26.2.2. Методи виплавлення жиру : Загальна технологія харчової промисловості у прикладах і задачах : B-ko.com : Книги для студентів

26.2.2. Методи виплавлення жиру

Жир можна виділяти з м'якої і твердої жиросировини виплав-кою, екстракцією і гідромеханічним методом.

Виплавленням називається виділення жиру нагріванням здріб-неної сировини. У м'якій жиросировині жир міститься у жирових клі-тинах, які органічно зв'язані з дуже міцною міжклітинною речовиною,що складається з колагенових і еластинових волокон. Усередині клі-тин жир утворює складні колоїдні системи з іншими складовими час-тинами. Таким чином, для вільного відтікання жиру повинна бутизруйнована колоїдна система, у складі якої знаходиться жир, клітини іміцна міжклітинна структура. Щоб забезпечити ці умови при витоп-ленні жиру з м'якої жиросировини, удаються до механічного руйну-вання сировини перед витопленням і впливу води, нагрівання або ін-ших факторів під час витоплення.

Підвищення температури жиру супроводжується зменшеннямйого в'язкості і поверхневого натягу. Завдяки цьому жир порівнянолегко відтікає від зруйнованої жирової тканини, дрібні його крапелькизливаються в більш великі й утворюється однорідна жирова фаза, тоб-то відбувається коалесценція. Жир, мутний на початку витоплення,впродовж коалесценції стає прозорим.

Ступінь руйнування жирової тканини під час витоплення зале-жить від температури нагрівання і кількості води. Практично повнеруйнування клітин і тканини в цілому досягається лише при нагріван-ні сировини до температури вище 100 °С, однак, якщо цей процестривалий, якість жиру різко погіршується. При високому ступені руй-нування структури жиросировини витягається 96 - 98 % жиру. Зали-шок жиру в шкварі не перевищує 30 - 50 % до сухої речовини.

При нагріванні в присутності води, що міститься в сировині, абоколаген, що додають, при температурі 58 - 60 °С зварюється, а кола-генові волокна скручуються і розслаблюються, їхня міцність зменшу-ється. Частина колагену переходить у глютин, а частина глютину гід-ролізується. Усе це призводить до руйнування сполучної тканини. Ра-зом з цим утворюється розчин (водний) глютину і продуктів його роз-паду, тобто бульйон, концентрація якого залежить від температури ічасу нагрівання, а кількість - від вмісту води. Речовини бульйону, щомають емульгуючу дію, утворюють з жиром стійку емульсію. Томуконтакт жиру з великими кількостями води, особливо при високихтемпературах, може бути лише при дуже нетривалому нагріванні -порядку декількох хвилин.

При невеликих кількостях води, коли органічні складові части-ни при зіткненні з жиром нагріваються в умовах, близьких до умовсухого нагрівання, стають помітними наслідки їхнього термічногорозкладання. У невеликих кількостях деякі продукти розкладанняобумовлюють специфічний підсмажений запах жиру, а в більш знач-них - роблять запах неприємним.

При температурі 60 - 65 °С денатурується більшість білковихречовин, що утримуються в жировій тканині. Денатурація внутріш-ньоклітинних білків призводить до руйнування жирової емульсії вклітині, до денатурації і часткового руйнування самої клітини. Дена-турація міжклітинних білків сприяє руйнуванню колагенового зв'язку,що є основою структури сполучної тканини. Денатурація ферментівжирової тканини супроводжується практично повною втратою їхньоїферментативної активності.

Жир з кісток виплавляють тільки в умовах контакту з водою, ін-акше весь розплавлений жир залишається в кістці, утримуючись у ре-зультаті адсорбції і капілярності, а також механічно. Вода, проникаю-чи усередину кістки, сприяє руйнуванню морфологічних утворень, уяких включений жир, і витісняє його з неї. Вона необхідна також длязабезпечення швидкого і рівномірного прогріву кістки. Однак прицьому зменшується її механічна міцність, і кістка стає непридатноюдля виробних цілей, знижується вихід клею чи желатину.

Достоїнства топлення - його простота і можливість застосуван-ня при нескладних технічних засобах. Однак цей метод економічнийтільки тоді, коли для витоплювання використовують технічно доско-налі установки безперервної дії, що забезпечують високу продуктив-ність праці, короткий виробничий цикл і максимальний вихід високо-якісного жиру.

Гідромеханічний (імпульсний) метод витоплення жиру заснова-ний на використанні високошвидкісних механічних імпульсів і каві-таційних явищ, що виникають при швидкому русі робочого органумашини й оброблюваної сировини у водному середовищі.

Імпульси, що виникають унаслідок кавітації і під впливом кіне-тичної енергії робочого органу машини, виявляються достатніми дляруйнування зв'язків, що утримують жирові клітини в складі тканини ідля руйнування самих клітин, тобто для витягу жиру у водне середо-вище. Імпульсний метод найбільш доцільний для одержання жиру згубчатої кістки при подальшому її використанні на вироблення жела-тину або клею.

Електроімпульсний метод знежирення кістки не викликає їїруйнування. Витягається жир з кістки в результаті іскрових розрядівконденсаторів у воді. Кістку піддають імпульсній обробці в нерухо-мому стані. Залишковий вміст жиру в кістці після її однократної обро-бки в апараті складає близько 2 %, при гідромеханічному - близько2,5 %.

Екстракцією називається витяг жиру із сировини леткими роз-чинниками. Цей метод дозволяє практично цілком знежирити сирови-ну. Однак його застосування зв'язане з необхідністю ретельно очища-ти витягнутий жир і знежирену сировину від залишків розчинника, атакож з регенерацією розчинника. У м'ясній промисловості екстрак-цію застосовують лише в тих випадках, коли основною метою є неодержання жиру, а одержання гарно знежиреної кістки на спеціалізо-ваних клеєварочних і желатинових підприємствах.

Процес виробництва харчових топлених жирів складається з та-ких основних стадій (рис. 26.1).

До підготовчих операцій відносять: сортування сировини, звіль-нення її від домішок, транспортування і зважування і, якщо це необ-хідно, накопичення і здрібнювання.

Ціль сортування сировини - забезпечення найбільшого виходужиру вищого сорту. З цією метою м'яку жиросировину розсортовуютьза видами худоби, анатомічною ознакою і її станом. Оскільки жироси-ровина може мати приріз м'язової й іншої тканин, у цехах-постачальниках передбачено робити її оборку, тобто відокремленнянежирових прирізей (кінців кишок, хрящів, м'язової тканини й ін.).Нежирові прирізи видаляють вручну ножем на столах. У середньомупри оборці відходить 1,5 - 2 % прирізей від маси сировини.

Кістка повинна бути розсортована по виду тварин, у залежностівід особливостей її будови і вмісту в ній жиру. Бажано, щоб трубчастакістка передавалася в жировий цех обпиляною, а рядова - в дробле-ному стані, тому що це полегшує її транспортування.

Організація транспортування м'якої жиросировини пов'язана зізначними труднощами, оскільки збір її відбувається в різних місцях ічасто на значній віддалі від цеху харчових жирів.

Для цих цілей використовують механічний транспорт: спускиабо ліфти у вертикальному напрямку, у горизонтальному напрямку -підвісні пристрої (ковші і рами) та візки. Така організація транспорту-вання найменш складна і доступна на підприємствах різної потужнос-ті. Але вона викликає великі витрати праці на завантаження і виван-таження і переміщення транспортних засобів.

Більш раціональне і економічне гідравлічне транспортуванняжиросировини. Але тому що жиросировину необхідно транспортува-ти з багатьох місць, потрібна установка декількох насосів і складноїмережі для передачі сировини. Тому гідравлічне транспортуванняжиросировина застосовується лише для передачі деяких видів сирови-ни (кишкова і міздрова сировина, не цілком знежирена шкварка).

Для обліку переробленої сировини, виходу топленого жиру, атакож для регулювання завантаження апаратів сировину, що надхо-дить, зважують.

Жиросировина у великих шматках (яловичий сальник, навколо-нирковий жир, брижі, баранячий сальник), що переробляється в апа-ратах періодичної дії, перед промиванням і охолодженням подрібню-ють салорізкою на смуги. Це необхідно для того, щоб поліпшити умо-ви промивання й охолодження сировини. Тривалість промивання жи-росировини в чаші з проточною водою складає 30 хв, якщо воду пері-одично змінюють, - близько 2,5 год, у промивному барабані - кількахвилин. Однак при промиванні м'ясної сировини в барабані дрібнішматки ідуть із промивною водою через перфорацію барабана і дляїхнього уловлювання потрібна установка спеціальної жироловки. Оп-тимальна температура промивної води 10 -12 °С.

Якщо передбачено нагромадження сировини, то для запобіганняїї псуванню сировину прохолоджують. Охолодження викликає ущіль-нення м'якої жиросировини, одночасно сприяє кращому її здрібню-ванню на вовчку, завдяки чому трохи зростає вихід жиру при виплавціу відкритих котлах (на 3 - 4 %).

Жиросировину прохолоджують або холодною водою, або вико-ристовують охолоджувальні камери. У першому випадку досягаєтьсякращий технологічний ефект, тому що сировина швидше віддає тва-ринне тепло. Крім того, холодна вода адсорбує речовини зі специфіч-ним запахом, що утримуються в сировині, і топлений жир виходить ізкращими органолептичними показниками. Охолодження у воді такожвигідніше економічно.

Однак жиросировина поглинає значну кількість води, що при-зводить до збільшення витрати пари, зменшення використання апара-тури, до зростання втрати жиру у вигляді емульсії при витопленні увідкритих котлах. Тому у воді охолоджують тільки ту сировину, якураніше промивали.

При переробці сировини в установках безперервної дії жироси-ровину прохолоджують тільки в тому випадку, якщо її резервують.

Механічне здрібнювання жиросировини супроводжується руй-нуванням міжклітинної структури і самих жирових клітин. Зі збіль-шенням ступеня здрібнювання (3; 1,5; 0,8 мм) зростає вихід жиру.Тривалість витоплення знаходиться у прямій залежності від механіч-ного руйнування жирової тканини.

М'яку жиросировину перед витопленням жиру в апаратах пері-одичної дії подрібнюють на вовчках. Розмір отворів вихідних ґрат 12 і5 - 7 мм.

Оскільки жир у трубчастій кістці утримується головним чином ускладі живого мозку, кістку або обпилюють, або розпилюють уздовждля розкриття внутрішньої порожнини. Обпилюють вручну дисковоюпилкою.

Рядову і паспортну кістку дроблять для того, щоб розкрити губ-чату частину кістки і збільшити поверхню теплообміну, а також пове-рхню дифузії жиру у воду і води в кістку. Якщо кістка призначена длявироблення желатину і клею, шматки дробленої кістки повинні бутиблизько 50 мм, якщо для вироблення кормового борошна - 20 - 25 мм.

Витоплення жиру з жиросировини може здійснюватися як в апа-ратах періодичної дії, так і безперервної. Апарати (котли) періодичноїдії використовуються, в основному, для витоплення жиру з кістки.

Загальна тривалість процесу виробництва харчових жирів в апа-ратах періодичної дії, навіть при найбільш досконалій його організа-ції, досягає 6 - 8 год. Виробництво жирів у цих апаратах пов'язане зізначними витратами праці на допоміжні операції. Вихід жиру за умо-ви висушування і знежирення шквари пресуванням не перевищує 92 -95 % до вмісту його в сировині. Від 13 до 68 % отриманого жиру маєзнижену сортність, тому що значна частина жиру залишається в шква-рі (сирою), звідки її необхідно добути при більш жорсткому режимі.Подолати тією чи іншою мірою недоліки, що властиві апаратам пері-одичної дії, удається при переробці жиросировини в апаратах безпе-рервної дії.

При безперервно поточній організації виробництва харчовихтваринних жирів методом витоплення досягається більш повне руйну-вання жирової тканини і клітин, інтенсифікація процесів прогрівужиросировини і повнота відділення жиру від білкової частини жиро-вої тканини. Досягти необхідного ступеня руйнування сирої жировоїтканини здрібнюванням перед витопленням неможливо внаслідок їївеликої міцності й особливостей її механічних властивостей. В умовахбезперервної дії необхідний ступінь руйнування жиросировини дося-гається тим або іншим шляхом у процесі витоплення, коли міцністьжирової тканини різко знижується в результаті зварювання колагену,що викликано нагріванням (рис.26.2).

Сучасні безперервні способи витоплення жиру засновані на обі-гріві сировини гострою парою. Вода, що при цьому конденсується,сприяє додатковому руйнуванню тканини і витісняє жир. Крім того,вода запобігає небажаним змінам жиру у результаті гідролізу білківпри нагріванні, тобто виносу частин пахучих речовин, що утримують-ся в жиросировині. Короткочасний вплив води на жир при безперерв-ному витопленні практично виключає небажані зміни жиру під впли-вом води навіть при температурах значно вище 100° С.

Повноту відділення жиру від білкової частини і води від жиру вустановках безперервної дії забезпечують відстійні і фільтруючіцентрифуги і сепаратори.

Установка для безперервного виробництва жирів складається зтаких основних елементів: пристрою для здрібнювання жиросирови-ни, апарата для його прогріву, пристрою для додаткового руйнуванняосновної маси шквари або шламу від жиру, пристосування для вида-лення пахучих домішок з жиру (дезодорації), апарата для очищенняжиру від води і залишків шквари (фузи), апарату для охолодженняжиру й автомата для розливання жиру в тару й упакування. Продукти-вність кожного елемента установки повинна відповідати загальнійпродуктивності.

В апаратах безперервної дії можна переробляти сировину безпопереднього охолодження. Однак, якщо на одній установці перероб-ляються два або три види сировини, то необхідність у накопичувачах,пристосованих для охолодження сировини, зберігається.

Якщо витоплення ведеться в апаратах періодичної дії, то жир,що зливається з котлів або віджимається зі шквари, захоплює значнукількість домішок - води (0,6 - 1,6 %) і залишків шквари або кісток(0,15 - 0,5 % і більше). Кількість домішок у жирі виходить за межі,що допускаються стандартом. Тому його ретельно очищують відсто-юванням або сепаруванням. При відстоюванні жир відокремлюється врезультаті різної щільності компонентів. В економічному відношенніце найменш вигідний спосіб очищення жиру.

Очищення жиру сепаруванням також засноване на різниці щіль-ностей поділюваних компонентів. Однак при сепаруванні діють силивідцентрові, відцентрове прискорення обмежується конструктивнимиособливостями сепаратора, тому що зміна структури домішок не маєзначення. Поділ протікає швидко.

Для очищення жиру використовують тарілчасті сепаратори РТ -ОМ - 4,6 і ЦНС - 70, а також сепаратори «Де Лаваль».

Витоплені жири охолоджують до температури, найбільш сприя-тливої для упакування. Яловичий і баранячий жири при застиганнівідразу мають тверду консистенцію і втрачають текучість. Тому їхохолоджують до температури, близької до точки застигання, тобто допояви каламуті, не допускаючи кристалізації (40 - 45 °С). Свинячий ікістковий жири, застигаючи, спочатку набувають мазеподібної конси-стенції, що лише в міру подальшого зниження температури перехо-дить у більш тверду. Тому ці жири не тільки охолоджують до точкизастигання (до 35 - 30 °С), а й віднімають від них частину теплоти за-твердіння. При цьому жир набуває мазеподібної структури, зберігаю-чи пластичність і здатність текти під тиском.

Щоб після охолодження жир був світлішим, охолодження необ-хідно проводити швидко (утвориться дрібнозерниста структура). Дляшвидкого охолодження жирів служать охолоджувальні апарати пері-одичної і безперервної дії.

Найпростішим за конструктцією є охолоджуючий котел або мі-шалка-охолоджувач. Охолоджувач - це циліндричний котел з коніч-ним днищем, обладнаний сорочкою, планетарною мішалкою і злива-льною трубою, що встановлена в центральній частині конічного дни-ща. Недоліки апарата: 1) періодичний характер роботи; 2) охолодже-ний жир інтенсивно перемішується в умовах контакту з повітрям,останній «вробляється» у жир, що при збереженні жиру призводить доокисного псування жиру.

При безперервній організації користуються теплообмінникамирізної конструкції, обладнаними пристроєм для примусового руху жи-ру у виді шнеків або спеціальних мішалок. Однак їм також властивийдругий недолік.

У залежності від виду і характеру подальшого використання(зберігання, реалізація) охолоджений жир упаковують у велику тару(дерев'яні бочки, шухляди, жерстяні і картонні коробки 25 кг) аборозфасовують у дрібну тару (100, 200, 500 г) на автоматичній напов-нюючій машині.

Тривалість зберігання жиру залежить від його якості і виду, атакож від температурних та інших умов. При зберіганні жиру в бочкахпри температурі - 8 - 10 °С через 5 - 7 місяців спостерігається окис-не псування. Короткочасно жири зберігають у темних сухих охоло-джуваних приміщеннях при температурі понад 1 °С, інакше можливаконденсація водяної пари і поява цвілі на поверхні тари. Не слід такожзберігати жири разом із продуктами, що виділяють запах, тому щожир легко сприймає сторонні запахи.

Жоден з існуючих способів витоплення в апаратах періодичноїдії не забезпечує задовільного знежирення сировини. Тому виникаєнеобхідність у додатковому знежиренні шквари. Однак жир, що вихо-дить при цьому, виявляється нижче сортом, ніж основна кількість жи-ру, виділена з жиросировини.

Кращий спосіб знежирення шквари - пресування попередньовисушеної шквари до вмісту 7 - 9 % вологи щодо її маси. Висушуватишквару краще під вакуумом, тоді одержують жир більш високої якос-ті. Для цього служать універсальні горизонтальні котли. Глибина ва-кууму 8104 Па, загальна тривалість процесу - близько 3,5 год. Вису-шену шквару пресують до стандартного залишкового вмісту жиру -не більш як 12 %.

ГЛАВА 27.М'ЯСОПРОДУКТИ І ТВАРИННІ ЖИРИ