ПЕРЕДМОВА

Підручник «Харчові технології у прикладах і задачах» забезпечує викладання і вивчення дисципліни «Харчові технології». Дисципліна «Харчові технології», у свою чергу, є базовою в підготовці бакалаврів і відіграє важливу роль в опануванні студентами спеціальних дисциплін. Об'єктами вивчення є сировина, напівфабрикати, готові продукти, процеси (біохімічні, мікробіологічні, хімічні, теплофізичні, гідродинамічні) і апарати, в яких вони протікають, а також виробництва харчової промисловості. Предмет вивчення - технологія харчових продуктів як прикладна наука, що швидко розвивається та модернізується.

Мета вивчення дисципліни - одержання знань щодо технології основних продуктів харчування, оволодіння методами цієї технології, необхідними для підготовки до самостійного вивчення спеціальних технологій, набуття навичок розробки й використання нормативних документів по одержанню промислових продуктів харчування.

У засвоєнні цього курсу суттєве значення мають як лекційні, так і практичні заняття. На них студенти оволодівають технологіями основних харчових виробництв, а також методами розрахунків норм витрат сировини і допоміжних матеріалів, складання матеріальних балансів і їх застосування у технологічних розрахунках.

До підручника увійшли технології, принципи та задачі з тем: розрахунки виробництва молочних продуктів, м'ясопродуктів і тваринних жирів; хлібопродуктів, консервів і продуктів бродильних виробництв та інші. Вибір тем перш за все обумовлений тим, що розрахунки для цих виробництв являються типовими для харчової промисловості, а також масштабами виробництва і важливістю харчових продуктів. З даного підручника студенти дізнаються про методичні принципи складання рецептур та асортимент основних продуктів харчових виробництв, технологічні особливості, режими і обладнання цих виробництв, а також про методи енергозбереження у галузі та можливість використання сучасного теплообмінного обладнання.

До кожної теми наведені теоретичні відомості, основні розрахункові формули і методичні вказівки до розв'язання типових задач.

Підручник «Харчові технології у прикладах і задачах» призначений для студентів, викладачів, інженерно-технічних та наукових працівників.

ВСТУП

Виробництво продуктів харчування своїм корінням виходить з глибини століть, і завжди було покликано задовольняти найважливішу для людини потребу в їжі. Це одна з найбільш древніх і великомасштабних галузей природокористування, яка створює високі й безперервно зростаючі навантаження на біосферу.

Україна за своїми природно-кліматичними умовами та науково- технічним потенціалом здатна не тільки задовольнити запити свого народу у високоякісних продуктах харчування, а й експортувати їх в інші країни світу. Українські вчені й практики внесли величезний вклад у розвиток технології харчових продуктів, розширення асортименту і поліпшення якості продукції.

Харчова промисловість України є високорозвинута галузь, що швидко розвивається і оснащується передовими технологіями та технікою. На підприємствах харчової промисловості широко застосовуються безперервні процеси, механізовані основні трудомісткі операції, відбувається перехід від машин-автоматів до автоматизованих ліній, автоматизується контроль і управління виробництвом.

Невід'ємною частиною науково-технічного прогресу є підвищення якості та біологічної цінності харчових продуктів. У цьому велика роль належить технологіям виробництва харчових продуктів і процесам переробки сільськогосподарської сировини. Вони базуються на сучасних методах матеріальних розрахунків, зниженні витрат і відходів тощо. Створення нових технологій є рушійною силою в галузі, сприяє створенню більш досконалої технологічної бази, правильному обґрунтуванню процесів. Крім того, в сучасних умовах відбувається інтеграція окремих галузей сільськогосподарського виробництва та галузей, що переробляють сільськогосподарську сировину.

Враховуючи вищеозначене, зростає роль курсу «Харчові техології» у підготовці фахівців напрямку інженерів-технологів. Об'єктами вивчення дисципліни є сировина, напівфабрикати, готові харчові продукти, процеси (біохімічні, мікробіологічні, хімічні, теплофізичні, гідродинамічні та інші) й апарати, в яких вони відбуваються, а також підприємства харчової промисловості.

Предметом дисципліни є технологія харчових продуктів як прикладна наука, що швидко розвивається, має предмет дослідження - виробництво харчових продуктів; ціль дослідження - створення високоефективних систем; основні методи дослідження спираються на закономірності фундаментальних наук: фізики, хімії, біохімії, мікробіології, механіки, теплофізики й інші, та системний аналіз технологічних схем.

Згідно з програмами студенти повинні одержати певні знання про сировину, кількість і асортимент харчових продуктів, що виробляються в Україні і в провідних країнах світу, питомі витрати на виготовлення продукту, норми споживання харчових продуктів, необхідні для аналізу ринку збуту в Україні та за її межами, допустимі норми викидів, що відбуваються внаслідок роботи харчових підприємств і не завдають шкоди довкіллю.

Будівництво і реконструкція промислових підприємств пов'язані з попереднім виконанням перш за все технологічних розрахунків, основою для яких є розрахунок продуктів виробництва - визначення кількості сировини і напівфабрикатів, потрібних для виготовлення заданої кількості кінцевого продукту виробництва. Ці дані поряд з техніко-економічними і енергетичними є вихідними для розрахунку потрібного обладнання, для визначення площі цехів, складських приміщень, вибору транспортних засобів (насосів, компресорів, трубопроводів). Розрахунки потрібні також для планування і оцінювання нових технічних заходів, для удосконалення виробництва.

Більшість технологічних процесів харчових виробництв пов'язана зі зберіганням сировини та підготовкою її до виробництва. Режими та засоби зберігання сировини, умови проведення процесів, апаратурне оснащення основних операцій відіграють важливу роль у технології харчових виробництв.

У підручнику наведені розрахунки продуктів виробництва борошна, хліба і хлібобулочних виробів, молочних продуктів, допоміжної сировини, м'ясопродуктів і тваринних жирів; консервів і продуктів бродильних виробництв, в основі яких закладені сучасні технологічні схеми.

До кожної теми приведені теоретичні відомості, основні розрахункові формули і методичні вказівки до розв'язання типових задач. Кожна тема самостійна, порядок вивчення тем може вибиратись викладачем довільно.

Особлива увага приділяється питанням аналізу сировини, розрахункам виробничих рецептур, нормалізації молока, розрахунка виробництва вершкового масла і сиру. При написанні цього посібника автори прагнули показати загальні закономірності побудови технологічних процесів харчових виробництв, взаємозв'язок процесів, обладнання і систем управління.

Зниження конкуренції з боку імпорту виявилося одним із головних факторів пожвавлення реальної економіки в харчовій промисловості. Через торгову мережу реалізується три чверті товарів вітчизняного виробництва, а продовольчих товарів - 95 відсотків. Але велика кількість підприємств наступної глибокої переробки сировини на харчові продукти розвинена не на основі новітніх технологій.

Для більшості підприємств, що використовують теплообмінне устаткування, характерна висока матеріалоємність останнього, що пов'язане з використанням давно застарілих трубчастих теплообмінних апаратів. Тому як ніколи актуальне завдання заміни старого теплообмінного устаткування новим сучасним ресурсо- і енергозберігаючим, а саме пластинчастим теплообмінним устаткуванням. Застосування там, де це можливо, пластинчастих теплообмінників забезпечує не тільки високу ефективність теплообміну й економічність, а й компактність, надійність, простоту обслуговування й переналагодження. Представлений сучасний метод енергозбереження, пінч- аналіз, сприяє розширенню засобів економії енергії на Україні. Проектування харчових виробництв може бути поділено на два рівні. Перший рівень - це проектування установок: реактори, печі, системи розподілу, теплообмінні апарати, сушарки, випарні системи та інші. Другий рівень - це об'єднання цих установок в інтегровані системи виробничих процесів. Пінч-аналіз зв'язан з другим рівнем. В якості прикладів розглянуто проблеми модернізації цукрових і спиртових заводів з використання сучасного теплообмінного устаткування різного призначення й номенклатури.

На прикладі показана можливість впровадження теплових помп, інтегрованих у теплову мережу, рівень вітчизняних і закордонних розробок дозволяє вже зараз здійснювати промислову реалізацію цих проектів.

В основу підручника покладений досвід розробки, дослідження й впровадження пластинчастих теплообмінників, який отримано у Національному технічному університеті «ХПІ» на кафедрі інтегрованих технологій, процесів і апаратів під керівництвом професора Л.Л. То- важнянського; розробки в області створення нових енергозберігаючих технологій, математичного забезпечення й впровадження у виробництво фірми «Содружество-Т» під керівництвом професора П.О. Капустенко, а також досвід роботи Центра енергозберігаючих технологій при НТУ «ХПІ».

Підручник може бути використано для одержання відомостей про склад основних харчових продуктів: борошна, крупів, хліба, макаронів, овочів, фруктів, м'яса, молока та молочних виробів, пива, вина, спирту, горілчаних та безалкогольних напоїв, солодощів, а також про принципи харчування, зміни в основних видах сировини, що відбуваються під час виготовлення продуктів харчування, основи їх переробки, основні правила споживання.

У цілому обсяг книги не дає можливості повністю висвітлити всі технологічні процеси виробництва харчових продуктів, повною мірою розкрити хімізм і механізм біохімічних перетворень. Тому в кінці підручника наведено бібліографічний список літератури, що дасть можливість студентам і фахівцям глибше і ширше вивчити питання харчових технологій, які їх цікавлять.

Автори висловлюють подяку рецензентам професорам В.М. Михайлову, Л.В. Кіптелій, О.І. Зайцеву за корисні поради й зауваження по змісту підручника.

Підручник написано при фінансовій підтримці ЕС, проект SHERHPA (COL-CT-2004-500229).

Автори із вдячністю приймуть всі зауваження по книзі, які просять направляти у видавництво за адресою: 61002, м. Харків, вул. Фрунзе, 21, НТУ «ХПІ», редакція журналу «Інтегровані технології та енергозбереження».

ГЛАВА 1. СИРОВИНА ДЛЯ ВИРОБНИЦТВА ХАРЧОВИХ ПРОДУКТІВ