лекция 1. Лекция 1. 13 Лекция. Обработка молока очистка, охлаждение и хранение 14 Лекция. Переработка молока
 Скачать 0.76 Mb.
|
|
3 Лекция. Научные принципы хранения сельскохозяйственных продуктов Содержание лекции: - принципы хранения: биоз, анабиоз, ценоанабиоз и абиоз. Цель лекции: - изучить принципы хранения, их классификацию. В основе всех способов хранения продуктов, применяемых в практике, лежат принципы частичного или полного подавления происходящих в них биологических процессов. Профессор Никитинский Я.Я. систематизировал эти принципы, и выделил четыре принципа хранения: биоз, анабиоз, ценоанабиоз и абиоз. Принцип биоза. Название («био» – жизнь) говорит о том, что продукты сохраняются в живом состоянии, с присущим им обменом веществ, без всякого подавления процессов жизнедеятельности. Этот принцип основан на иммунных (защитных) свойствах любого нормально функционирующего здорового организма (в том числе и растительного), обладающего иммунитетом – способностью противостоять воздействию патогенной микрофлоры и неблагоприятных условий внешней среды. Принцип биоза подразделяется на два вида: эубиоз и гемибиоз. Эубиоз – это истинный, или полный биоз, то есть сохранение продукции до использования непосредственно в живом виде. Так содержат предназначенный для убоя домашний скот и птицу. Чтобы не допустить снижения привесов, необходимо соблюдать соответствующие условия содержания и кормления животных. Нарушение условий эубиоза (неполноценное кормление, плохое содержание животных) приводит к потере их массы и упитанности и понижению качества. В результате производители продукции получают меньше денежных доходов, а потребители – полноценных продуктов питания. Гемибиоз – частичный биоз, или полубиоз. Это хранение плодов и овощей сразу же после уборки в свежем виде в течение определенного периода времени в естественных условиях, но не в специальных хранилищах. При этом в плодах и овощах идут процессы обмена веществ, поскольку они живые организмы, но не так интенсивно, когда они еще находились на материнских растениях. Иммунные свойства клубней, корнеплодов, луковиц, плодов и ягод на некоторый период обеспечивают их устойчивость к неблагоприятным внешним условиям и микробиологическим заболеваниям. Продолжительность сохранности этих продуктов зависит от их особенностей: химического состава, консистенции мякоти, толщины покровных тканей и защитных образований на них, интенсивности процессов обмена веществ. Овощи и плоды, обладающие высокой лежкостью, могут храниться при комнатной (повышенной) температуре довольно длительный период времени, а вот скоропортящиеся продукты сохраняют свою свежесть только несколько дней и даже часов. Гемибиоз имеет большое экономическое и социальное значение, так как позволяет поставлять свежие плоды и овощи в торговую сеть, реализовать их по высоким ценам и обеспечивать потребителей диетическими, биологически ценными продуктами питания. Принцип анабиоза - это принцип «скрытой» жизни, приведение продукта в состояние, при котором резко замедляются или совсем не проявляются биологические процессы. В таких продуктах крайне слабо протекают процессы обмена веществ в клетках, приостановлена активная деятельность микроорганизмов, клещей и насекомых. Однако живое начало в продукте и живые организмы в нем не уничтожены. При возникновении благоприятных условий активизируются все процессы жизнедеятельности. Поэтому анабиоз и называют принципом скрытой жизни. Анабиоз может быть создан несколькими способами. В зависимости от этого он подразделяется на несколько видов. Термоанабиоз – хранение продуктов при пониженных (в охлажденном состоянии) и низких температурах (в замороженном состоянии), которые замедляют процессы обмена веществ в тканях, снижают активность ферментов, приостанавливают развитие микроорганизмов. Чем ниже температура, тем эффективнее задерживаются микробиологические и биохимические процессы. Чаще всего применяют холодильники с искусственным охлаждением. Различают два вида термоанабиоза: психроанабиоз и криоанабиоз. - Психроанабиоз - хранение продукции в охлажденном состоянии, при температурах, близких к 0 оС. В условиях психроанабиоза лучше всего сохраняются пищевые, технологические и семенные качества овощей и плодов. - Криоанабиоз - хранение продуктов при отрицательных температурах. При замораживании происходит полная кристаллизация воды и клеточного сока в тканях продуктов, полностью останавливаются процессы жизнедеятельности, обеспечивается сохранность продуктов в течение длительного периода времени. Замораживание – основной способ хранения мяса и рыбы. Замораживают также наиболее ценные овощные культуры (цветная капуста и брокколи, спаржа), отборные плоды косточковых культур (персик, абрикосы) и ягоды (земляника, малина). Ксероанабиоз – хранение продуктов в сухом или обезвоженном состоянии. Частичное или полное обезвоживание продукта приводит практически к полному прекращению в нем биохимических процессов, лишает возможности развиваться микроорганизмам. Большинство пищевых продуктов сушат до содержания влаги 4-14 %, в результате чего снижается интенсивность всех биологических процессов. Процесс удаления воды из продуктов называется сушкой. Применяются различные способы сушки: воздушно-солнечная, тепловая, химическая и др. В режиме ксероанабиоза хранят зерно и семена, приготавливают сухофрукты. Осмоанабиоз – хранение продуктов при повышенном осмотическом давлением в их тканях. Это защищает продукты от воздействия на них микроорганизмов, тем самым, исключает нежелательные микробиологические процессы (гниение, плесневение, брожение). Повышение осмотического давления в продукте достигается введением соли или сахара. На этом принципе основано соление мяса, рыбы, части овощей, консервирование фруктов и ягод сахаром (варка варенья, приготовление джемов и повидла). Ацидоанабиоз – хранение при изменении кислотности среды продуктов. Это достигается введением в продукты пищевых кислот: уксусной (маринование), сорбиновой, бензойной, салициловой. Суть принципа в том, что микроорганизмы (гнилостные бактерии) успешно развиваются в нейтральной и слабощелочной средах, но угнетаются в кислой среде (при рН < 5). Поэтому при подкислении продуктов некоторыми органическими кислотами происходит частичная их консервация. Наркоанабиоз– применение анестезирующих, наркотических веществ (хлороформ, эфир), которые останавливают действие микроорганизмов и вредителей, замедляют процессы обмена веществ. Разновидностью этого принципа является алкоголеанабиоз – применение для хранения продуктов этилового спирта (например, приготовление крепленых и десертных вин). Аноксианабиоз – хранение продуктов без доступа воздуха, создание бескислородной среды. Отсутствие кислорода исключает возможность развития аэробных микроорганизмов, насекомых и клещей. Дыхание клеток самого продукта резко замедляется и приобретает анаэробный характер. Происходит консервация продуктов в герметических условиях. Принцип ценоанабиозаоснован на создании анабиотических условий с помощью определенных полезных групп микроорганизмов, для которых создаются благоприятные условия. Полезная микрофлора вырабатывает консервирующие вещества, которые препятствуют развитию нежелательной (патогенной) микрофлоры, вызывающей порчу продуктов. На этом принципе основано микробиологическое консервирование. В практике используют два вида ценоанабиоза - ацидоценоанабиоз и алкоголеценоанабиоз, основанные на применении двух групп микроорганизмов. - Ацидоценоанабиоз – повышение кислотности среды в результате развития молочнокислых бактерий, которые в анаэробных условиях вырабатывают молочную кислоту. При концентрации молочной кислоты более 0,5 % тормозится деятельность вредных микроорганизмов. На этом принципе основано приготовление и сохранение солено-квашеных овощей, моченых плодов, силосование кормов. - Алкоголеценоанабиоз– консервирование продукта спиртом, выделенного дрожжами в процессе спиртового брожения. Этот принцип используется в виноделии при приготовлении сухих столовых вин, содержащих 9-13 % спирта, путем сбраживания виноградных и плодовых соков. Принцип абиоза предусматривает отсутствие живых начал в продуктах, хранение их в неживом состоянии. При этом либо весь продукт превращается в безжизненную и стерильную органическую массу, либо в нем (или на его поверхности) уничтожаются определенные группы микроорганизмов, вызывающих порчу. Абиоз подразделяют на следующие виды: 1) термоабиоз (термостерилизация) – обработка продуктов высокими температурами, нагрев их до 100 0С и выше. При этом практически все живые организмы погибают. Для разных видов продуктов необходимо различное температурное воздействие, то есть степень стерилизации. Наиболее распространенный способ термостерилизации – консервирование продуктов в герметически укупоренной таре. Консервы могут храниться несколько лет без изменения пищевых и вкусовых достоинств. Если желательно сохранить продукт в свежем виде сравнительно короткое время, его нагревают 10÷30 минут до температуры 65-85 0С, т.е. проводят пастеризацию. Для надежного хранения мясных, рыбных и овощных консервов и безопасного их использования необходимы температуры стерилизации выше 100 0С, что осуществляется в автоклавах; 2) химабиоз (химическая стерилизация)– консервирование продуктов химическими веществами, убивающими микроорганизмы (антисептиками) и насекомых (инсектицидами). Их применение ограничено, так как многие из химических соединений ядовиты для человека. Видами химабиоза являются сульфитация(обработка плодов, овощей, соков и вин сернистым ангидридом SО2) и копчение, так как дым является хорошим антисептиком из-за содержания в нем формальдегида, смол и других бактерицидных веществ; 3) механическая стерилизация – удаление микроорганизмов из продуктов фильтрованием, т.е. пропуском плодово-ягодных соков через специальные фильтры с очень мелкими порами (0,001 мм), задерживающими микроорганизмы, или центрифугированием, применяемом на микробиологических заводах и в лабораторных исследованиях; 4) лучевая (фото) стерилизация– уничтожение микроорганизмов и насекомых ультрафиолетовыми, инфракрасными, рентгеновскими лучами, β и γ – излучением в определенных дозах. Этот способ не получил широкого распространения в пищевой промышленности из-за технической сложности и возможного опасного влияния на здоровье человека. Он требует дальнейшей доработки, совершенствования техники (установок для лучевой стерилизации). 4 Лекция. Переработка и хранение зерна и семян Содержание лекции: - факторы, влияющие на состояние и сохранность зерна. Режимы хранения зерна. Методы сушки зерна. Сушильные аппараты. Виды вентилирования. Цель лекции: - изучить режимы хранения зерна; методы сушки зерна; принципы работы сушильных аппаратов; области применения различных видов вентилирования. Зерно имеет важнейшее значение для населения всего земного шара. Оно является сырьем для выработки таких ценных продуктов, как крупы, крахмал, пищевые концентраты и др. Продукты из зерна богаты углеводами (82-83%), белками (14-15%), в них есть жир (2-2,5%), соли фосфора, калия, магния, кальция и другие необходимые для жизни людей элементы. Зерно - концентрированный корм для сельскохозяйственных животных и сырье для многих отраслей в промышленности. Промышленность по хранению и переработке зерна входит в состав агропромышленного комплекса страны. Ее главная функция – своевременно и качественно, при минимальных затратах выполнять операции по приемке, очистке, сушке, хранению и переработке зерна. Долговечность зерна зависит от его исходного качества и условий хранения. Хлебные злаки сохраняют жизнеспособность от 5 до 15 лет. Овес, пшеница и ячмень являются еще более долговечными. Мукомольно-крупяные и пищевые достоинства сохраняются в течение 10-12 лет, кормовые свойства – еще дольше. Однако такое длительное хранение запасов нецелесообразно, их следует обновлять через 3-5 лет. Важнейшие факторы, влияющие на состояние и сохранность зерна: влажность зерна и окружающей среды; температура зерна и окружающей среды; доступ воздуха к зерновой массе (степень аэрации). Поэтому режимы хранения зерна и семян основаны на воздействии на данные факторы с целью приведения зерновой массы в состояние анабиоза. В практике хранения зерна и семян в различных странах применяют три режима: а) хранение зерновых масс в сухом состоянии; б) хранение зерновых масс в охлажденном состоянии; в) хранение зерновых масс в герметических условиях (без доступа воздуха). Выбор режима хранения определяется многими условиями, в числе которых учитывают: - климатические условия местности; - типы зернохранилищ и их вместимость; - технические возможности хозяйства; - целевое назначение партий; - качество зерна; - экономическая целесообразность применения того или иного режима и приема. Режим хранения в сухом состоянии основан на принципе ксероанабиоза и является наиболее приемлемым и экономически выгодным для долгосрочного хранения зерновых масс. Зерновые массы в таком режиме можно хранить без перемещения в силосах элеватора 2-3 года и в складах 4-5 лет. В зерне и семенах с влажностью ниже критической физиологические процессы проявляются лишь в форме замедленного дыхания, что объясняется отсутствием свободной воды, которая также не дает возможности развиваться микроорганизмам, прекращается развитие клещей. Однако при неправильном уходе за зерновыми массами возможна их порча. Основной причиной порчи является развитие насекомых-вредителей, способных существовать и размножаться в зерне с влажностью ниже критической. Другая причина - образование капельножидкой влаги и повышение влажности в каком-то ее участке вследствие перепадов температур. Поэтому хранение зерновых масс в сухом состоянии требует систематического наблюдения и ухода за ними. Сушку и очисткупроводят после уборки зерна и семян с целью доведения их до требуемых кондиций по влажности и засоренности. Очистка проводится на воздушно-решетных сепараторах, в триерах и других зерноочистительных машинах. Технологический эффект от очистки тем выше, чем больше отделимых примесей удаляется из зерновой массы. Надежность и эффективность хранения сухих зерновых масс привела к широкому распространению в практике различных методов сушки зерна для снижения его влажности перед закладкой на хранение. Все способы сушки зерна и семян разделяют на две группы: без специального использования тепла (без подвода тепла к высушиваемому объекту); с использованием тепла. Примером способов первой группы служит сушка путем контакта зерновой массы с водоотнимающими средствами (сухой древесиной, активированным углем, сульфатом натрия и др.) или обработка зерновой массы достаточно сухим природным воздухом. Второй способ основан на создании условий, обеспечивающих повышение влагоемкости паровоздушной среды, окружающей зерно. В этом случае агентом сушки (теплоносителем) служит нагретый воздух. Наиболее распространенные способы с использованием тепла – сушка в специальных устройствах – зерносушилках и сушка на солнце (воздушно-солнечная). Для сушки зерна наиболее распространены сушилки трех типов: шахтные, барабанные и напольные. Наиболее распространены в мировой практике зерносушения шахтные сушилки. Такое название они получили за устройство рабочей камеры, представляющей чаще всего металлический бункер-шахту. Внутри ее поперек более узкой части размещены металлические короба. Назначение коробов – сделать зерновую массу более доступной агенту сушки и равномерно газопроницаемой. Зерно, загруженное в шахту, размещается между коробами. Агент сушки поступает в шахту через диффузор, проходит через зерновую массу, нагревает и подсушивает ее. При этом и сама зерновая масса находится в движении (опускается вниз, так как в сушилке использован принцип самотека и выпускное устройство находится в нижней части шахты). Чем выше производительность сушилки, тем в той или иной степени больше по высоте и объему шахта (или несколько шахт). На рисунке 1 показана стационарная сушилка шахтного типа СЗШ-16, которая состоит из двух шахт 5 и 7, расположенных на общей станине. Каждая шахта состоит из двух секций, в которых установлены четырехгранные короба. В зависимости от начальной влажности и значения партии шахты включают в технологическую схему последовательно или параллельно. При параллельной работе зерновую массу загружают в обе шахты, при последовательной – в одну. Агент сушки попадает из топки 1 в пространство между шахтами, служащее диффузором. Охлаждают зерно в отдельно поставленных колонках 2. Зерно, подсушенное в одной шахте, поступает в охладительную колонку, а из нее в другую шахту. Камера сгорания экранирована, в нее вмонтированы фотосопротивления, обеспечивающие контроль за пламенем. Конструкция выпускного аппарата обеспечивает непрерывный выпуск зерна малыми порциями и периодически большими. Для контроля за уровнем зерна в шахте установлены сигнализаторы. Если уровень насыпи зерновой массы в шахте ниже допустимого, то выключается двигатель выпускного устройства и на пульте загорается сигнальная лампочка. Выпуск зерна происходит непрерывно. В начале работы выходит недосушенное зерно, которое вторично подают в шахту. В качестве топлива используют тракторный керосин или смесь керосина с дизельным топливом. Тепловая сушка в зерносушилках различных конструкций наиболее эффективный и высокопроизводительный способ сушки, но дорогостоящий (на сушку 1 т зерна расходуется около 10 литров дизельного топлива). Используют новые способы тепловой сушки: «в кипящем» слое; во взвешенном состоянии; импульсный; токами высокой частоты; инфракрасными лучами и др. Однако большинство из них требуют значительных затрат и распространения не имеют.
Технологическая и экономическая эффективность сушки зависит не только от типа зерносушилок, но и от правильности эксплуатации. Проведенная тепловая сушка не только обеспечивает ксероанабиоз, но и улучшает посевные и технологические качества зерна. Сушка активным вентилированием с использованием нагретого или сухого атмосферного воздуха с низкой относительной влажностью очень эффективна технологически и экономически. Активное вентилирование – принудительное продувание воздухом зерновой массы без его перемещения, что возможно вследствие скважистости зерновой массы. Воздух с помощью вентиляторов, обеспечивающих необходимую подачу и развивающих нужный напор, через систему специальных каналов или труб нагнетается в больших количествах в зерновую массу. Этот технологический прием может применяться в различных целях: для сушки, охлаждения, послеуборочного дозревания зерна и семян, ликвидации самосогревания. Наряду со значительной технологической эффективностью активное вентилирование выгодно и в экономическом отношении. Оно исключает затраты на перемещение зерновой массы и значительно сокращает потребность в рабочей силе. Например, по сравнению с перелопачиванием, оно обходится в десятки раз дешевле, а по технологической эффективности вообще несравнимо. Активное вентилирование применяют в складах, на площадках, в специальных бункерах и силосах элеваторов. Все установки, применяемые для активного вентилирования, можно разделить на три группы: стационарные, напольно-переносные, передвижные (трубные и телескопические). На рисунке 2 показаны воздухораспределительные каналы напольно-переносных установок. Воздух в каналы и решетки попадает через диффузор, соединенный с осевым или центробежным вентилятором достаточной мощности и производительности. Вентиляторы присоединяют к диффузору за пределами склада и защищают от осадков. Поставив их на колеса, перемещают к нужным в данный момент диффузорам.
Новый способ активного вентилирования – применение аэрожелобов. Они представляют собой устройства, в которых сочетается перемещение зерна по горизонтали (полу склада) с одновременным активным вентилированием или самостоятельным продуванием. |
