колбасных изделий. Повышенное содержание соединительной ткани , гидролизирующейся при нагреве до глютина, способствует улучшению качества фаршевых консервов.

Перемешивание сырья. В консервном производстве при изготовлении фаршевых консервов перемешивают готовый фарш со шпиком перед фасованием в банки; сухую соль с мясом перед выдержкой в посоле, вторичным измельчением на волчке и фасованием («Мясной завтрак»); измельченные и бланшированныесубпродукты перед фасованием («Ассорти»); для проведения посола; а также мясо с измельченной свиной шкурой «Говядина (баранина) для завтрака»; нарезанное или измельченное мясо перед фасованием в банки с солью, мукой, специями, луком, томат-пастой, сахаром, уксусом, овощами, крупами и т. д.; при производстве мясо-растительных консервов и консервов типа «Гуляш», «Мясо в белом соусе» и т. п.

Посол мясного сырья. При изготовлении мясных консервов на разных стадиях технологической обработки в мясное сырье вводят поваренную соль . При производстве консервов «Антрекот» из конского мяса, изготовленных с предварительной тепловой обработкой сырья в форме, или «Мясо тушеное» соль добавляют непосредственно при фасовании продукта в банки . Иногда в мясорастительные консервы («Субпродукты рубленые») соль перемешивают с остальными компонентами на мешалке и сразу передают продукт на фасование. При изготовлении паштетных консервов соль закладывают в куттер вместе со специями и бульоном.

При производстве ветчинных консервов независимо от вида последующей тепловой обработки, а также для консервов, изготовляемых с предварительной тепловой обработкой сырья вформах («Рулет из конского мяса, «Мясоделикатесное конское»), посол осуществляют сухим, мокрым и смешанным способами.

При подготовке сырья для производства консервов «Завтрак туриста» и «Бекон рубленый» посолочные ингредиенты перемешивают с мясом в мешалке и солят в тазиках от 48 ч («Завтрак туриста») до 4-5 суток («Бекон рубленый»).

Предварительная тепловая обработка сырья. Некоторые виды основного сырья перед закладкой в банки подвергают предварительной тепловой обработке : бланшированию, обжариванию, варке, обжарке, копчению.

Бланширование представляет собой кратковременную варку сырья в воде , в собственном соку или в паровой среде до неполной готовности. Тепловая денатурация белков сопровождается уменьшением диаметра мышечных волокон, в результате чего выпрессовывается свободная влага , масса мяса после бланширования уменьшается на 40…45 %, а объем – на 25…30 %. Одновременно в процессе бланширования частично разваривается соединительная ткань , уменьшается ее прочность, возрастает проницаемость клеточных мембран. Бланширование вызывает инактивацию мышечных ферментов и гибель вегетативной формы микроорганизмов, находящихся в мясе, в результате чего повышается эффективность последующей стерилизации.

Существует несколько способов бланширования мяса. По первому способу жилованное сырье закладывают в бланширователь (или котел) с кипящей водой в соотношении 53:47.

При втором способе – бланширование мяса в собственном соку мясо загружают в бланшировательна 2/3 объема, добавляя горячую воду (4…6 % массы мяса).

При третьем способе к мясудобавляют 15…20% воды, продолжительность процесса 30…40 мин. Затем мясо выгружают, а оставшийся бульон упаривают.

Обжаривание – это тепловая обработка продуктов в присутствии достаточно большого количества жира . Жир, являясь жидкой теплопередающей средой, улучшает условия нагрева и в то же время защищает продукт от перегрева. При обжаривании происходит частичный гидролиз жира до глицерина и свободных жирных кислот, а также гидротермическое расщепление до 10…20 % коллагена соединительной ткани.

Степень образования ароматических веществ и их вид зависят от температуры обжаривания: при 105…130 о С отмечается начальный этап образования летучих веществ, при 150-160 о С процесс интенсифицируется , при 180 о С возможно появление «ожога», обугливание поверхности продукта, образование веществ с неприятным вкусом и запахом.

Продолжительность обжаривания в зависимости от размеров кусков и вида сырья составляет от 8 мин. до 45 мин. В технологической практике величина потерь массы мясного сырья при обжаривании составляет от 35 до 60 %.

В зависимости от типа вырабатываемых консервов обжаривание производят после бланширования или без него, один раз или двукратно, с использованием костного, свиного жира, рафинированного подсолнечного масла, сливочного масла (5…10 % к массе мясного сырья).

Варке в консервном производстве подвергают сформованные сосиски («Сосиски рижские» и «Сосиски латвийские») после обжарки, посоленное сырье для изготовления ветчинных консервов, соленое или несоленое сырье в формах.

Подготовка вспомогательных материалов. Бобовые осматривают, очищают от примесей и раздробленных зерен, замачивают в теплой воде (1,5…3 ч), моют и бланшируют 6…30 мин.

Крупы очищают от примесей. Рис и перловую крупу промывают, бланшируют 8…10 мин для набухания и вновь промывают в холодной воде. Гречневую крупу прокаливают на противнях, замачивают в горячей воде для набухания, после чего перемешивают с солью и специями и в горячем виде передают на фасование.

Мучные изделия осматривают, удаляют посторонние примеси, бланшируют в кипящей воде (5…10 мин), после чего промывают холодной водой. К промытым макаронам, лапше, вермишели во избежание склеивания их в готовых консервах добавляют расплавленный жир.

Овощи (морковь, свекла, капуста) калибруют, моют, осматривают, очищают от загрязнений, поврежденных мест, измельчают. Картофель моют, калибруют, инспектируют, очищают, дочищают, вторично моют и режут на кубики (10…15 мм) или полоски па овощерезках.

Лук и чеснок осматривают, очищают от покровных сухих листьев, обрезают корневую и верхнюю части, удаляют поврежденные места, после чего моют и режут на овощерезках или куттерах. Нарезанный лук обжаривают на костном или свином жире (5…20 % к массе сырого лука) до светло-золотистого или коричневого цвета. Выход обжаренного лука составляет 60 % к массе свежего лука и жира.

Для приготовления костного бульона кость промывают 15…20 мин в проточной холодной воде в чанах или ваннах. Затем кости обжаривают в газовых опалочных печах в течение 20…40 мин при 120…160 о С, чтобы получающийся бульон имел коричневую окраску, хороший аромат и вкус. Обжаренныекости загружают в двухстенный котел, заливают водой (соотношение кости к воде 1:3) и варят в течение 3-4 ч при 90…95 о С. По окончании варки бульон отстаивают , удаляют с поверхности жир.

Соусы придают консервам специфическийвкус и привлекательный внешний вид. В зависимости от того компонента, который определяющим образом влияет па формирование вкуса и вида готового соуса, их подразделяют на томатный, белый, сметанный, сладкий и винный.

Соусы готовят на костных или мясных бульонах по следующей схеме . На первом этапе в горячий бульон вносят пассерованную (обжаренную) муку и при перемешивании кипятят бульон 10…20 мин до исчезновения крупинок муки. Затем вносят томат-пасту, сметану или другой наполнитель, соль, сахар, пряности и вновь при перемешивании кипятят соус 5…15 мин. Готовый соус заливают в банки при 70…75 о С.

Подготовка тары. Банки и крышки не должны иметь загрязнений, остатков смазки, металлической пыли и мелких опилок, наплывов припоя на внутренней поверхности. Соединительный шов корпуса и донышка должен быть герметичен.

Тара должна пройти предварительную санитарную обработку, снижающую микробиальную загрязненность. Стеклянные банки моют 2-3 %-ным раствором гидроксида натрия. После мойки банки обрабатывают острым паром и горячей (95…98 о С) водой. Металлические крышки , предназначенные для укупорки стеклянной тары, шпарят в кипящей воде 2-3 минв сетках.

Санитарную обработку стеклянной и жестяной тары и последующее обсушивание производят на специальных устройствах конвейерного типа, которые состоят из несколькихсекций: мойки (замачивания), шпарки, ополаскивания и подсуши­вания.

Порционирование и закатка банок. При порционированиинеобходимо обеспечить соответствие соотношений основных компонентов рецептуры действующим требованиям технических условий.

При фасовании вначале закладывают плотные составные части: соль, специи, жир-сырец, мясо и т. п., после чего в банку заливают жидкие компоненты – бульон, соусы.

При ручном порционировании взвешивают содержимое каждой банки. Соль, специи и основное сырье закладывают в определенной последовательности: вначале укладывают лавровый лист, соль и специи, затем жир и после этого мясо. Соль и молотый перец предварительно смешивают в соответствии с рецептурой и фасуют дозировочно-фасовочными устройствами или автоматами.

При фасовании жидкие (бульон, соусы), сыпучие (специи, крупы) и пластические (фарш) продукты дозируют машинами по объему с помощью мерных наполнительных цилиндров.

Машинным способом фасуют мясо, нарезанное на куски (мясо тушеное, жареное в соусе, гуляш, рагу), фаршевые, паштетные консервы и др. Остальные виды консервов, такие, как языковые, ветчинные, сосиски, консервы из птицы и кроликов и другие, фасуют вручную.

Наполненные банки от автоматов-дозаторов по транспортеру передают на контрольное взвешивание изакатку.

Контрольное взвешивание производят вручную на циферблатных весах либо на инспекционных автоматах. Основная задача этой операции – не допустить производства незаполненных (легковесовых) и переполненных (тяжеловесных) банок.

Взвешенные банки , наполненные содержимым, по транспортеру подают на закатку (присоединение крышки к корпусу). На закаточных машинах перед подачей крышки на прифальцовкуее маркируют , т. е. наносят специальные знаки, выдав­ливая металл внутрь банки, или (реже) с помощью типографской печати.

Сущность процесса закатки состоит в герметическом присоединении крышки к корпусу банки путем образования двойного закаточного шва . На корпус надевают донышки , и в собранном виде пара плотно зажимается между верхним и ниж­нимпатронами и начинает вращаться. Расположенный сбоку закаточный ролик прижимается к вращающемуся донышкуи обкатывает его .

В консервной промышленности широко используют вакуумирование содержимого банок перед закаткой . Обычно воздух попадает в банку во время порционирования и находится между кусками мяса, в порах и частично растворен в жидкости. Наличие кислорода воздуха вызывает коррозию металла , ускоряет процессы окисления в продукте, что отрицательно сказывается на качестве жира (возрастает перекисное и кислотное числа, рН и общая кислотность продукта), катализирует разрушение витаминов и ароматических веществ, создает благоприятные условия для развития аэробных бактерий, что в конечном итоге приводит к ухудшению качества консервов и сокращению сроков их хранения.

Проверка герметичности закатанных банок. После закатки банок на любом типе машин, исключая вакуум-закаточные, в технологической линии предусмотрена проверка герметичности заполненных и укупоренных банок. Цель проверки – не допустить в стерилизацию плохо закатанные банки, у которых в ходе тепловой обработки появится активный подтек (т. е. содержимое будет выходить из банки). Банки на герметичность проверяют несколькими способами : визуально (внешний осмотр), в водяной контрольной ванне, с помощью воздушных и воздушно-водяных тестеров.

Приобнаружении негерметичности банки удаляют с конвейера . Плохо закатанные банки вскрывают , и содержимое перекладывают в другие. После проверки на герметичность банки передают на стерилизацию.

Термообработка. В процессе производства консервов для обеспечения стабильности продукта при хранении используют такие способы термообработки , как стерилизация, пастеризация, тиндализация.

Стерилизация – одна из основных операций технологического процесса производства консервов, которую проводят, нагревая продукт до температуры выше 100 о С, для подавления жизнедеятельности микроорганизмов либо для их полного уничтожения.

Основными источниками загрязнения консервов до стерилизации являются мясное сырье, вспомогательные материалы и специи. В среднем общая бактериальная обсемененность содержимого консервов может достигать 1 . I0 12 клеток в 1 г (см 3) при регламентируемом уровне от 10 4 до 2 . 10 5 бактерий.

Цель стерилизации – уничтожение тех форм микроорганизмов, которые могут развиваться при обычных условиях хранения и вызывать при этом порчу консервов либо образовывать опасные для здоровья человека продукты своей жизнедеятель­ности(токсины). К этим видам микрофлорыотносят представителя токсигенных спорообразующих анаэробов Cl. botulinum и гнилостные анаэробы Cl. sporogenes , Cl. perfringens , Сl, putrificum .

Нагрев мяса при температуре 134 о С в течение 5 мин уничтожает практически все виды спор, включая и споры наиболее термоустойчивых микроорганизмов. Наиболее распространенная и предельно допустимая температура стерилизации мясопродуктов ниже 135 0 С (в пределах 120 о С).

Влияние нагрева на микрофлору . Нагрев при температурах выше 100 о С уничтожает в основном вегетативные формы микроорганизмов и большую часть споровых, что обусловлено денатурацией белков протоплазмы живых клеток и разрушением ферментов. Одновременно под воздействием термообработки перерождаются сохранившиеся споры , их способность к прорастанию резко снижается.

Каждый вид микрофлоры обладает своим собственным временем отмирания в силу различной устойчивости к нагреву. Термоустойчивые итермофильные микроорганизмы могут приспосабливаться к высоким температурам. При этом в присутствии термофильных мезофильные микроорганизмы часто также приобретают термоустойчивость. Как правило, споры анаэробовотмирают медленнее, чем споры аэробов. Из анаэробов наиболее опасен Cl. botulinum, токсин которого даже в малых дозах смертелен для человека.

Споры палочки Cl. botulinum выдерживают кипячение в течение 3…6 ч, при 105 о С они гибнут через 2 ч. Период инактивации спор различных штаммов CI. botulinum при 110 0 С от 7 до 16 мин.

Споры отмирают по стадиям : на первой (стадия быстрого отмирания) уничтожается более половины спор, находящихся в продукте; на второй число жизнеспособных спор уменьшается по логарифмической кривой; в третьей скорость отмирания небольшого количества оставшихся спор уменьшается.

Изменение в мясе при стерилизации . В мясе происходят такие важные и характерные изменения, как тепловая денатурация растворимых белковых веществ, сваривание и гидротермический распад коллагена соединительной ткани, окисление и гидролиз жира , изменение витаминов , экстрактивных веществ, структуры и органолептических показателей.

Гидролиз высокомолекулярных азотистых веществ. Часть полипептидов гидролизуется до низкомолекулярных азотистых оснований. Имеют место процессы дезаминирования и декарбоксилирования некоторых аминокислот, сопровождающиеся разрушением и потерей части из них, в том числе и незаменимых.

Повышение температуры и увеличение продолжительности нагрева вызывают усиление гидротермического распада коллагена до глютина и гидролиз глютина до глютоз.

Изменения коллагена при стерилизации играют положительную роль , так как сваренный коллаген лучше переваривается, образует бульоны, застудневающие при охлаждении до состояния желе. Благодаря гидролизу коллагена в мышечной ткани продукт становится более «нежным ». В связи с этим в консервном производстве широко используют мясо, содержащее значительное количество соеди­нительной ткани.

В целом температуры, характерные для процесса стерилизации консервов, отрицательно сказываются на пищевой ценности белковых веществ, особенно растворимых. С повышением температуры и длительности нагрева возрастает степень коагуляционных изменений, причем, чем выше степень агрегирования, тем медленнее идет переваривание денатурированного белка пищеварительными ферментами: перевариваемость и усвояемость стерилизованного мяса ниже, чем у вареного.

Изменения жиров. В условиях стерилизации существенно ускоряется гидролиз триглицеридов и насыщение двойных связей радикалов жирных кислот гидроксильными группами. Присутствие свободных жирных кислот интенсифицирует образование оксисоединений. Свидетельством этих изменений являются рост кислотного и уменьшение йодного чисел. Рассмотренные изменения жиров под воздействием стерилизации дают основания полагать, что высокотемпературная об­работка приводит к снижению биологической ценности жира .

Изменения экстрактивных веществ. При стерилизации имеют место два диаметрально противоположных процесса: накопление экстрактивных веществ в результате распада высокомолекулярных соединений и уменьшение их количества вследствие распада под влиянием нагрева. Состав летучих веществ и их концентрация в стерилизованном мясе отличаются от их состава в мясе вареном, что приводит к появлению у продукта специфического запаха - «аромата автоклава ».

Изменение витаминов. Наименьшей устойчивостью обладают витамины С, D, В, тиамин, никотиновая и пантотеновая кислоты. В зависимости от вида стерилизуемого продукта и выбранных режимов уровень их потерь достигает 40…90 % по отношению к содержанию в исходном мясе. В частности, потери витамина В 1 при производстве консервы «Свинина тушеная» составляют 56…86 %. Наиболее термостойки витамины А, Е, К, В 2 . При этом резистетнтность витамина А проявляется лишь в отсутствии кислорода.

Изменение структуры и прочностных свойств. При тепловой стерилизации происходит более выраженное по сравнению с варкой упрочение структуры мясных изделий и снижение водоудерживающей способности. Повышение жесткости мяса обусловлено сильной его усадкой (диаметр мышечных волокон после стерилизации уменьшается на 26…30 %. а длина соединительнотканных прослоек – в 2…2,5 раза) и выпрессовыванием части слабосвязанной влаги.

Длительный нагрев при высоких температурах существенно ухудшает структурно-механические свойства либо в результате повышения жесткости мяса (в случае высокого содержания в консервах мышечной ткани), либо разволокнения мяса (при наличии больших количеств соединительной ткани).

Техника стерилизации. Противодавление искусственно создаютвнутри аппаратов во избежание нарушенияцелостности консервов в процессе стерилизации вследствие образования в банках избыточного давления.

Пристерилизации консервов в паровой среде посравнению со стерилизацией в воде обеспечивается болееравномерное пообъему распределениетемпературы внутри банки при одинаковых формулах стерилизации.

Стерилизация в электромагнитном поле токами высокой частоты (ТВЧ) и сверх высоких частот (СВЧ). При нагревании продукта в поле ТВЧ(10 3 …10 10 Гц) и СВЧ (433, 915, 2450 МГц) воздействие тепла на микроорганизмы происходит в результате образования тепла в самом содержимом клеток под действием переменного электромагнитногополя. Поэтому при нагревании продукта в поле ТВЧ и СВЧ микроорганизмы отмирают быстрее .В частности, стерильное мясо можно получить при нагревании до температуры 145 о С в течение 3 мин, тогда как обычная стерилизация производится в течение 40 минпри температуре 115…118 . С.

Стерилизация ионизирующими излучениями К ионизирующим излучениям относят катодныелучи – поток быстрых электронов, рентгеновские лучи (частота 10 18 …10 19 Гц) и гамма-лучи (10 20 Гц). Ионизирующие излучения обладают высоким бактерицидным действием и способны, не вызывая нагрева продукта, обеспечить полную стерилизацию.

Из радиоактивных излучений практическое значение имеют гамма-лучи , имеющие большую проникающую способность. Продолжительность стерилизации ионизирующими облучениями – несколько десятков секунд. Учитывая то обстоятельство, что после ионизационной обработки продукт внутри банки остается сырым, необходимо вслед за стерилизацией довести его до состояния кулинарной готовности одним из обычных способов нагрева.

Стерилизация горячим воздухом . Способ приемлем для использования в горизонтальных конвейерных или коаксиальных стерилизаторах , в которых банки передвигаются цепным транспортером при одновременном вращении вокруг своей оси либо катятся по направляющим через все зоны аппарата (прогрев - стерилизация - охлаждение). Горячий воздух температурой 120 о С циркулирует в стерилизаторе со скоростью 8…10м/с. Данный способ дает возможность повысить теплопередачу от греющей среды консерву, снизить вероятность перегрева поверхностных слоев продукта.

Стерилизация в аппаратах периодического действия . Наиболее распространенным типом аппаратов периодического действия для стерилизации консервов являются автоклавы СР, АВ и Б6-ИСА . Автоклавы подразделяются на вертикальные - для стерилизации консервов, выпускаемых в жестяной и стеклянной таре, паром или в воде и горизонтальные – для стерилизации консервов в жестяной таре паром. Температуру и давление в автоклавах регулируют ручным методом или с помощью пневматических и электрических программных устройств – терморегуляторов.

В автоклавные корзины банки укладывают вручную , посредством загрузки транспортером «навалом» (в водяной ванне или без нее), гидравлическими и гидромагнитными укладчиками. Разгрузку производят, опрокидывая автоклавные корзины.

В настоящее время наиболее рациональным считается стерилизация методом высокотемпературного кратковременногонагрева с применением вращения банок (в одну сторону, попеременно в разные стороны, осевое вращение, вращение с до­нышка па крышку), что обеспечивает сокращение длительности процесса тепловой обработки и дает возможность сохранить качество исходного продукта.

Стерилизация в аппаратах непрерывного действия . Стерилизаторы непрерывного действия подразделяют на роторные, горизонтальные конвейерные, гидростатические. Первые два типа редко используют.

В гидростатических стерилизаторах непрерывного действия применен принцип уравновешивания давления в камерестерилизации спомощью гидравлических шлюзов. Эти аппараты башенного типа, имеющие значительную высоту, но занимающие относительно небольшую площадь производственногопомещения.

Гидростатический стерилизатор работает следующим образом . Банки загружают в банконоситель бесконечного цепного конвейера, который подает их в шахту гидростатического (водяного) затвора-шлюза. После прогрева банки поступают в камеру парового стерилизатора, нагреваются до 120 о С и попадают в зону водяного охлаждения, где температура консервов падает до 75…80 о С. Выйдя из гидростатического затвора, байки поступают в камеру дополнительного водяного охлаждения (40-50 о С), после чего консервы выгружают из стерилизатора.

Пастеризация. Пастеризация является одной из разновидностей термообработки изолированного от внешней среды продукта, при которой уничтожаются преимущественно вегетативные формы микроорганизмов. Для таких консервов обычно используют свинину в шкуре ; контролируют величину рН сырья (дли свинины рН должна быть 5,7…6,2, для говядины - 6,3…6,5). В процессе посола и созревания рекомендуется применение шприцевания рассолов, массирования и тумблирования. После подпрессовки банки укупоривают на вакуум-закаточных машинах.

Пастеризацию производят в вертикальных либо ротационных автоклавах. Режим пастеризации включает время прогрева банок при 100 о С (15 мин), период снижения температуры в автоклаве до 80 о С (15 мин), время собственно пастеризации при 80 о С (80…110 мин) и охлаждения до 20 о С (65…80 мин). В зависимости от вида и массы консерва общая продолжительность процесса пастеризации составляет 165…210 мин.

Тиндализация представляет собой процесс многократной пастеризации . При этом консервы подвергают термообработке 2-3 раза с интервалами между нагревом в 20…28 ч. Отличие тиндализации от обычной стерилизации заключается в том, что каждого из этапов теплового воздействия недостаточно для достижения необходимой степени стерильности, однако суммарный эффект режима гарантирует определенную стабильность консервов при хранении. Сущность тиндализации – чередование нагрева консервируемого продукта до температуры ниже 100 о С с последующей выдержкой консерва при температуре 18…25 о С.

При данном способе термообработки микробиологическая стабильность обеспечивается тем, что в процессе первого этапа нагрева погибает большинство вегетативных клеток бактерий. Часть из них вследствие изменившихся условий внешней среды успевает модифицироваться в споровую, более устойчивую форму. В течение промежуточной выдержки (термостатировании) споры прорастают , а последующий нагрев вызывает гибель образовавшихся вегетативных клеток.

Пастеризованные (тиндализованные) консервы не являются «настоящими» консервами в полном понимании этого термина, так как содержат некоторые споры и термофильные бактерии. В связи с этим пастеризованные изделия относят к полуконсервам и ограничивают срок их хранения при температуре 0-5 0 С и относительной влажности воздуха не выше 75 % периодом 6 мес. Тиндализованные консервы («Говядина в желе», «Антрекот», «Солонина деликатесная», «Телятина»), срок хранения которых при температуре не выше 15 о С ограничен одним годом со дня выработки, относят к «3/4 консервам».

Сортировка, охлаждение и упаковывание. По окончании термообработки консервы поступают на сортировку, охлаждение и упаковывание.

Отбраковке подлежат банки с активным подтеком, помятостями, разрывами, трещинами, с «птичками» и грязные (пассивный подтек банки). Если таких дефектов нет, то банки после термообработки должны иметь вспученные крышку и донышки.

Одним из распространенных дефектов консервных банок является помятость (сильная и незначительная), которая образуется из-за разгрузки автоклавных корзин навалом на приемный стол. Консервы с незначительной помятостью корпуса, не потерявшие герметичности, относятся к стандартным и допускаются к реализации.

Активный подтек обусловлен появлением на банке следов содержимого (бульон, жир, соус) консервов, вытекшего при стерилизации через негерметичные фальцы или шов. Банки с активным подтеком, обнаруженные сразу после стерилизации, вскрывают, содержимое используют в колбасном производстве (промпереработка).

Пассивный подтек характеризуется загрязнением поверхности банок содержимым других банок , имеющих активный подтек. Консервы с пассивным подтеком герметичны, грязные банки моют в горячей воде, протирают и направляют на хранение.

«Птички » - наиболее распространенный в консервном производстве дефект, заключающийся в деформации донышек и крышек в виде уголков у бортиков банки . Такие банки на хранение не принимают, и использование их разрешается органами санитарного надзора.

После сортировки банки охлаждают водой до 40 о С и подают на хранение. Банки охлаждают в специальных помещениях, одновременно предназначенных для хранения консервов. Быстрое охлаждение консервов после стерилизации исключает развитие в продукте термофильных бактерий, снижает степень перегрева поверхностных слоев консерва и способствует улуч­шению вкусовых достоинств продукта.

Дефект «хлопающие крышки » обнаруживают также, и после хранения консервов при чрезмерно низких температурах. Появление дефекта в последнем случае обусловлено тем, что при замораживании содержимого банки вода переходит в твердое состояние (лед) и увеличивается в объеме .

В процессе охлаждения, особенно у банок больших размеров (массой более 3 кг), встречается дефект в виде помятостей корпуса несколькими острыми гранями, который называется вакуумной деформацией . Ее вызывает вакуумирование банок при укупорке или образование вакуума при охлаждении банок с горячим розливом продукта.

Нарушение герметичности консервов после стерилизации может произойти и из-за некачественной работы оборудования жестянобаночного производства. В частности, изношенность ролика первой операции закаточной машины дает помятость фланца корпуса - «язычки» и морщинистость фланца .

Готовые консервы перед хранением или отгрузкой упаковывают в транспортную тару – дощатые неразборные ящики или коробки из гофрированного картона.

Хранение и отгрузка . Консервы хранят в отапливаемых и неотапливаемых складах при отрицательных и положительных температурах. При отрицательных температурах срок хранения увеличивается, существенно не влияя на органолептические показатели и пище­вую ценность консервов.

Мясные консервы, поступившие на хранение в замороженном или охлажденном виде (при 0 о С), размешают в складских помещениях при температуре воздуха не менее 2 о С с последующим постепенным отеплением без резких перепадов температу­ры и относительной влажности воздуха. В отапливаемых складах в зимнее время температура должна поддерживаться по уровне 2…4 о С, а относительная влажность воздуха не выше 75 %.

Вследствие нарушения санитарно-гигиенического режима производства, параметров стерилизации, условий хранения или герметичности тары может произойти порча консервов, и появляются следующие виды брака и дефектов, характеризуемых наличием бомбажа.

Явление микробиологического бомбажа обусловлено наличием в консервах газообразных веществ (сероводород, аммиак, углекислый газ и др.) - продуктов жизнедеятельности микроорганизмов. Причиной возникновения микро­биологического бомбажа является перемещение банок при транспортировании и хранении, взбалтывание их содержимого, ранение при изменяющихся условиях, что приводит к нарушению временной герметичности банок, освобождению микрофло­ры из жировых и других частей продукта и прорастанию спор термоустойчивых бактерий, вызывающих закисание продукта, а также мезофильных анаэробов.

Консервы с микробиологическим бомбажем не пригодны в пищу и подлежат технической утилизации или уничтожению. Микробиологическая порча консервов не всегда сопровождается бомбажем : в случае нарушения герметичности банки газы могут выйти из консерва, не вызывая вспучивания концов. Кроме того, в процессе жизнедеятельности некоторых видов микрофлоры газообразования не происходит. Отсутствие бомбажа характерно для Cl. botulinum .

Химический бомбаж характерен для консервов с высокой кислотностью и возникает вследствие накопления водорода при химическом взаимодействии органических кислот продукта с металлом тары.

В результате взаимодействия содержимого и тары в продукте могут накапливаться соли тяжелых металлов (железа, олова, свинца). При глубоком развитии химического бомбажа у продукта появляется металлический привкус и изменяется цвет , особенно у овощей. Повышение температуры храпения с 2…5 до 20 о С увеличивает скорость перехода олова в продукт в 2 раза, при 37 о С скорость накопления олова возрастает в 4 раза.

Появление физического бомбажа может быть обусловлено рядом причин; переполнение тары продуктом , концы банок изготовлены из тонкой жести и легко деформируются, консервы были заморожены и после оттаивания концы сохранили вздутое состояние.

Вследствие повышения относительной влажности воздуха в помещениях хранения консервов, конденсации влаги на банках и взаимодействия кислорода воздуха, воды и остатков частиц жира и белка с незалуженными местами на поверхности банок происходит коррозия . В результате на внешней поверхности банок появляются красно-бурые пятна ржавчины.

Консервы в стеклянных банках хранят в темноте , чтобы исключить активизацию процессов гидролиза и окисления от воздействия света. Срок хранения ламистеров до 2 лет.

Физико-химические изменения, происходящие при предварительной тепловой обработке продуктов

Предварительную тепловую обработку продуктов широко применяют при производстве сахара из свеклы, в мясной, молочной, рыбной промышленности и в консервном производстве.

Предварительной тепловой обработкой называют кратковременное (5-15 мин) воздействие на сырье горячей (80-100°С) воды, пара, растительного масла или животного жира.

В различных технологических процессах предварительная тепловая обработка проводится с разными целями, например, с целью изменения объема, массы, размягчения сырья, увеличения клеточной проницаемости и так далее.

Изменение объема и массы сырья. Предварительная тепловая обработка может преследовать цель как увеличить объем и массу сырья, так и уменьшить их. Например, при изготовлении мясорастительных консервов, в рецептуру которых входят сухие бобовые продукты, сухой горох или фасоль, их бланшируют в течение 10-20 мин. При набухании зерен во время бланширования благодаря впитыванию воды объем и масса бобов увеличивается примерно в 2 раза.

Обычно бланшируют также рис, масса которого при этом увеличивается на 100%.

При изготовлении мясных и рыбных консервов, а также некоторых видов варенья и компотов сырье подвергают бланшированию и обжариванию, при которых теряется часть влаги в сырье, вследствие этого повышается массовая доля сухих веществ, и в банки, таким образом, закладываются более концентрированные продукты.

Размягчение сырья. Предварительной тепловой обработке для размягчения сырья подвергают главным образом растительное сырье. Размягчают плоды и овощи для того, чтобы их можно было плотнее уложить в банки, или для облегчения удаления несъедобных частей - кожицы, косточек, семян - при последующем протирании на ситах.

Размягчаются плоды при тепловой обработке по двум причинам.

При нагревании гидролизуется протопектин, склеивающий отдельные клетки между собой и цементирующий растительную ткань. При гидролизе протопектин переходит в растворимую форму, клетки отделяются друг от друга, плодовая ткань мацерируется, становится рыхлой и мягкой.

Однако для гидролиза протопектина требуется относительно продолжительное время тепловой обработки плодов (15-20 мин).

Известно, что при нагревании растительной ткани до 80-85°С в течение 3-4 мин плоды становятся мягкими. Это вызвано тем, что при нагревании коагулируются белки протоплазмы, цитоплазменная оболочка повреждается, осмотическое давление, обусловливающее твердость (упругость) плода, стравливается и плод размягчается.

Увеличение клеточной проницаемости. В ряде случаев цитоплазменные оболочки растительных клеток препятствуют протеканию технологических процессов, и их необходимо разрушить, так как именно эти полупроницаемые мембраны препятствуют полному извлечению плодовых соков при прессовании.

Без предварительной тепловой обработки свекловичной стружки практически невозможно извлечь сахар с требуемыми скоростью и глубиной, достигаемыми в производственных условиях. От того, насколько удачно будет проведен этот процесс, зависят степень извлечения сахара из свеклы, доброкачественность и рН диффузионного сока, неучтенные потери на диффузии и другие показатели.

Предварительная тепловая обработка свекловичной стружки проводится главным образом для того, чтобы разрушить основные барьеры на пути сахарозы из вакуоли клеток к верхней поверхности стружки и множество мембран на границе внешней и внутренней поверхности цитоплазмы, а также на границе разнообразных органелл, включенных в цитоплазму.

Главным фактором, определяющим пропускаемость свекловичной ткани в результате нагрева, является степень изменения (денатурация) белков цитоплазмы, где основную роль играют температура нагрева и концентрация сахарозы. Сахароза может тормозить денатурацию.

Наряду с денатурацией белков цитоплазмы в процессе предварительной тепловой обработки на проницаемость ткани влияют другие факторы: экстракция растворимых веществ как из вакуоли, так и из пектинцеллюлозных оболочек клеток, и физико-химические изменения оболочек клеток.

Режимы предварительной тепловой обработки, концентрации сахара и другие факторы могут по-разному влиять на проницаемость цитоплазмы и клеточных оболочек и приводить к разным суммарным эффектам. Например, повышение температуры усиливает денатурацию белков протоплазмы, улучшая ее проницаемость, но в то же время способствует более быстрому растворению гидрофильных составляющих клеточной оболочки, что ухудшает проницаемость последней.

Понижение концентрации сахарозы в растворе усиливает денатурацию белков, но в то же время способствует общему уменьшению коэффициента диффузии.

Для оценки предварительной обработки свекловичной стружки в процессе экстракции используют коэффициент степени проницаемости (отпаривания) φ, который представляет собой отношение коэффициента диффузии сахара из свекловичной стружки D к коэффициенту диффузии из стружки того же качества D o , прошедшей оптимальную тепловую обработку (φ = D/D о).

Существует три диапазона температур, при которых характер изменения проницаемости свекловичной стружки в зависимости от времени тепловой обработки имеет свои особенности.

В диапазоне температур 50-60°С существует индукционный период (3-5 мин), в течение которого тепловое воздействие не влияет на проницаемость стружки. В последующем проницаемость свекловичной стружки возрастает, но не достигает максимально возможной величины.

В диапазоне температур 60-75°С индукционный период отсутствует. Коэффициент диффузии возрастает в течение 10-15 мин теплового воздействия, после чего несколько уменьшается.

При температурах выше 75°С максимальные значения коэффициентов диффузии наблюдаются при самых непродолжительных периодах тепловой обработки - до 2,5 мин. После этого наступает период относительного постоянства величины коэффициента диффузии, который затем уменьшается.

Полагают, что наличие индукционного периода, выражающего сдвиг между началом теплового воздействия и изменением проницаемости ткани при температуре 50-60°С, связано с тем, что при этих температурах процессы денатурации, протекающие в несколько стадий, развиваются медленно. Поэтому от момента теплового воздействия до стадии денатурации, на которой начинает изменяться проницаемость протоплазмы, проходит определенный период времени - тем меньший, чем выше температура теплового воздействия: при 50°С - 5 мин, при 60°С - 3 мин. Один из наиболее эффективных технологических приемов, позволяющих повредить цитоплазменные мембраны, - бланширование плодов водой или паром. Повреждения цитоплазменных мембран и увеличения клеточной проницаемости можно достичь на разных температурных уровнях - начиная с 65°С, при соответствующей продолжительности обработки. Естественно, что чем выше температура бланширования, тем меньше необходимое время обработки.

Цитоплазменные мембраны являются препятствием также и в том случае, когда нужно не извлечь содержимое клеток, а наоборот, пропитать чем-либо клетку извне, например, сахаром или солью.

Непроницаемость цитоплазменных мембран является большой помехой при производстве варенья. При варке варенья протекают противоположные по направлению диффузионно-осмотические процессы, в результате которых из плодов извлекается влага, а внутрь клетки проникает сахар из окружающего плоды сиропа.

После варки плоды должны сохранять первоначальный объем и не быть сморщенными, соотношение между плодами и сиропом должно находиться на уровне 1:1. Исходя из этого, варенье надо варить так, чтобы количество извлекаемой при варке влаги W компенсировалось количеством впитываемого сахара С, то есть отношение W/C должно быть около единицы.

Если погрузить свежие плоды или их дольки в сахарный сироп, то в первые минуты, пока плоды еще не прогрелись и цела протоплазма, происходит лишь осмотическое отсасывание влаги, а диффузионное проникновение сахара внутрь плодовых клеток задерживается непроницаемой для сахара цитоплазменной оболочкой. Поэтому плоды сразу же и сморщиваются.

В дальнейшем цитоплазма при нагревании плодов повреждается, и сахар проникает в клетку. Но к этому моменту влаги извлечено уже слишком много, и нужной компенсации достичь не удается.

Если же плоды до варки пробланшировать, то клеточная проницаемость их возрастает, и при последующем погружении в сироп оба процесса - осмотическое отсасывание влаги из клеток и диффузионное перемещение сахара в клетку - будут идти одновременно. Плоды при этом останутся целыми, несморщенными.

Инактивирование ферментов. Кратковременное прогревание, или бланширование при 80-100°С, инактивирует большинство ферментов, прекращает их деятельность и тем самым предупреждает ферментативную порчу.

Потемнение нарезанных семечковых плодов на воздухе вызывается деятельностью окислительных ферментов. Схему окислительного процесса ферментативного потемнения нарезанных плодов можно выразить следующим образом.

На первой стадии фермент (обозначаемый буквой А) присоединяет молекулярный кислород воздуха и активирует его, образуя соединение типа пероксида:

А + О 2 → АО 2 .

Если в плодах имеется соответствующий субстрат восстановительного характера (дубильные вещества, полифенолы, обозначаемые буквой В), то образовавшийся органический пероксид АО 2 отдает кислород уже в атомарном виде, окисляя таким образом дубильные вещества, которые молекулярным кислородом воздуха не окисляются. Поэтому вторая стадия ферментативного процесса протекает по схеме:

АО 2 + 2В → А + 2ВО.

При этом фермент восстанавливается в первоначальном виде, а образующийся оксид ВО представляет собой темноокрашенное соединение, называемое иногда флобафеном.

Для предотвращения действия ферментов при консервировании плодов и овощей применяют кратковременное (5-10 мин) бланширование в воде при температуре 85-100°С.

Инактивирование ферментов лучше протекает в кислой среде, поэтому при бланшировании воду подкисляют лимонной или винно-каменной кислотой до концентрации 0,1-0,2%.

Гидролиз протопектина. Желеобразную консистенцию фруктовой продукции (повидло, мармелад, желе) придает растворимый пектин. В присутствии сахара и кислоты пектин образует студни.

Полагают, что желе получается тогда, когда осаждение пектина происходит в агрегатах мицелл в присутствии сахара, который действует как обезвоживающий агент, поглощающий сольватные оболочки, и в присутствии водородных ионов, нейтрализующих отрицательные заряды пектиновых молекул. Образовавшееся желе представляет собой сплетение фибрилл из пектиновых молекул, промежутки между которыми заполнены сахарным сиропом.

В некоторых плодах пектина содержится мало, и при производстве желеобразной продукции приходится добавлять так называемые желирующие соки, то есть соки из плодов с большим содержанием пектина.

Иногда пектиновых веществ в плодах много, но они находятся главным образом в нерастворимой форме в виде протопектина. В этом случае плоды обрабатываются так, чтобы прошел гидролиз протопектина и он превратился в растворимую форму. Чтобы гидролизовать протопектин, плоды бланшируют паром в течение 10-20 мин.

Удаление воздуха. Содержащийся в межклеточных пространствах растительной ткани воздух попадает в готовую продукцию, а также действует на промежуточных этапах на сырье, вызывает ухудшение качества продукта, способствует коррозии металлической тары, вызывает повышенное давление в банках при стерилизации. При бланшировании большая часть воздуха из сырья удаляется.

Улучшение вкусовых свойств. Для улучшения вкусовых свойств, придания продукту специфических вкусовых качеств применяют обжаривание в жире - при производстве мясных консервов, или растительном масле - при производстве рыбных и овощных консервов.

Наряду с улучшением вкуса при обжаривании продукт теряет некоторое количество влаги, в результате в нем повышается содержание сухих веществ, следовательно, и его калорийность.

Механизм образования вкусовых веществ и отделения влаги при нагреве такой же, как при варке или жаренье, когда продукт доводится до состояния кулинарной готовности.

Для разрушения клеток сырья и высвобождения заключенного в растительных клетках крахмала, перевода крахмала в растворимое состояние для полного воздействия на него осахаривающих ферментов крахмалистое сырье (зерно, картофель) подвергаются тепловой обработке — развариванию. Разваривание производится в водной среде под действием пара в специальных аппаратах периодического или непрерывного действия.

При повышении температуры сырье постепенно прогревается. При температуре выше 70°С крахмал клейстеризуется, а при повышении температуры более 120°С переходит в растворимое состояние. Клеточные стенки изменяются при более высокой температуре — около 140°С и выше. При действии высоких температур цементирующие вещества клетки растворяются, ткань становится гибкой и непрочной. Часть цементирующих веществ разлагается и образует сбраживаемые вещества. Значительно изменяются белковые вещества, часть из них при температуре около 100°С свертывается и переходит в нерастворимое состояние. При дальнейшем повышении температуры до 140°С, белковые вещества вновь переходят в растворимое состояние и даже в большем количестве, чем до разваривания.

В результате теплового воздействия на картофель или зерно достигаются нужные изменения как в составе, так и в физическом состоянии сырья. Однако процесс связан и с нежелательными явлениями. При температуре выше 100°С начинают карамелизоваться сахара, образуя несбраживаемые и вредно воздействующие на дрожжи вещества. Часть сахаров соединяется с аминокислотами, образуя меланоидины. Образованные вещества придают разваренной массе коричневый цвет. Процессы карамелизации и меланоидиновые реакции приводят к потерям крахмала. Поэтому при разваривании стараются избегать слишком высоких температур, не допуская недовара отдельных частей сырья.

Вследствие резкого перепада давления в варочном аппарате и выдерживателе (от 3,5-4,5 до 0,2-0,5 ат), проходя через решетку, сырье механически разрушается. Кроме того, излишнее тепло разваренной массы расходуется на образование пара. Так как прочность клеточных стенок уже нарушена, то они не выдерживают давления пара, образовавшегося в них, и разрываются. Сырье теряет свою структуру, размельчается и превращается в однообразную массу.

Главной составной частью разваренной массы является крахмал, придающий ей свойство густого малоподвижного клейстера. Кроме крахмала в растворе находятся белки, соли и другие растворимые вещества. Чем выше температура варки, тем больше некрахмалистых веществ переходит в раствор. Разваренную массу нельзя без осахаривания расхолаживать, так как крахмал снова переходит в нерастворимое состояние и выпадает в осадок, застывает. Разваренную массу нельзя спускать на холодную поверхность осахаривателя.

Для разваривания сырья при периодической схеме применяют специальный разварник, который представляет собой сварной цилиндрическо-конический аппарат. Такая форма удобна для лучшего распределения пара при варке и для выдувания разваренной массы без остатка.

Разварник состоит (рисунок 1) из корпуса 1, загрузочного люка 2, выдувной коробки 3. Для предохранения стенок от быстрого износа в нижнюю часть конуса вставляют сменную гильзу 10 из стали толщиной 3 мм. В выдувной коробке установлена решетка 11 для измельчения сырья при выдувании и удержания посторонних предметов, попавших с сырьем. Над решеткой в коробке находится люк 12 для очистки решетки при закрытом коническом клапане 13. Пар вводится через патрубки 14, через патрубок 15 при необходимости отводится конденсат при разваривании картофеля.

Поступление пара регулируется вентилем 4. На пароотводящей трубе устанавливается обратный клапан 5, препятствующий попаданию сырья из разварника в паропровод.

Через вентиль 6 подают пар при выдувании разваренной массы.

На крышке разварника к патрубку 7, защищенному изнутри сеткой, присоединяются вентили 8 для вытеснения воздуха при загрузке аппарата и 9 для циркуляции, т.е. перемешивания сырья паром. Кроме этого на разварнике, как на сосуде, работающем под давлением, обязательно устанавливается предохранительный клапан (штуцер 18) и манометр 16. Для отбора пробы служит пробоотборное устройство 17.

Рисунок 1 — разварник для крахмалистого сырья

Периодическая схема разваривания и осахаривания

Разваривание

Картофель загружают в разварник под горловину и при крахмалистости его до 18% варят без добавления воды. При более высокой крахмалистости добавляют 4-5 дал на каждый тоннопроцент крахмала. Добавляют также воду при разваривании мороженого картофеля из расчета 20-30 кг на 1 т.

При переработке зерна сначала набирают воду температурой 75-80°С из расчета 2,5-2,8 л на 1 кг и засыпают зерно, оставляя незаполненным пространство высотой 0,7 м. Закрыв люк, пускают пар в разварник и сначала в течение 5-7 мин вытесняют воздух. После этого увеличивают подачу пара, за 10-15 мин повышают давление до заданной величины.

При переработке мороженого картофеля давление вначале до 2-2,5 ати повышают медленно (20-25 мин), затем до заданной величины — быстро.

Циркуляцию проводят открыванием вентиля до снижения давления на 0,5-0,6 ати, в результате происходит самоиспарение и поднимающиеся пузырьки пара перемешивают сырье.

Нормальный картофель разваривают при давлении 3,5-4,0 ати (145-151 °С), проводя 2-3 циркуляции, по 1-2 мин. Общая продолжительность варки 50 мин. Мороженый картофель варят при 4,0 ати.

Каждая культура зерна требует определенного режима разваривания (таблица 1).

При достижении давления 3,5 ати проводят первую двухминутную циркуляцию, повторяя ее затем через 5-7 мин. Готовая масса должна быть темно-желтой или светло-коричневой, в ней не должны содержаться не разваренные зерна.

К загрузке разварника приступают тотчас же после выдувания из него массы, соблюдая при этом меры предосторожности. До открытия загрузочного люка отключают верхнюю подачу пара, прочно закрывают выдувной клапан и задвижку на выдувной трубе, соединяют разварник с атмосферой. Когда стрелка манометра установится на нулевом делении, медленно открывают крышку разварника.

Таблица 1 — Режимы разваривания зерновых культур

Осахаривание

Из разварника разваренная масса выдувается в заторно-холодильный чан, куда для разжижения первой порции крахмала задается 3-5% солодового молока.

Процесс смешивания разваренной массы с солодовым молоком называется затиранием, поэтому разваренная масса называлась ранее сладким затором. В настоящее время осахаренную массу называют суслом.

Для удаления большого количества пара на крышке заторно-холодильного чана монтируется вытяжная труба (эксгаустер) диаметром 500-700 мм. Пар сбрасывается за пределы помещения в атмосферу. Для улавливания крахмала, уносимого с циркуляционным паром, устанавливается крахмалоловушка-аппарат, по конструкции аналогичный разварнику, но меньших размеров. В крахмалоловушке крахмал накапливается от нескольких циклов варки, а затем доваривается и выдувается в заторно-холодильный чан.

Заторно-холодильный чан представляет собой невысокий цилиндрический сосуд со сферическим днищем (рисунок 2), оборудованный мешалкой и змеевиками. Его вместимость должна быть равна объему одного или двух разварников с запасом 15-29%.

После выдувания массы включают мешалку и пускают воду в змеевик для охлаждения ее. При охлаждении массы до 62°С в заторный чан заливают солодовое молоко, вследствие чего температура снижается до 60°С, размешивают 5 мин и расхолаживают до температуры складки сусла в бродильном чане. Наиболее благоприятной температурой складки (начала брожения) является 18-20° С. Так как в бродильный чан вмещается несколько заторов, то в первый затор после расхолаживания до 30°С спускают зрелые дрожжи, предназначенные на весь бродильный чан, после чего расхолаживают до температуры складки и перекачивают его в бродильный чан. До подготовки следующего затора дрожжи начинают сбраживать сахар первого затора, а затем и остальную часть сахаров, поступающих со следующими заторами.

1 — корпус; 2 — колпак с выдувным штуцером; 3 — труба отвода пара; 4 — штуцер отвода промывных вод, 5 — штуцер для отбора сусла; 6 — мешалка; 7 — змеевик
Рисунок 2 — Заторно-холодильный чан

Полунепрерывная схема разваривания и осахаривания

Сырье (рисунок 3) после взвешивания распределительным шнеком направляется в предразварники 1. Это цилиндро-конические герметические аппараты, по объему равные разварнику, работающие без повышенного давления (рисунок 4). Предразварники оборудованы загрузочными и спускными люками и парораспределительной системой. Загруженное в предразварник сырье после добавления к нему горячей воды подогревается до состояния набухания циркуляционным или сдувочным паром (экстрапаром), который поступает из выдерживателя.

1 — предразварник; 2 — разварник; 3 — выдерживатель.
Рисунок 3 — Схема полунепрерывного разваривания

Подогретое сырье из предразварника поступает в разварник 2, где при установленном режиме варится и выдувается за 10-15 мин до полной готовности в выдерживатель-паросепаратор 3.

1 и 2 — патрубки для пара и горячей воды; 3 — штуцер подвода пара; 4 — паровая рубашка; 5 — решетки; 6, 7 — люки; 8 — ворошитель
Рисунок 4 — Предразварник

Выдерживатель представляет собой высокий цилиндрический сосуд, объем которого не менее трех объемов разварника. Разваренная масса вводится в верхнюю часть тангенциально, сюда же вводится и циркуляционный пар. Высота пространства над вводом разваренной массы должна быть не менее 1,5 м.

В верхней части установлен паросепаратор, отделяющий экстрапар, который направляется в предразварники для подогрева сырья, а избыток- в бак для подогрева воды. Выдерживатель снабжен гидравлическим затвором, поддерживающим избыточное давление 0,5 ати. В выдерживателе масса находится 40-45 мин.

Масса из разварников выдувается в выдерживатель поочередно с таким расчетом, чтобы он постоянно был заполнен. Далее начинается непрерывный процесс выдержки и поступления сваренной крахмалистой массы в осахариватель и ее осахаривание.

При непрерывном осахаривании заторно-холодильный чан называется осахаривателем. Он представляет собой аппарат типа заторного чана, но по объему значительно меньше, так как время пребывания в нем разваренной массы всего 15-25 мин. Для первоначального заполнения осахаривателя вначале задают в него 5% солодового молока, воду, чтобы покрыть лопасти мешалки, и заполняют осахариватель разваренной массой из выдерживателя при работающей мешалке.

После заполнения и охлаждения до 60°С спускают остальное количество солодового молока, рассчитанное для данного количества крахмала, находящегося в осахаривателе, и останавливают мешалку на 15-20 мин для осахаривания. Проверив полноту осахаривания, включают насос для перекачивания сусла через теплообменник в бродильный чан. Одновременно в осахариватель спускают массу из выдерживателя и солодовое молоко из расходного чана. Таким образом осуществляется непрерывное осахаривание при постоянной температуре и откачке сусла на расхолодку.

Расхолодка сусла до температуры складки осуществляется в теплообменнике типа “труба в трубе”, который устанавливается на пути движения сусла в бродильные чаны.

Важным условием хорошего осахаривания является поддержание постоянной температуры и правильной дозировки разваренной массы и солодового молока. Расход солодового молока составляет 12-15% от объема сусла. Солодовое молоко подается специальным дозатором. Лучшим видом дозировки является применение трехплунжерного насоса, один из плунжеров которого предназначен для подачи солодового молока в осахариватель, а остальные — для перекачивания осахаренной массы на холодильник. Применяются также дозаторы, выполненные в виде турникета.

Непрерывный процесс ведется до остановки на дезинфекцию.

Непрерывное разваривание

Непрерывное разваривание характеризуется тем, что обрабатываемая масса постоянным потоком движется через варочный аппарат, входя в него в сыром виде и удаляясь в готовом. При непрерывном разваривании необходимо обеспечить равномерный поток развариваемой массы в аппарат. Всякое отклонение в движении массы вызывает неравномерность ее разваривания. Поэтому для успешного проведения процесса необходимо создать условия, устраняющие проскок и запаздывания в движении отдельных частиц массы в варочном аппарате. Во всех схемах непрерывного разваривания применяют сырье в измельченном виде. Непрерывное разваривание размельченного сырья состоит из следующих операций: дробление сырья, дозирование его и воды, приготовление замеса (смеси дробленного зерна и воды) и разваривания. Процесс разваривания состоит из двух стадий: нагрев замеса (или картофельной кашки) до температуры варки и выдержка замеса при этой температуре.

Схемы отличаются друг от друга применяемыми аппаратами, а также машинами для дробления и величиной раздробленных частиц. Тонкое дробление позволяет проводить разваривание при мягком режиме, крупное дробление требует более жесткого режима. Во всех схемах непрерывного разваривания предусмотрена установка паросепаратора для отделения пара от разваренной массы.

Чемерская схем

Схемой (рисунок 5) предусмотрено дробление зерна и картофеля на молотковых дробилках, приготовление замеса, нагрев замеса вторичным паром, разваривание в варочном аппарате в распыленном состоянии и доваривание в выдерживателе.

1 — зерновой элеватор; 2 — зерновой сепаратор; 3 — бункер для зерна; 4, 8 — автоматические весы; 5 — молотковая дробилка; 6- чан для приготовления замеса; 7 — картофельный элеватор; 9 — бункер для картофеля; 10 — молотковая дробилка; 11 — чан для картофельной кашки; 1 2 -насос; 13-аппарат для подогрева картофельной кашки и замеса; 14 — варочный аппарат; 15 — выдерживатель; 16 — паросепаратор.
Рисунок 5 — Чемерская схема разваривания

Замес нагревают вторичным паром в смесителе до 50°С. Для полного использования вторичного пара производят дальнейший нагрев замеса в аппарате предварительного нагрева. Он представляет собой цилиндрический сосуд с коническими крышкой и днищем. В верхнюю часть этого аппарата вмонтирован распылительный диск, закрепленный на валу и вращающийся со скоростью 700-800 об/мин. Зерновой замес или картофельную кашку плунжерным насосом подают на распылительный диск этого аппарата; масса распыляется в горизонтальной плоскости, попадает на стенки аппарата и в виде тонкой пленки стекает вниз. Зерновой замес греют от 50 до 85-90°С. Нагрев производят быстро, клейстеризации крахмала почти не происходит, и поэтому нагретый замес перекачивают насосом в варочный аппарат без затруднений.

Варочный аппарат и выдерживатель представляют собой обычные цилиндроконические разварники. Внутри варочного аппарата в верхней части расположен распылительный диск, как и в аппарате предварительного нагрева; на высоте 1,8 м от нижнего днища установлен поплавок-регулятор, таким образом, часть емкости варочного аппарата используют для выдержки массы при заданной температуре. Пар подают в нижнюю часть аппарата и вводят непосредственно в массу. В варочном аппарате масса вторично распыляется, при смешивании с паром быстро нагревается и выдерживается здесь в течение 8-9 мин при 130°С при переработке картофеля и 140°С при переработке зерна.

Разваренная масса из варочного аппарата поступает в выдерживатель, где ее выдерживают 26-30 мин, затем — в паросепаратор. Массу из паросепаратора направляют на осахаривание.

Мичуринская схема

Зерно дробят на молотковых дробилках или вальцовых станках (рисунок 6), картофель-на картофельных терках или молотковых дробилках. Зерновой замес или картофельную кашку нагревают в предразварнике, разваривают в варочной колонне и доваривают в выдерживателе. Зерно с нормальной влажностью дробят сухим способом. Зерно с влажностью выше 17% дробят мокрым способом. Дробление зерна крупное. Это позволяет нагревать замес до 80-85°С, благодаря чему уменьшается расход пара на разваривание. Замес нагревают в предразварнике циркуляционным и вторичным паром. Нагретый замес или картофельную кашку подают насосом в варочную колонну, которая представляет собой вертикальный стальной цилиндр, разделенный по высоте восемью наклонными перегородками на девять секций. Перегородки имеют отбортовку вниз для того, чтобы проходящий пар мог бы собираться под перегородкой и образовывать паровые подушки. Паровая подушка облегчает перемешивание массы в каждой из секций. Поступление массы в колонну производится в верхней части под первую перегородку. В верхней крышке смонтированы штуцер для отвода циркуляционного пара и штуцер для соединения с выдерживателем для поддержания одинакового давления в этих аппаратах.

Работа варочной колонны происходит следующим образом. В первую секцию варочной колонны насосом подают замес. Масса передвигается непрерывно, проходя все секции до выхода. Одновременно в нижнюю секцию колонны подают греющий пар, который проходит все секции, подогревая и перемешивая массу, конденсируется в верхней части. Несконденсированный пар и воздух из колонны по циркуляционному трубопроводу отводится направляется в предразварник. Температуру разваривания поддерживают в пределах 135-140°С. Время прохождения массы через колонну 20-25 мин. Масса из варочной колонны поступает в выдерживатель, где окончательно доваривается и через паросепаратор, где отделяется от нее пар, откачивается на осахаривание.

1 — бункер для зерна; 2 — зерновой элеватор; 3 — шнек; 4,7 — бункер; 5,10 — автоматические весы; 6,13 — дробилка; 8 — чан для приготовления замеса; 9 — картофельный элеватор; 11 — бункер для картофеля; 12 — шнек; 14 — предразварник; 15 — сборник замеса или картофельной кашки; 1 6 — насос; 1 7 -варочная колонна; 18-вы держиватель; 19 — паросепаратор.
Рисунок 6 — Мичуринская схема разваривания

Загородная (Рязанская) схема

Дробление картофеля производится на картофелетерках, зерна — на вальцовых станках мокрым способом (рисунок 7). Замес нагревают в смесителе и затем разваривают в варочном аппарате. Разваренную массу не выдерживают.

Благодаря мокрому помолу из вальцового станка в смеситель поступает зерновой замес, где его подогревают вторичным паром из паросепаратора до 60-70°С. При таком нагреве используют значительное количество вторичного пара, но при этом происходит ферментативный гидролиз крахмала и полученные сахара теряются в результате образования мелаидинов. При переработке картофеля в смесителе картофельную кашку не нагревают.

1 — картофельный элеватор; 2 — автоматические весы; 3 — бункер для картофеля; 4 — картофелемойка; 5 — насос для перекачки картофельной кашки; 6 — магнитный сепаратор; 8 — бункер для зерна; 9 — вальцовый станок; 10 — смеситель-плодогреватель; 11 — насос для подачи замеса или кашки в варочный аппарат; 12 — варочный аппарат; 13 — паросепаратор.
Рисунок 7 — Загородная схема разваривания сырья

Варочный аппарат (рисунок 8) представляет собой вертикальную колонну, внутри которой вращается вал с пятью дисками. Между дисками по высоте колонны установлено пять конических насадок. Вал с дисками приводится в движение от электродвигателя. Частота вращения вала 500 об/мин. Пар вводят в колонну в трех точках на разной высоте аппарата. Разваренную массу отводят снизу. Температура нагрева массы в колонне 150-152°С. Длительность варки в колонне 4 мин.

1 — колонка, 2 — вал, 3 — диски, 4 -конические насадки; 5 — штуцер подачи пара
Рисунок 8 — Варочный аппарат

Мироцкая схема разваривания

Схемой (рисунок 9) предусмотрено дробление зерна на вальцовом станке, картофеля — на молотковой дробилке, приготовление зернового замеса, нагрев замеса и картофельной кашки — в трубчатом теплообменнике вторичным паром и разварнике — трубчатом варочном аппарате.

1 — зерновой элеватор; 2 — зерновой сепаратор: 3 — бункер; 4, 8 — автоматические весы; 5 — вальцовый станок; 6 — чан для приготовления замеса; 7 — картофельный элеватор; 9 — бункер для картофеля; 10 — молотковая дробилка; 11 — чан для картофельной кашки; 12 — насос; 13 — трубчатый подогреватель; 14 — контактная головка; 15 — варочный аппарат; 16 — паросепаратор.
Рисунок 9 — Мироцкая схема разваривания сырья

Измельченное зерно поступает в стекатель, где его смешивают с водой и полученный замес подогревают вторичным паром до 45-50°С. Зерновой замес или картофельную кашку подают насосом в варочный аппарат через теплообменник типа “труба в трубе”. По внутренней трубе движется масса, а в межтрубном пространстве — пар из паросепаратора. Нагрев производят до 75°С за 1-1,5 мин. В отличие от других схем непрерывного разваривания по Мироцкой схеме подогрев массы осуществляют на нагнетательном трубопроводе насоса, а не на всасывающем. Подогрев массы после насоса облегчает его работу и сокращает время пребывания массы при 50-70°С, что предотвращает крахмал от гидролиза, тем самым снижая потери связанные с образованием меланоидинов. Варочный аппарат состоит из контактной головки и трубчатой системы. Контактная головка (рисунок 10) состоит из паровой камеры и внутренней цилиндрической трубки с отверстиями, в верхней части трубки выполнено сужающееся отверстие-сопло. Замес или кашку картофельную непрерывно подают насосом во внутреннюю трубку контактной головки. Одновременно через отверстия трубки поступает греющий пар под давлением 7-8 эти. При этом контактная головка работает как инжектор, одновременно обеспечивая энергичное перемешивание с паром и инжектируя его из нагнетательного трубопровода насоса. В контактной головке замес нагревается до 165-170°С. Контактная головка крепится непосредственно к трубчатой системе аппарата, которая состоит из вертикальных труб диаметром 150 мм, последовательно соединенных горизонтальными трубами такого же диаметра под прямым углом. На всех фланцевых соединениях по ходу продукта установлены диафрагмы с отверстиями диаметром 40-50 мм. При прохождении массы через диафрагмы скорость ее движения значительно возрастает, а давление и температура понижаются. Вследствие перепадов температуры и давления, вызванных диафрагмами, масса перемешивается и растительная ткань сырья диспергируется (измельчается). Прямоугольные коленчатые переходы усиливают перемешивание и диспергирование массы. На выходе аппарата поддерживают температуру 145-150°С. Продолжительность разваривания 1,5-2 мин. Масса из аппарата поступает в паросепаратор, а затем на осахаривание.

1 — штуцер для ввода пара; 2 — корпус; 3 — трубопровод для поступления замеса; 4 — внутренняя цилиндрическая труба; 5 — сопло.
Рисунок 10 — Контактная головка

Преимуществами непрерывного разваривания являются: увеличение выхода спирта на 0,8-1,2 дал из тонны крахмала, улучшение условий труда и техники безопасности в варочном отделении, увеличение производительности оборудования варочного отделения, снижение расхода пара и более равномерное его потребление.

Мироцкая схема обеспечивает наиболее высокий выход спирта из тонны крахмала, аппаратурное оформление ее несложное, но эта схема требует применения пара относительно высокого давления (7-8 ати). Наименьший расход пара на разваривание получен при Мичуринской схеме. Чемерская схема позволила в свое время использовать существовавшее оборудование периодических схем разваривания. В последние годы для непрерывного разваривания крахмалистого сырья применяются установки РЗ-ВРА-2000 и А2-ВРА-3000, разработанные ВНИИ пищевой биотехнологии и НПО «Пищепромавтоматика”, выпускаемые серийно Смелянским машзаводом. Они и являются настоящее время основными.

Установка непрерывного разваривания крахмалистого сырья РЗ-ВРА-2000

Установка непрерывного разваривания крахмалистого сырья РЗ-ВРА-2000 работает следующим образом (рисунок 11). Измельченное в молотковой дробилке зерно поступает в бункер, откуда дозируется на весоизмерительное устройство и направляется в смеситель. Одновременно сюда подается вода температурой 40-50°С в количестве, пропорциональном массе измельченного зерна. Из смесителя замес подается плунжерным насосом в подогреватель, где нагревается вторичным паром, поступающим из паросепаратора, до 40-85°С и через промежуточную емкость, служащую для стерилизации плунжерного насоса, поступает в последний. Подогретый замес подается в контактную головку, где нагревается до температуры разваривания (130-150°С). Замес и часть несконденсировавшегося пара 1,5 мин выдерживается в трубчатом разварнике, где пар окончательно конденсируется. При прохождении по разварнику вязкость массы снижается под действием температуры и высокой скорости сдвига, развиваемой насосом. Из разварника масса направляется в выдерживатель, где находится под давлением, соответствующим температуре разваривания, в течение 40-45 мин, а затем выдувается в паросепаратор, охлаждается в нем до 102-108°С и идет на вакуум-охлаждение.

1 — дробилка молотковая для зерна; 2 — бункер для дробленого зерна; 3 — весоизмерительное устройство; 4 — смеситель; 5,8 — плунжерные насосы; 6 — подогреватель замеса; 7 — промежуточная емкость; 9 — контактная головка острого пара; 10 — трубчатый разварник; 11 — выдерживатель; 12 — паросепаратор; 13 — дробилка молотковая для картофеля.
Рисунок 11 — Схема установки непрерывного разваривания РЗ-ВРА-2000

Картофель при переработке измельчается в молотковой дробилке и поступает в смеситель. Картофельная кашка плунжерным насосом подается в контактную головку острого пара, где нагревается до температуры разваривания. В дальнейшем процесс аналогичен переработке зерна.

Установка непрерывного разваривания А2-ВРА-3000 по конструкции аналогична установки РЗ-ВРА-2000, но в ее состав входит еще один дополнительный выдерживатель (рисунок 12).

1 — дробилка сочного сырья; 2 — насосы для картофельной кашки; 3 — насосы для зернового замеса; 4 — смеситель; 5 — молотковая дробилка для зерна; 6 — контактная головка вторичного пара; 7 — промежуточная емкость; 8 — насосы плунжерные; 9 — контактная головка острого пара; 10 — трубчатый разварник; 11 — первый выдерживатель; 12 — второй выдерживатель; 13 — паросепаратор.
Рисунок 12 — Схема установки непрерывного разваривания крахмалистого сырья А2-ВРА-3000
Таблица 2 — Техническая характеристика установок непрерывного разваривания

Непрерывное осахаривание

При непрерывном осахаривании все операции по приготовлению осахаренной массы заключаются в: охлаждении сваренной массы, смешивании ее с солодовым молоком, осахаривании, охлаждении осахаренной массы. Все эти операции производят одновременно в нескольких аппаратах, соединенных между собой.

Процесс осахаривания осуществляется по схеме (рисунок 13). Сваренная масса из выдерживателя непрерывным потоком поступает в осахариватель первой ступени, куда также подают 30% солодового молока. Осахариватель первой ступени, как указывалось выше, выполнен по принципу заторно-холодильного чана. В нем поддерживается температура 60-61 °С с помощью змеевика. Длительность осахаривания 30-40 мин. Из осахаривателя первой ступени массу насосом подают в осахариватель второй ступени. Он состоит из нескольких труб общей длиной 5-6 м. Остальные 70% солодового молока подают в трубопровод перед насосом. Количество солодового молока дозируют строго пропорционально по количеству сваренной массы, поступающей на осахаривание (16-18%). В осахаривателе второй ступени поддерживают температуру 57-58°С, длительность осахаривания 2-5 мин. Солодовое молоко можно прибавлять в один прием. В этом случае в осахариватель поступает все солодовое молоко. В осахаривателе поддерживают температуру 57-58°С, длительность осахаривания 25-30 мин. Осахаренную массу подают в теплообменник, где масса охлаждается до температуры брожения.

1 — осахариватель 1-й ступени; 2 — ловушка; 3 — нанки солодового молока; 4 — дозатор; 5 — насос; 6 — осахариватель 2-й ступени; 7 — теплообменник
Рисунок 13 — Схема непрерывного осахаривания

Осахаривание разваренной массы ферментами плесневых грибов

Для осахаривания солод может быть заменен ферментами плесневых грибов, приготовленными по одному из способов, описанных выше. Применяют ферменты плесневых грибов Аспергиллюс авамори, Аспергиллюс оризе, Аспергиллюс нигер. Комплекс ферментов Аспергиллюс авамори характеризуется высоким содержанием α-гликозидазы и декстринофосфотазы и отсутствием протеолитических ферментов. Поэтому культуру Аспергиллюс авамори при осахаривании разваренной массы применяют в смеси с культурой Аспергиллюс оризе, обладающей высокой протеолитической активностью. Применяют смесь из 4% Аспергиллюс авамори и 1 % Аспергиллюс оризе от количества крахмала перерабатываемого сырья. Взвешенную культуру подают в сборник и размешивают с 4-5 объемами воды при 30-35°С, содержащей 0,1-0,15% формалина. Смесь перемешиваю т в течение 40-45 мин и перекачивают в расходный сборник, откуда она поступает в осахариватель. Температуру осахаривания поддерживают 57-58°С.

Плесневой гриб Аспергиллюс авамори можно также применять для частичной замены солода. В этом случае используют 2% культуры гриба и 4% перерабатываемого сырья для приготовления солода.

При применении глубинной культуры гриба Аспергиллюс нигер ее вносят в осахариватель, куда одновременно подают разваренную массу. Количество вносимой грибной культуры составляет 15% от объема разваренной массы. Температуру в осахаривателе поддерживают 55-56°С. Ферменты глубинной культуры гриба Аспергиллюс нигер штамм S-4 более устойчивы к нагреванию, чем ферменты других плесневых грибов. При применении этой культуры в осахариватель первой ступени вносят 5% общего количества культуры и поддерживают температуру 67-68°С. Остальные 95% культуры вносят в осахариватель второй ступени, где осахаривание ведут 2 мин при температуре 65° С.

Непрерывное осахаривание с вакуум-охлаждением

Известно, что с понижением давления снижается температура кипения жидкости. Если в закрытом сосуде с водой, температура которой 95°С, снизить давление до 0,2 кг/cм 2 , то вода мгновенно закипит. На образование пара расходуется тепло, которое выделяется вследствие снижения температуры (в данном случае 95°С) до температуры кипения при данном давлении (59,7°С), поэтому вода охлаждается. Таким образом и производят охлаждение разваренной массы до температуры осахаривания, снижая давление. Для вакуум-охлаждения требуется вакуумная установка и испарительная камера (сепаратор), в которой поддерживают необходимое разрежение. Разрежение обычно создают при помощи конденсатора смешения или воздушного насоса. Пары из испарительной камеры поступают в конденсатор, куда для охлаждения подается вода. Для сравнивания разрежения и атмосферного давления вода из конденсатора поступает в барометрометрическую трубу, соединенную со сборником, который находится примерно на 10м ниже конденсатора. Схема непрерывного осахаривания с вакуум-охлаждением показана на рисунке 14. Разваренная масса из выдерживателя поступает в сепаратор — цилиндр с коническим днищем и сферической крышкой. В сепараторе создается разрежение 600-610 м м ртутного столба при помощи воздушного насоса, что позволяет охладить массу до 62-63°С. Пары из сепаратора поступают в конденсатор, а масса по барометрической трубе — в осахариватель. В осахариватель через дозатор поступает солодовое молоко или культура плесневых грибов. Осахаривание производят при 57-58°С в течение 5-15 мин. Осахаренная масса через теплообменник поступает в бродильный чан. Для разжижения разваренной массы в трубопровод между выдерживателем и сепаратором подается часть массы (5-10%) из осахаривателя. Применение вакуум-охлаждения позволяет поддерживать постоянную температуру при осахаривании, вследствие чего происходит лучшее осахаривание и более полное сбраживание. При этом снижается расход солода и повышается выход спирта, снижается расход воды на охлаждение и расход энергии на осахариватель.

1 — паросепаратор; 2 — продуктовая труба; 3 — испарительная камера; 4 — спускная труба; 5 — осахариватель; 6 — ловушка; 7 — насос; 8 — чанок солодового молока; 9 — труба возврата части осахаренной массы; 10 — теплообменник; 11 — конденсатор; сборник воды конденсатора; 13 — воздушная труба; 14 — воздушный насос.
Рисунок 14 — Схема осахаривания с вакуум-охлаждением

Показатели осахаренной массы

При переработке нормального сырья и правильном ведении технологических процессов осахаренная масса должна иметь ниже указанные показатели.

1. Концентрация массы (содержание сухих веществ) должна быть 16-17%, в том числе мальтозы 11-12%, декстринов 2-3%, несбраживаемых сухих веществ 2-3%. При пониженной концентрации массы в зрелой бражке будет содержаться меньшее количество спирта, что снижает производительность брагоперегонного аппарата и увеличивает расход пара на перегонку; при повышенной концентрации дрожжи могут не сбродить весь сахар.
2. Кислотность осахаренной массы зависит от количества кислот, перешедших в сырье. Естественная кислотность массы 0,25-0,3°, что соответствует активной кислотности pH 4,9-5,6. Пониженная кислотность массы (менее 0,2°) способствует развитию инфекции и усиленному нарастанию кислотности при брожении, а повышенная (более 0,4°) ослабляет амилазу массы, что увеличивает количество неосахаренных декстринов в зрелой бражке.
3. Степень осахаривания определяется пробой на йод. Масса должна окрашиваться в желтый цвет и не должна давать с йодом красного окрашивания, а тем более фиолетового.
4. Осахаривающая способность зависит от содержания активной амилазы, способной осахаривать декстрины. Осахаривающей способностью называется наименьшее количество фильтрата осахаренной массы, необходимое для осахаривания 10см 3 0,2%-ного раствора крахмала в течение 6 мин. При осахаривании солодом осахаривающая способность должна быть не более 0,5 см 3 ; чем меньше эта величина, тем лучше, так как это свидетельствует о большем содержании амилазы в осахаренной массе.
5. Доброкачественностью осахаренной массы называется содержание суммы сброженных веществ (мальтоза + декстрины) на 100 частей сухих веществ. Если допустить, что осахаренная масса имеет такой состав: сухие вещества 17%, мальтоза 12%, декстрины 3%, доброкачественность массы в этом случае составит:

Доброкачественность осахаренной массы для различных видов сырья находится в таких пределах (%):

• Кукурузная…………………… 87-88
• Картофельная…………… 82-84
• Овсяная……………………….. 80-82
• Ячменная…………………….. 78-80
• Ржаная…………………………. 76-78

Предварительная тепловая обработка сырья

Технологические цели предварительной тепловой обработки сырья. Изменения белков, жиров, углеводов, витаминов при тепловой обработке в зависимости от состава продукта и режимов обработки.

Цели и режимы бланширования в зависимости от вида сырья и его дальнейшего использования. Бланширователи ленточные, ковшовые, барабанные, шнековые. Их устройство, достоинства, недостатки, основные характеристики.

Цели и режимы обжаривания. Изменения в сырье при обжаривании. Ужарка истинная и видимая. Изменения в масле при обжаривании. Коэффициент сменяемости. Устройство обжарочных печей и их основные характеристики.

Варка и уваривание. Цели, режимы, способы осуществления. Варка и уваривание при атмосферном давлении и под вакуумом.

Копчение и обжарка. Состав коптильного дыма и взаимодействие компонентов дыма с продуктом. Изменения в продуктах при копчении. Электрокопчение. Режимы горячего и холодного копчения. Коптильные препараты, их получение и использование. Дымогенераторы.

Порционирование, закатка, маркировка и сортировка банок

Порядок заполнения и укладки составляющих компонентов в банки. Требования к массе нетто и соотношению составных частей. Порционирование и фасование вручную и механизированно. Автоматическое дозирование компонентов. Контрольное взвешивание, закатка, маркировка банок. Проверка герметичности.

Термическая обработка, упаковка и хранение банок

Воздействие высоких температур на микроорганизмы при стерилизации консервов. Понятие о "промышленной стерильности". Стерилизаторы периодического и непрерывного действия, их достоинства и недостатки.

Пастеризация консервов. Режимы и продолжительность. Тиндализация. Качество пастеризованных консервов.

Сортировка и отбраковка банок. Виды производственного брака: активный подтек, пассивный подтек, "птички", вакуумная деформация. Использование отбракованных консервов.

Упаковка банок и маркировка тары. Режимы хранения консервов и допустимая продолжительность. Изменения в консервах при хранении.