51.3. Технологічні процеси овочесушильного виробництва : Загальна технологія харчової промисловості у прикладах і задачах : B-ko.com : Книги для студентів

51.3. Технологічні процеси овочесушильного виробництва

Овочесушильні заводи - універсальні підприємства, до їхскладу входять технологічні цехи, сховища для овочів і картоплі,склади для готової продукції, тарні цехи, інженерні служби по забез-печенню підприємства енергоносіями і водою, механічні майстерні іін. Технологічну схему багатостадійного виробництва овочесушиль-ного заводу (рис. 51.1) можна поділити на три основні групи операцій:

підготовчі операції - мийка, сортування, очищення, наріз-ка, бланшування, заморожування;

сушка;

брикетування або пакування.

Кількість апаратів і послідовність виконання підготовчих опе-рацій може змінюватися залежно від видів сировини і її якості. Кож-ний з наведених процесів має важливе значення для формування влас-тивостей готового продукту, а його якість залежить від послідовностістадій і правильності їх проведення.

Овочесушильні заводи об'єднують у великі комплекси, ЩО до-зволяє подовжити сезон роботи, розширити асортимент продукції, раці-онально використовувати енергоресурси, робочу силу і знизити собіва-ртість готової продукції. У собівартості продукції заводу 70 - 85 % на-лежить затратам на сировину. Це обумовлює мінімальну кількість від-ходів і втрат виробництва, а також максимальний вихід готової продук-ції. Вихід готової продукції залежить, в основному, від кількості сухихречовин у підготовленій сировині, що обумовлює вибір технологічнихоперацій і обладнання з метою зниження втрат сухих речовин.

51.3.1. Технологія підготовчих операцій

Основна мета підготовчих операцій - оптимізація стадій під-готовки овочів і картоплі до сушки. Усі види сировини піддають мий-ці, від цієї стадії залежить не тільки видалення різних видів забруд-нення, а також - мікробіологічна чистота сировини, що попадає досушильного обладнання.

До цієї стадії є особливі вимоги: ефективність операції; міні-мальні втрати сухих речовин сировини; проведення операції без меха-нічних пошкоджень; витрата води не більше 3 м3 на 1 т сировини.

Для мийки овочів і картоплі застосовують машини різних ти-пів: барабанні, кулачкові, щіткові, вібраційні; уніфіковані серії КУМабо КУВ продуктивністю 3, 5, 10 т/год і ін. Уніфіковані машини ма-ють щітки, пристрої для подачі повітря і води та транспортерні полот-на. Базовою є елеваторна мийна машина, далі машина з вузлом душу-вання, з вузлом шприцювання, з повітряним турбулізатором води уванні та з щітковим механізмом.

Для створення оптимальних умов відмивання і видалення до-мішок мийні машини часто виконують секційними - з високим і низь-ким рівнем води у них. Ефективність відмивання покращується, якщобульбо- і коренеплоди перемішуючись, труться один об одного. Зви-чайно для миття використовують водопровідну воду або воду з артезі-анських свердловин і джерел.

Сировину очищують (основна кількість відходів сировини) наспеціальних машинах за такими основними способами: механічний -абразивна поверхня, система ножів, стисле повітря; термічний - паро-вий, водно-паровий; хімічний - луговий; комбінований - лугово-парова і ін.

Якість очищення і кількість відходів на цій стадії залежать відвибраного способу чищення і конструкційних особливостей вибрано-го обладнання; сорту, кондиційності і тривалості зберігання сировини.Слід пам'ятати, що, наприклад, у картоплі вітаміни С і В1 залягаютьнерівномірно відносно товщини бульби, а бідний вітамінами шарскладає 20 % усієї маси, тобто кількість відходів при чищенні не по-винна перевищувати 20 %. Найменшу кількість відходів отримуютьпри використанні парового і лугового способів очищення.

При механічному способу очищення сировини вміст сахарів,амінокислот, вітамінів - С і В1 - зменшується за рахунок вимиванняїх водою. Така обробка може привести до того, що, наприклад длякартоплі, на поверхню бульб виділяється деяка частка крохмалю,вільних амінокислот, мінеральних солей, ферментів і інших речовин,що легко окислюються. При взаємодії з киснем повітря під дією ка-талізаторів - окислювальних ферментів поверхня картоплі змінюєколір і далі темніє.

При термічних способах - втрати значно менші, але вміст са-харів може збільшуватися за рахунок гідролізу крохмалю, що знижуєякість і стійкість при зберіганні продукту. Зруйнування тканей бульбочищеної картоплі механічним способом полегшує доступ кисню іважких металів до тканини бульб, що сприяє потемнінню поверхнікартоплі, утворюються темнокольорові речовини типу меланінів.

Паровий спосіб - це комбінований спосіб, короткочасна обро-бка сировини паром під тиском (0,3 - 0,5 МПа) при температурі 140 -180 °С, перепад тиску при виході з апарату з подальшим видаленнямшкірочки у мийно-очищувальній машині - гідравлічне і механічнетертя. Використання парового методу дозволяє зменшити кількістьвідходів, зберегти вітаміни сировини (табл. 51.1), а також позбавитисязатратної операції - калібрування сировини.

Таблиця 51.1. Вміст вітаміну С в картоплі, % до вмісту усвіжій сировині                      

Продукт

Лугово-парове чищення

Парове чищення

1

2

1

2

Сировина

100,00

100,00

100,00

100,00

Чищена

94,00

92,00

97,00

95,00

Різана

87,00

81,00

87,00

82,00

Бланшована

57,00

51,00

64,00

55,00

Варена

50,00

36,00

-

-

Пластівці

48,00

32,00

55,00

36,00

Пюре

45,00

28,00

52,00

32,00

Свіжезібрана картопля (1) і після 6 місяців зберігання (2)

Картопля і овочі усіх форм і розмірів гарно очищуються і ма-ють сиру м'якоть, що визначає гарне подрібнення на коренерізках.

Наприклад втрати вітаміну С при лугово-паровому способі обробкисировини (табл. 51.1) значно вищі (6 - 8 %), ніж при паровому (3 - 5%). При паровому і лугово-паровому способах очищення поверхнябульби захищена провареним шаром невеликої товщини, а при вико-нанні стадії доочищення порушується і частково оголюється сира час-тина картоплі, яка може темніти. Потемнінню запобігає проведеннястадії слабкої сульфітації у барабанних сульфітаторах після здійснен-ня механічного, парового і лугово-парового чищення. Парову очисткусировини проводять на машинах і агрегатах різної конструкції.

Для комплексної обробки сировини на багатьох заводах вста-новлені пароводотермічні агрегати (рис. 51.2). Така обробка сировиниприводить:

до фізико-хімічних і структурно-механічних змін - клейсте-ризація крохмалю, коагуляція білкових речовин, часткове зруйнуван-ня вітамінів і ін.

Сировину попередньо сортують за розміром, дозують за ма-сою і загружають до автоклаву (80 % об'єму) за допомогою елеватору,

розм'якшування тканин і, як наслідок, збільшення паро- іводопроникності кліткових оболонок, форма клітин наближується докулястої, а міжклітковий простір збільшується. Теплову обробку си-ровини у таких агрегатах проводять в автоклаві і термостаті; механіч-ну - за рахунок тертя бульб або коренеплодів між собою в автоклаві імийно-очищувальній машині; водяну - частково у автоклаві під дієюконденсату, а в основному - у термостаті і мийно-очищувальній ма-шині.

де її оброблюють паром, розвантажують до термостатної ваннн і ви-тримують за заданим режимом у нагрітій воді (крупні картопля і бу-ряк - 15 хв., середні картопля і буряк , крупна морква - 10 хв., дрібнікартопля і буряк, середня морква - 5 хв.), по похилому елеватору по-дають до мийно-очишувальної машини для чищення від шкурки іпрохолодження. У автоклаві сировину обробляють у чотири етапи -нагрівання, бланшування, попередня і остаточна обробка. Ознакамиправильного проведення бланшування є відсутність жорсткої середи-ни, вільне відділення шкурки при натисненні без руйнування, товщинапровареного підшкірного шару не більше 1 мм. До недоліків такогометоду відносять: великі втрати і відходи картоплі - 30 - 40 %, а та-кож неможливість їх використання для виробництва крохмалю.

Хімічне очищення (лугове чищення) сировини менш руйнує їїповерхню, але з урахуванням основних недоліків цього способу - по-стійний контроль режимів процесу, забруднення стічних вод і великівитрати води - його застосовують для важкої в обробленні іншимиспособами сировини витягнутої форми або зморщеної поверхні.

Нарізання сировини - форма (стовпчики, кубики, пластинки,кружки, дольки) і розмір її шматочків, має значений вплив на швид-кість сушіння і продуктивність сушильної установки, основне облад-нання - комбіновані універсальні машини типу марки А9-КРВ «Ритм»

(рис. 51.3).

Сировина (краще бланшована 2 - 3 хв.) із бункера поступає дообертального барабану, де підхвачується трьома лопатями і прижима-ється до стінок обойми під дією відцентрових сил.

При проходженні над нерухомою гребінкою для нарізання, си-ровина надрізається у повздовжньому напрямку на глибину, яка дорі-внює висоті ножа, в поперечному напрямку сировину надрізають натаку ж глибину ножі диску. Надрізаний шар сировини зрізується не-рухомим плоским ножем встановленим на необхідній висоті і зрізанийкубик падає до патрубка вивантаження. Для змінення розмірів сиро-вини при нарізанні є змінні робочі органи, а для зміни форми можназняти ножовий диск.

Частіше нарізають сировину на кубики - це виключає стадіїпідсушки і дроблення з технологічної схеми виробництва концентра-тів, а також такий продукт має значну насипну вагу, рівномірно змі-шується з компонентами концентратів, легко дозується на автоматах імає привабливий вигляд у готовій страві.

Основні вимоги для стадії нарізання: забезпечення рівної по-верхні зрізу, рівномірність нарізання, мінімальна кількість відходів.

Бланшування - нетривала теплова обробка сировини до напів-готовності з негайним наступним охолодженням холодною водою зметою руйнування окислювальних ферментів (оксидаз), запобіганнягідролізу або окислення ліпідів, а також для зберігання натуральногокольору, запаху, смаку, вітамінної активності, прискорення відновлю-вання продукту, зменшення втрат і часткове знищення мікрофлори зповерхні сировини.

Характер і інтенсивність фізико-хімічних змін властивостейсировини залежить, в основному, від її виду, хімічного складу - кіль-кості крохмалю і високомолекулярних вуглеводів, білків і води, спо-собу бланшування, її форми і розмірів. Картопля при різанні сильнодеформується і її рекомендують бланшувати у різаному вигляді, а мо-ркву - у цілому.

Проведення процесу бланшування має на сировину багатосто-ронню дію і це зв'язано, перш за все з такими її властивостями: сирасировина висушується повільніше, ніж після термообробки, поверхнясвіжої сировини має щільну воскову оболонку, що перешкоджає ви-ходу водяних парів, а при бланшуванні - оболонка руйнується.

Під дією тепла проходить неферментативний гідроліз поліме-рних з'єднань, часткова денатурація білків і плазмоліз рослинних клі-тин, збільшується проникність тканин за рахунок коагуляції протопла-зми і послаблення зв'язків між клітинами - процес збезводнюванняприскорюється.

При бланшуванні не проходить повна клейстеризація крохма-льних зерен сировини, а при варці продукту проходить повна клейсте-ризація крохмалю - продукт здобуває ніжну консистенцію.

Встановлено, що бланшування паром зберігає в моркві 90% вітаміну С, 80 % вітаміну В, 95 - 96 % каротину (табл. 51.2), абланшування у воді приводить до значних втрат вітамінів і барвнихречовин.

Таблиця 51.2. Втрата вітамінів при бланшуванні і сушці (%до вмісту у свіжій сировині)         

Продукт

РР

В3

В1

С

Каротин

В2

 

 

 

1

2

1

2

1

2

 

Картопля

11

0

23

23

12

71

-

-

0

Морква

0

0

18

38

-

-

15

-

0

Лук

16

20

0

34

-

18

-

-

20

1 - бланшування; 2 - сушка

Розміри нарізаної сировини впливають на тривалість збезвод-нювання при сушці і відновлення сушеного продукту при кулінарнійобробці; вони залежать від якості сировини, способів її обробки, при-значення і багатьох технологічних показників.

При бланшуванні сировини у цілому вигляді її хімічний складзменшується менш, ніж при бланшуванні різаної. Для зменшеннявтрат сухих речовин рекомендується бланшувати картоплю, морквубуряк, капусту і іншу сировину паром у безперервнодіючих паровихстрічкових бланшувачах (рис. 51.4).

Такий апарат має три секції: промивну з паровим барботером,для шпарення і промивно-охолоджувальну з перфорованими трубамиз трьома рядами отворів для подачі холодної води у вигляді душа.

Різана сировина надходить до бункера загрузки розкладаль-ника і розміщується рівним шаром на стрічці транспортеру, який по-дає її для промивання холодною водою у промивну камеру, далі в ка-меру для шпарення при температурі 98 - 102 °С і у третю камеру дляохолодження під душем і знімання з поверхні крохмального клейсте-ру, а потім - до сушарки.

Такий режим процесу бланшування забезпечує рівномірну за-грузку сушильного апарату, що сприяє правильному режиму його ро-боти.

Далі сировину, наприклад, моркву після бланшування при те-мпературі 88 - 95 °С протягом 3 - 5 хв. у цілому вигляді пароводотер-мічним способом обробляють у 0,2 - 0,25 % розчині бісульфіту протя-гом 3 хв., що забезпечує отримання готового продукту з оранжово-червоним кольором і підвищує його стійкість до потемніння у процесісушіння і зберігання.

Кількість сухих речовин у різаній картоплі після бланшуваннязнижується на 3 - 4 %, сахарів на 29 - 30 %, а вітаміну С і амінокислот- у 2 рази, в основному, за рахунок вимивання.

Умови заморожування сировини перед сушкою впливають натривалість сушки і якісні показники висушених продуктів. У своючергу, ступінь зміни властивостей сировини при заморожуванні зале-жить від її фізико-хімічного складу і способів попередньої підготовки,режимів заморожування.

Заморожування сировини має суттєвий але неоднозначнийвплив на різні її види:

об'єм макропор сушеної картоплі після заморожування притемпературі -8 °С зростає у 2 рази, що впливає на інтенсифікацію про-цесів масообміну при сушці і регідратації;

для моркви після попереднього заморожування такі процесине мають місця, а об'єм макропор навіть зменшується, але процесисушки і регідратації значно прискорюються.

На загальну величину пористості сировини має вплив в основ-ному швидкість заморожування, а не кількість вимороженої вологи,тобто головними факторами впливу на структуру сировини є розмірутворених кристалів і дифузія вологи.

При заморожування рослинної сировини слід пам'ятати, щохарчова її цінність повинна бути близькою до початкової.

51.3.2. Сушка обробленої сировини

Сушка - це процес теплової обробки сировини або продуктушляхом видалення вологи і її відводу випаровуванням з метою підви-щення якості продукції, збільшення відносної кількості сухих речо-вин, запобігання псування і злежування.

У процесі сушіння овочів і коренеплодів у першу чергу вида-ляється капілярна волога як з поверхні сировини, так і з зсередини ка-піляра.

Треба відзначити, що макрокапіляри заповнюються вологоюпри безпосередньому контакті її з сировиною, а до мікрокапілярів во-лога поступає як при безпосередньому контакті, так і з навколишньогосередовища.

При виборі методів і обладнання сушки для овочів і корене-плодів треба враховувати наступні їх властивості:

неоднорідність сировини за початковою кількістю води;

схильність до окислення і деструкції;

схильність до зміни розмірів і втрати товарного вигляду;

наявність активних біохімічних і хімічноактивних речовин;

низька термостійкість і ін.

Типи сушарок класифікують за конструктивними і технологі-чними ознаками (рис. 51.5):

Сушарки

 

 

 

 

Режим роботи:

періодичні,

безперервні

 

 

Вид теплоносія:нагріте повітря,перегріта пара,димові гази

 

 

 

 

Рух теплоносія івологого матеріалу:прямоточний,перехрестний

 

 

 

 

Спосіб підведення

теплоти:

конвективний,

кондуктивний,

радіаційний,

діелектричний

 

 

Конструкціясушильної ємності:барабанні, стрічкові,камерні, шахтні,з киплячим шаром,розпилювальні

 

 

 

 

За тиском у сушиль-ній камері:атмосферні,вакуумні

Рис. 51.5. Класифікація сушарок за конструктивними і технологіч-ними ознаками

Треба відмітити, що у галузі плодоовочевого сушіння викори-стовують наступні способи сушіння: конвективний - безпосереднійконтакт сушильного агенту з матеріалом для висушування; кондукти-вний - передача тепла матеріалу для висушування через нагріту пове-рхню; радіаційний - передача теплоти інфрачервоними випромінюва-чами. Важливу увагу приділяють розповсюдженню вакуумної сушки іїї різновиду - сублімаційній сушці.

Кондуктивний спосіб сушіння використовують для обезвод-нювання високовологих пюре, крупки, пластівців і інших продуктівцієї галузі на вальцьових сушарках різної конструкції.

При сублімаційній сушці на спеціальних установках (рис. 51.6)у процесі обезводнювання волога переходить в пар з замороженогостану проминувши рідку фазу, при цьому продукти мають добру дис-персність і пористість, зберігають практично незмінними летючі ком-поненти, смак, кольори, первинний об'єм, при відновленні легко по-глинають вологу.

Такі установки призначені для сушіння шампіньйонів, ріпчас-тої цибулі, соків, напоїв, перших і других готових обідніх страв і ін.,вони складаються з трьох блоків-модулів, їх продуктивність по сиро-вині складає 7,5 - 8,6 т за добу.

Видалення вологи протікає у три стадії:

при зниженні тиску у субліматорі проходить попереднє за-морожування - швидке самозаморожування вологи і сублімація льодуза рахунок тепла, що виділяє сам продукт;

видалення основної частини вологи сублімацією;

видалення залишкової вологи тепловою сушкою.

Широке розповсюдження мають конвективні сушарки, напри-клад, парові конвеєрні сушарки безперервної дії. Продукт подаєтьсяна верхню робочу стрічку сушарки і далі проходить послідовно п'ятьярусів.

Нагріте калорифером повітря, проходячи через шар продуктувідбирає у нього вологу і виводить у атмосферу. На п'ятій стрічціпроходить охолодження продукту до температури цеху і його виван-таження до спеціального лотка.

Значного прискорення процесу сушіння можна досягнути присушінні продуктів у вигляді кубиків та крупинок у киплячому та віб-рокиплячому шарі. Під напором повітря сформовані частки продуктувідриваються від сітки і знаходяться при сушці у напівзавислому стані- загальна поверхня випаровування збільшується, вирівнюється тем-пература у всьому об'ємі, вологообмін інтенсифікується, посилюєтьсяконвекція, отримують сушений продукт, який гарно відновлюється.

Радіаційний спосіб сушіння - допоміжний спосіб для приско-рення обезводнювання у комбінації з конвективним, контактним абосублімаційним способами сушки. Потрапляючи у капіляри продукту,промені майже повністю поглинаються внаслідок відбивання їх відстінок, видалення вологи швидке.

Швидкість сушіння у полі струмів високої частоти (СВЧ) ви-ща від швидкості конвективного сушіння, але вартість у 3 - 4 рази бі-льша. Продукт для сушіння, розташований між двома пластинками дояких підводиться струм високої частоти, нагрівається по всій товщині.Зовнішня його поверхня віддає теплоту у навколишнє середовище ітемпература продукту знижується від центра до поверхні матеріалу -температурний і вологісний градієнти сприяють переміщенню вологивід центра до поверхні.

Виробництво сушеної цибулі має свої особливості: на поточ-но-механізованих лініях встановлюють додаткове обладнання - ма-шини для обрізання шийки і донця, очищення від лушпайок.

Цибулю зважують, очищують, видаляють шийку і донце, опо-ліскують холодною водою і після її стікання, подають на шинкування- кружки товщиною 3 - 4 мм, подають до сушарки без бланшування.Для сушіння кружків цибулі у сушарці типу СПК-4Г-90 вибираютьтаку температуру повітря над стрічками: 1 і 3 - 55 - 60 °С, 2 - 60 - 65°С, 4 - 50 - 55 °С, 5 - 40 - 45 °С; загальний час сушіння до вологостіпродукту не більше 14 % складає 200 хв.

Для виробництва цибульного порошку використовують суше-ну цибулю вологістю не більше 8 %. Сушену цибулю і дрібні її сушенівідходи розмелюють на мікромлині або молотковій дробарці.