Розділ 4 Система технологій переробки продукції сільського господарства Тема 13. Система технологій переробки продукції рослинництва Методичні рекомендації щодо вивчення теми

Ознайомтеся із технологією виробництва крупів. Крупа – цінний харчовий продукт, що містить корисні речовини, які характеризуються високим ступенем засвоювання і високими поживними властивостями. Основною метою круп’яного виробництва є відокремлення ядер круп’яних культур від оболонок. Крупу, яку вироблено із більшості круп’яних культур, залежно від якості, поділяють на сорти: вищий, перший чи другий. Основні види, сорти, номери круп, їх вихід із зерна базисних кондицій регламентовані “Правилами організації і ведення технологічного процесу на круп’яних підприємствах”.

Круп’яні заводи України, залежно від способу виробництва, виробляють різноманітний асортимент круп’яної продукції, яку можна поділити на п’ять груп: 1) крупи неподрібнені – рис (шліфований, полірований), пшоно, ядриця гречана, вівсяна неподрібнена, горох тощо; 2) крупи подрібнені шліфовані – перлова (з ячменю), Полтавська і Артек (з пшениці), кукурудзяна шліфована тощо (їх одержують відокремленням оболонок і зародку, подрібненням ядра і подальшим шліфуванням, поліруванням і сортуванням за розмірами – від 0,56 до 3,5 мм); 3) крупи подрібнені – ячнева (з ячменю), з вівса, кукурудзяна; 4) пластівці – продукт подальшої переробки крупи. Із ядра чи крупи одержують також “повітряний рис”, “повітряну кукурудзу” та ін.; 5) крупи підвищеної поживної цінності – одержують на основі суміші (2-3) видів розмеленої крупи з введенням збагачувачів тваринного чи рослинного походження.

Круп’яні культури (сировина) поділяють на два класи: 1) культури із міцним зв’язком оболонки та ядра (рис, ячмінь, кукурудза, пшениця); 2) культури зі слабким зв’язком оболонки та ядра (гречка, просо, овес). У кожному класі теж мають місце значні зміни, які приводять до різноманітних технологічних засобів переробки зерна круп’яних культур.

Система технологій виробництва крупи містить у собі такі операції: 1) очищення зерна від домішок; 2) гідротермічну обробку зерна; 3) сортування зерна за крупністю; 4) лущення; 5) відокремлення ядра; 6) оброблення ядра (шліфування, полірування); 7) сортування і контроль одержаної продукції; 8) пакування, маркування крупи; 9) зберігання крупи. Технологічні операції 1-3 є підготовчими. Враховуючи різницю технологічних властивостей і вміст у зерновій масі домішок, кожну культуру для переробки в крупи підготовляють за індивідуальною технологічною схемою.

Запам’ятайте, що лущення – основна технологічна операція при виробництві крупів, найбільш енергомістка, значно впливає на всі останні техніко-економічні показники виробництва. Різноманітність видів зернових культур і широкий асортимент крупів, які з них виробляють, визначають обсяг і складність технологічних процесів у лущильному відділенні круп’яного заводу, вибір необхідного устаткування. У лущильному відділені виконуються технологічні операції 4-7. Використовують п’ять основних видів лущильних машин: 1) вальцедекові верстати; 2) верстати із обгумованими валиками; 3) лущильні постави; 4) лущильні машини з абразивними дисками; 5) оббивні машини.

Як правило, лущене зерно (ядро), за винятком гречки, – це напівфабрикат. Ядро стає крупою після шліфування та полірування, тобто після відокремлення оболонок, що залишилися, і частини алейронового шару. Процес шліфування і полірування ядра супроводжується одержанням і вилученням відсіву – частинок до 0,2 мм (борошно, крупки).

Зверніть увагу на норми виходу продукції в технологічному процесі виробництва крупів. При переробці рису та крупів їх вихід складає 65 %, гречки – 67, вівса – 44-45, ячменю – 40, перлової та ячневої крупи – 62, гороху цілого і колотого – 73, кукурудзяної крупи – 40 %.

Від ефективності підготовки зерна до переробки залежать вихід та якість крупи, техніко-економічні показники роботи заводу. Великий вплив на вихід та якість (для вищих сортів) готової продукції мають також дві технологічні операції у виробництві крупів – очищення зерна від домішок та гідротермічна обробка. Важливим показником, що характеризує технологію та менеджмент у виробництві крупів, є собівартість продукції, а маркетингу – збереження високої якості крупи.

Виробництво борошна здійснюється на млинах. В Україні функціонує близько 200 млинів, на яких виготовляється 7-8 млн. тонн борошна щорічно. На сучасних промислових млинах виробляється 100-300 т/добу борошна.

Основною сировиною для виробництва борошна (важлива сировина для виготовлення хліба) є пшениця та жито. Одержують борошно також із кукурудзи, ячменю та вівса при переробці їх на крупи. Для виготовлення хліба використовують борошно із зерна м’якої скловидної пшениці з достатнім вмістом білка (до 14 %) і клейковиною хорошої якості. Для кондитерської промисловості, навпаки, більш придатне пшеничне борошно із вмістом до 9-11 % білка і великим вмістом крохмалю. Тверда пшениця – основна сировина для виготовлення високоякісних макаронних виробів. За рахунок зернових продуктів людина споживає близько 52-62 % загальної кількості вуглеводів.

Одержання борошна розглядається як багатократний процес відокремлення центральної частини – ендосперму від оболонок. Отже, основну масу пшеничного зерна становить його внутрішня частина – ендосперм, з якого одержують найцінніші сорти борошна.

Процес переробки зерна на борошно на великих борошномельних заводах і сільськогосподарських млинах залежить від якості зерна, яке надходить на переробку, досконалості застосовуваної технології, стану технологічного обладнання. Борошномельні властивості зерна виявляються в процесі переробки його на борошно і визначаються загальним виходом борошна та його якістю. Борошномельні заводи виробляють борошно різних виходів і сортів: пшеничне (односортне, двосортне і трисортне), житнє, пшенично-житнє, житньо-пшеничне.

Технологічний процес виробництва борошна містить у собі такі операції: 1) приймання, розміщення та зберігання зерна на примлиновому елеваторі; 2) формування партій зерна для помелу; 3) очищення зерна (від пилу, домішок); 4) підготовку зерна до помелу (кондиціювання); 5) утворення крупок борошна (дертьовий процес); 6) збагачування крупок борошна (круповійний процес); 7) розмел крупок борошна (вимельні системи); 8) вимел висівок із борошна; 9) контроль борошна; 10) вибій борошна (фасування, дозування, зберігання). При визначенні схеми помелу та режимів окремих технологічних операцій керуються “Правилами організації та ведення технологічного процесу на млинах”.

Щойно одержане борошно ще не є готовою сировиною для виробництва хліба та іншої продукції. Упродовж 1-2 місяців відбувається дозрівання борошна. Для зберігання борошна виділяють сухі, добре продезінфіковані склади. При тривалому зберіганні (понад 3-4 міс.) і температурі 15°С в борошні виникають гіркий смак і неприємний запах згірклої олії.

Сортове борошно можна отримати лише при повторюваних помелах, просте – при разових. На борошномельних заводах одержують побічну продукцію: зародкові пластівці, висівки.

Підвищенню економічної ефективності виробництва борошна сприятиме збільшення виходу борошна високих сортів при переробці зерна на борошномельних заводах, забезпечивши насамперед максимальне відокремлення від ендосперму оболонок і зародків зерна. Якість борошна значною мірою залежить від сировини. Крім того, треба зважати на те, що властивості зерна, з якого в подальшому буде вироблятись борошно, формуються залежно від багатьох різнорідних факторів як у процесі дозрівання зерна в полі, так і при наступному зберіганні та обробці (сушіння, очищення тощо).

Хліб – один із основних продуктів харчування людини. Потреба в ньому становить від 300 до 500 г на добу, залежно від віку людини, характеру праці, національних особливостей та економічних факторів. Майже половину сухих речовин хліба становлять вуглеводи (45-55 %), з яких основним є крохмаль.

Хліб виробляється на хлібзаводах різної виробничої потужності та в міні-пекарнях. Перелік і співвідношення окремих видів сировини, яка використовується для виробництва хліба (борошно, вода, сіль, дріжджі, цукор, жири та ін.), називається рецептурою. Рецептура основних сортів пшеничного хліба і хлібобулочних виробів приблизно така, кг: борошно – 100; вода 40-70; дріжджі 0,5-2,5; сіль 1,3-2,5; цукор 0-20; жир 0-13. Для деяких сортів хліба і хлібобулочних виробів потрібні також яйця, родзинки, молоко, мак, ванілін тощо.

Система технологій виробництва хліба складається з п’яти тісно пов’язаних між собою технологічних етапів: 1) підготовки сировини; 2) приготування тіста; 3) обробки тіста; 4) випікання хліба; 5) охолодження хліба; 6) зберігання хліба.

Для одержання тіста нормальної консистенції треба, щоб сировина відповідала вимогам хлібопечення і була підготовлена належним чином. Підготовка борошна – це складання, змішування, просіювання і магнітне очищення сумішей. Якість хліба залежить переважно від ступеня і правильності його розпушеності (пористості). Основними розпушувачами тіста є дріжджі. У хлібопеченні застосовують пресовані, сухі й рідкі дріжджі.

Приготування тіста – найбільш тривала технологічна операція. Вона визначає всі наступні технологічні режими та час виробництва. Пшеничне тісто готують двома основними способами: 1) опарним; 2) безопарним. Опарний спосіб передбачає приготування тіста в два прийоми – приготування опари і приготування тіста. Процеси, які приводять тісто в результаті бродіння та обминок до оптимального стану для розділення і випікання, називається дозріванням тіста.

Для випікання хліба і хлібобулочних виробів використовують пекарні камери різних конструкцій. Тривалість випікання 8-12 хв. для дрібноштучних виробів і до 80 хв. для хліба масою 1 кг і більше. Залежно від виду хлібних виробів температура випікання становить 210-280°С. Ознайомтеся із особливостями зберігання і транспортування хліба.

При вивченні теми зверніть увагу на показники витрат сировини, енергоресурсів та інші складові, що найбільше впливають на формування собівартості та цін реалізації хлібобулочної продукції. Важливим засобом підвищення продуктивності праці та збільшення економічної ефективності виробництва є інтенсифікація технологічного процесу. Щоб прискорити процес виробництв хліба, доцільно вилучити або звести до мінімуму стадії бродіння напівфабрикатів, на які витрачаються до 75 % загального часу.

Ознайомтеся із системою технологій виробництва олії. В Україні провідну роль серед олійних культур відіграє соняшник. Вміст олії в насінні соняшнику становить 38-52 %. Із нього виробляють значну частку загального обсягу рослинної олії. Для одержання олії також використовують насіння бавовни, льону олійного, гірчиці, озимого ріпаку, сої, рицини, арахісу тощо. Вміст олії в насінні залежить від технологій вирощування культури, термінів збирання врожаю та сортової належності.

Система технологій виробництва рослинної олії складається з багатьох операцій, під час яких у рослинній сировині відбуваються складні фізико-хімічні процеси. У світовій практиці існують два способи виробництва олії: 1) механічний, (пресовий); 2) розчинення олії в летких органічних розчинниках (екстракції). Ці два способи використовуються окремо або сумісно.

Система технологій виробництва пресованої нерафінованої олії складається із таких основних операцій: 1) очищення насіння від сторонніх органічних та мінеральних домішок (щоб забезпечити оптимальні умови переробки); 2) кондиціювання насіння за вологістю; 3) подрібнення зерен (для відокремлення оболонок від ядра); 4) відвіюдвання лушпиння від ядра; 5) подрібнення (плющення ядер); 6) зволоження, підігрівання, підсмажування м’ятки; 7) пресування мезги; 8) фільтрування та очищення олії від домішок. Ця олія може бути використана як готова продукція І та ІІ сортів.

Пресовим способом неможливо досягти повного знежирення мезги. Повне вилучення олії можливе лише екстракційним способом. Цей спосіб добування олії можна застосовувати як у чистому вигляді, так і в комбінації з форпресовим способом (на першому етапі використовують преси неглибокого одержання олії).

Система технологій виробництва олії екстракційним способом складається з таких операцій: 1) подрібнення форпресованої макухи (з вмістом жиру 11-15 %) до крупки; 2) зволоження крупки, плющення до пелюстків; 3) екстракції і одержання місцели (настоюванням або послідовним знежирюванням); 4) видалення із місцели твердої фракції та розділення її на олію й розчинник (відстоюванням, центрифугуванням або фільтрацією, дистиляцією); 5) механічного очищення олії від домішок; 6) рафінації олії.

Рослинна олія – складна багатокомпонентна система, в якій, крім гліцеридів, містяться механічні домішки та деякі інші речовини, тому високу її якість можна забезпечити ретельним очищенням. Умовно розрізняють очищення первинне (нерафінована олія) і глибоке – рафінація.

Технологічний процес рафінації олії містить у собі такі операції: 1) очищення від твердих домішок нерафінованої олії: часток мезги, шроту та макухи (відстоюванням, центрифугуванням); 2) гідратація олії; 3) висушування олії; 4) виморожування олії (для звільнення від воску та воскоподібних речовин); 5) лугова обробка олії; 6) нейтралізація олії; 7) промивання водою; 8) відбілювання олії; 9) фільтрування олії; 10) дезодорація олії. На олійних заводах для виділення олії екстракційним способом як розчинник використовують бензин, гексан, а в останні роки – суміш бутан-пропану та ін.

За ступенем очищення та цільовим призначенням рослинна олія буває: 1) нерафінована (очищена від механічних домішок олія способом фільтрації на спеціальних фільтрпресах); 2) гідратована (очищена від фосфоліпідів); 3) рафінована (очищена від фосфатидів, вільних жирних кислот, барвників); 4) рафіновано-дезодорована (рафінована олія, очищена від неприємних ароматичних та смакових речовин, пестицидів і канцерогенів).

Нині екстракційний спосіб виробництва олії на заводах України є провідним, тому що забезпечує більший вихід олії порівняно з використанням пресового способу.

Побічними продуктами виробництва олії з насіння олійних культур є макуха (при пресовому способі) і шрот (при екстракційному способі). Це високобілкові концентровані корми для всіх видів сільськогосподарських тварин, які входять переважно до складу комбікормів. Загальна поживність макухи і шроту прирівнюється до поживності зернових культур, але в них значно вищий вміст протеїну.

Цукор є одним із найважливіших продуктів харчування, легко засвоюється організмом людини, має велике значення в харчовій промисловості (кондитерська, хлібобулочна, консервна, виноробна та ін.). В останні роки виробництво цукру в Україні скоротилось і зараз виробляється близько 2 мільйонів тонн цукру з 20-25 млн. тонн цукрового буряку. Вважається, що для внутрішнього ринку збуту достатньо не більше 1,5 млн. тонн цукру.

Сучасний великий цукровий завод переробляє за добу 1,5-12 тисяч тонн буряку за добу. Внаслідок того, що солодкі корені швидку псуються, буряковоцукрове виробництво є сезонним. Період роботи триває, як правило, з жовтня до лютого, а іноді продовжується до 100-120 днів. Цукрові заводи є найбільш автоматизованими підприємствами харчової промисловості.

Сировиною для виробництва цукру є цукрова тростина, цукровий буряк, цукрове сорго, цукровий клен та інші цукроутримуючі рослини. Основною сировиною для виробництва цукру в Україні є цукровий буряк, але велике промислове значення мають цукрова тростина та цукрове сорго.

Запам’ятайте, що виробництво цукру-піску з цукрових буряків за своєю основою є фізико-хімічним процесом. Сахарозу добувають із клітин коренеплодів дифузією, після чого, завдяки хімічним і теплофізичним впливам, цукор відокремлюється від нецукрів і перетворюється на чистий кристалічний продукт.

Технологія виробництва цукру-піску здійснюється за такими основними операціями: 1) приймання коренеплодів; 2) кагатування і транспортування коренеплодів для переробки; 3) миття коренеплодів на гідротранспортері; 4) різання коренеплодів на стружку; 5) екстракція цукру (вилучення цукру із стружки гарячою водою в дифузійних апаратах безперервної дії або в дифузійних батареях); 6) очищення дифузійного соку та його фільтрація; 7) згущення соку (випаровування); 8) уварювання сиропу до кристалізації цукру; 9) відокремлення кристалів цукру від патоки і відбілювання його; 10) сушіння цукру-піску; 11) пакування цукру в мішки.

На сучасних заводах у нашій країні широко застосовують різні типи дифузійних апаратів безперервної дії (вертикальні колонні і похилі шнекові). Використання таких апаратів створює умови для повної автоматизації процесу, зменшує кількість обслуговуючого персоналу, скорочує витратити води, знижує втрати цукру.

Технологічна схема очищення дифузійного соку з таких основних операцій: 1) дефекація попередня і основна; 2) сатурація перша і друга; 3) фільтрація перша і друга; 4) сульфітація; 5) контрольна фільтрація соку.

Фільтрують сік на фільтр-пресах і вакуум-фільтрах. Зараз здебільшого застосовують вакуум-фільтраційні установки, на яких робота здійснюється безперервно, а всі операції щодо фільтрації соку повністю механізовані.

Вихід чистого цукру-піску на сучасних заводах залежить від цукристості коренеплодів і становить 14-15 % від маси перероблених буряків. Якщо під час зберігання цукрових буряків спостерігається погіршення їх якості і значні втрати цукру, то вихід його зменшується.

Ознайомтеся із системою технологій виготовлення цукру-рафінаду. Сировиною для виготовлення цукру-рафінаду є цукор-пісок, рідкий цукор II сорту, тростинний цукор-сирець. Основними технологічними операціями виробництва цукру-рафінаду є: 1) фільтрація розчиненої сахарози; 2) адсорбція домішок у сахарозі; 3) оброблення індигокорміном для надання цукру світло-блакитного відтінку; 4) згущення у вакуум-апараті; 5) пробілювання насиченим розчином цукру у воді; 6) формування готового продукту (рафінад колотий, рафінадна пудра, рафінад швидкорозчинний, цукор-пісок рафінований та ін.).

Доцільно звернути увагу на відходи цукрового виробництва та їх економічне значення. Під час переробки буряку одержують 4 % меляси (кормової патоки). Меляса є цінним продуктом і використовується як корм для худоби, служить сировиною для виробництва спирту, дріжджів, молочної і лимонної кислот, харчового пектину тощо. Переробка меляси здійснюється на спеціальних технологічних лініях і на окремих підприємствах. Так, переробку меляси на спирт здійснюють на спиртзаводах. Останнім часом значно вдосконалено і виробництво з меляси цукру-піску. Іншими залишками бурякоцукрового виробництва є буряковий жом, фільтрований бруд і транспортно-миючі води. Буряковий жом використовують для відгодівлі худоби.

Показники технологічної та економічної ефективності цукрових заводів можуть бути поліпшені за умови запровадження енергоощадних і ресурсозберігаючих технологій. Для зменшення втрат цукру потрібно налагодити системний контроль за зберіганням цукрових буряків у кагатах, режимом переробки та узгодження його із часом постачання сировини на завод.

Економічне значення переробки картоплі полягає в тому, що промисловість виробляє з неї напівфабрикати, готові сушені продукти, консервовані у вигляді перших і других страв та закусочних консервів. Основні запасні речовини картоплі (крохмаль, білки, мінеральні речовини) під час переробки змінюються мало, тому її консервують різними способами. Картопля є сировиною для виробництва крохмалю, спирту, глюкози, гідролу та інших речовин.

Переробка картоплі значною мірою вирішує проблему зниження втрат при зберіганні бульб невеликих розмірів і травмованих, які становлять до 30 % загальних втрат. Для виготовлення з картоплі продуктів переробки рекомендують використовувати певні сорти: Розвариста, Лошицькай, Темп, Передовик, Столова, Смачна, Гатчинська та ін.

Ознайомтеся із системою технологій виготовлення хрусткої картоплі (чіпсів). Чіпси одержують шляхом обжарювання та одночасного висушування в олії нарізаної тоненькими кружками картоплі. Технологія підготовки бульб і виготовлення чіпсів полягає у: 1) калібруванні (діаметр не менше 4 см); 2) митті; 3) очищенні; 4) інспектуванні з ручним доочищенням; 5) різанні на кружки завтовшки 0,8-1,7 мм (для рівномірного обжарювання); 6) видаленні крохмалю та цукру (промиванням); 7) підсушуванні від зайвої вологи; 8) обжарюванні (у спеціальних печах на соняшниковій, арахісовій або кукурудзяній олії при температурі 160-180°С протягом 3-4 хв. Олію періодично міняють, дрібні часточки продукції видаляють); 9) охолодженні на конвеєрі; 10) інспектуванні, зважуванні і пакуванні (на фасувальних автоматах у пакети з целофану масою 50 г). Продуктивність ліній 100-400 кг/год. хрусткої картоплі. Витрата сировини на 1 т готового продукту: 3,5 т картоплі; 450 кг олії; 17 кг солі.

Система технологій виготовлення жареної замороженої картоплі складається із таких операцій: 1) миття бульб; 2) очищення; 3) інспектування; 4) різання шматочками розміром 9x6 мм в поперечнику; 5) промивання; 6) бланшування при температурі 90-95°С 8-10 хв.; 7) підсушування гарячим повітрям; 8) обжарювання на вібраційному конвеєрі в спеціальних печах спочатку при температурі 180-185°С протягом 4 хв., а потім 1 хв. в наступному відділенні при температурі 155-160°С; 9) заморожування (в морозильних апаратах при температурі –40°С 12 хв.); 10) фасування в парафінований картон; 11) зберігання при температурі не вище –17°С. Готовий продукт має світло-коричневе забарвлення, містить до 10 % жиру (залежно від ступеня готовності. На підприємствах громадського харчування картоплю достатньо лише підігріти на олії.

Крохмаль виготовляють на заводах, які розміщені в картоплесіючих зонах. Вихід крохмалю з 1 га картоплі і кукурудзи приблизно однакові. Продуктивність заводів складає від 60 до 500 т переробки картоплі на добу при сезонному (4-5 місяців) виробництві. Картопля технічного напрямку містить більше 20 % крохмалю.

Технологія виробництва крохмалю містить у собі такі способи: 1) на ситових станціях; 2) відстоювання (екстенсивний спосіб); 3) центрифугування; 4) за допомогою батарейних гідроциклонів.

Технологічна схема виробництва крохмалю складається з таких операцій: 1) миття картоплі; 2) подрібнення (на терочних машинах); 3) відокремлення сокових вод від мезги; 4) виділення крохмалю із сокових вод (крохмального молока); 5) рафінування крохмалю; 6) сушіння крохмалю; 7) фасування крохмалю.

Для реалізації крохмаль висушують до вологості 20 %. Крохмаль – дуже активний сорбент, тому його треба зберігати якомога далі від різних джерел запахів. Відходом виробництва крохмалю є барда, що містить 6 % сухих речовин. У свіжому вигляді це добрий корм для тварин. При зберіганні в умовах підвищених температур у барді відбуваються мікробіологічні процеси, тому її треба використовувати тільки свіжою.