Коммуникация менеджмента. Конспект лекций для студентов дневного и заочного отделений направлений подготовки 240700
 Скачать 1.07 Mb.
|
|
25 регающие технологии производства традиционных и новых продуктов; варианты машинно-аппаратурного оформления технологических стадий, особенности конструкций основного и вспомогательного оборудования, проектирования предприятий пищевой промышленности и многое другое. Познакомимся с различными аспектами объектов профессиональной деятельности специалиста пищевой промышленности. 4.2. ХАРАКТЕРИСТИКА ПРОДОВОЛЬСТВЕННОГО СЫРЬЯ И ПРОДУКТОВ Пищевые продукты представляют собой совокупность органических и неорганических веществ, получаемых организмом из окружающей сре- ды и используемых им для построения тканей тела, покрытия энергетиче- ских затрат и регуляции функций организма. Используемое в пищевой промышленности сырьё отличается большим многообразием, поэтому его классифицируют по различным основаниям: по происхождению (расти- тельное, животное и рыбопродукты); по консистенции (сухое, сочное, жидкое, твёрдое); по преобладанию химических веществ (углеводсодер- жащее, белоксодержащее, жиросодержащее); по количественному соот- ношению в рецептуре (основное и дополнительное). Номенклатура ис- пользуемого в пищевой промышленности сырья постоянно расширяется. Например, в последние годы расширяется использование генетически модифицированного пищевого сырья. Одну из первых классификаций пищевых веществ разработал в про- шлом веке английский врач У. Праут, который выделил три группы – бел- ки, сахара и жиры. При этом он исходил из питательных свойств молока, которое считал наилучшим природным питательным продуктом, содер- жащим эти компоненты. Кроме перечисленных групп соединений к пи- щевым продуктам относятся также вода, биологически активные вещества (витамины, минеральные соли), вкусовые и ароматические вещества (табл. 4). Пищевые продукты химически неоднородны (кроме рафиниро- ванных растительных масел, сахара, соли, соды и некоторых других) и содержат одновременно в разных соотношениях все компоненты. К неза- менимым факторам питания относятся аминокислоты (валин, лейцин, изолейцин, метионин, триптофан, фенилаланин, треонин, лизин), нена- сыщенные жирные кислоты (линолевая, линоленовая, арахидоновая), ви- тамины, макро- и микроэлементы, вода. Основными источниками белка являются мясо, рыба, молочные про- дукты, зернобобовые. Содержание белка в них составляет: сыры – 25%; бобовые – 22...23%; мясо, рыба, птица – 16...20%; яйца – 13%; творог – 12...15%; гречневая крупа – 13%. Основными источниками жиров являются растительные масла – 99,9%; орехи – 53...65%; сливочное масло – 72...82%; свиное сало – 90...92%; колбасы – 20...40%; сыры – 15...45%. 26 Основными источниками углеводов являются сахар – 99,9%; мёд – 65...75%; кондитерские – 40...98% и хлебобулочные – 20...70% изделия; овощи и фрукты – 20%. Углеводы делятся на усвояемые (фруктоза, крах- мал и т.д.) и неусвояемые (клетчатка), простые (моносахара) и сложные (полисахариды). 4. Основные компоненты пищевых продуктов Основные компоненты пищевых продуктов Функции компонентов пищи в организме Суточная потреб- ность Основные источники данного компонента Превращения компонентов при переработ- ке и хранении Белки Структурная, энергетиче- ская, регуля- торная 100 г Сыры, яйца, мясопродукты, зерно, бобы Денатурация, гидролиз, гидратация, ценообразо- вание Жиры Структурная, энергетиче- ская, защитная, резервная 80...100 г Масло расти- тельного и жи- вотного проис- хождения, оре- хи, сыры Гидрогениза- ция, переэте- рификация, гидролиз, окисление, эмульгирова- ние Углеводы Энергетиче- ская, защитная, регуляторная 400...500 г Сахар, мёд, кондитерские изделия, фрук- ты, овощи Брожение, гидролиз, студнеобра- зование, ка- рамелизация Витамины Регуляторная От 2 мкг до 400 мг Специфичный для каждого витамина вид продуктов Разложение при термиче- ской обра- ботке, рас- творение Минеральные вещества Регуляторная, структурная, защитная От 3 мкг до 5 г Специфичный для каждого макро- и мик- роэлемента вид продуктов Разложение при термиче- ской обра- ботке, рас- творение 27 Витамины не обладают энергетической ценностью, но выполняют в организме каталитические и регуляторные функции, поэтому обязательно должны поступать в организм с пищей. Делятся на водорастворимые (В, С, Н, РР и др.) и жирорастворимые (А, Д, Е, К). Суточная потребность в витаминах – от 2 мкг (В12) до 100...200 мг (С). Минеральные вещества делятся на макроэлементы (Са, Р, Mg, Nа, K, Сl, S) и микроэлементы (Fе, Zn, Сu, F и др.). Суточная потребность от 200 мкг до 10 г. Минераль- ные вещества должны составлять 0,7...1,5% от массы пищевых продуктов. Для общей характеристики пищевых продуктов используют такие кате- гории, как качество, пищевая, энергетическая и биологическая ценность. Качество пищевых продуктов является относительным понятием. Так, для пшеничной муки низкое содержание клейковины является поло- жительным фактором при производстве печенья и отрицательным при производстве хлеба. В пивоварении низкое содержание белка в ячмене является положительным фактором, а в производстве перловой крупы – отрицательным. Пищевая ценность – основная характеристика продукта: количество содержащихся в нём питательных веществ, которые определяют его энер- гетическую и биологическую ценность. Энергетическая ценность (кало- рийность) – это количество энергии, которое образуется при биологиче- ском окислении (сгорании) жиров, углеводов и белков, содержащихся в пище. При окислении 1 г белка образуется 4,0 ккал (16,7 кДж), 1 г жира 9,0 ккал (37,7 кДж), 1 г углеводов 3,75 ккал (15,7 кДж). Фактическая энер- гетическая ценность зависит от усвояемости. Так, белки животного про- исхождения усваиваются на 81...93%, растительного на 60...80%. В зави- симости от характера выполняемой работы человеку необходимо в сутки 12 570...18 855 кДж. Под биологической ценностью пищевых продуктов подразумевают сбалансированное содержание в них незаменимых компо- нентов. По формуле сбалансированного питания соотношение между бел- ками, жирами и углеводами считается оптимальным: для взрослых и детей старшего возраста 1:1:4; детей младшего возраста 1:1:3; людей тяжёлых профессий 1:1:5. В нормах рационального питания на продукты животного происхождения отводится 30...40%, растительного 60...70%. Более подроб- но характеристика сырья и пищевых продуктов будет рассматриваться в курсах «Физико-механические свойства пищевого сырья и готовой продук- ции» и «Общая и специальная технология пищевых производств». 4.3. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОЦЕССАХ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ Как уже отмечалось в пункте 4.1, процесс – это переход системы из одного состояния в другое. В таблице 5 приведена краткая характеристика процессов пищевых производств. 28 Кроме перечисленных в табл. 5 процессов важная роль в пищевых производствах принадлежит химическим, биохимическим и микробиоло- гическим процессам. Химические процессы – это превращения веществ сырья в готовый продукт в результате реакций гидролиза, обмена, присоединения и др. В качестве примеров таких процессов можно привести сатурацию, сульфи- тацию и дефекацию в производстве сахара; гидрогенизацию и переэтери- фикацию в производстве маргарина; копчение в производстве сыра, колбас. Биохимические процессы представляют собой совокупность фермен- тативных реакций превращения сырья в готовый продукт. В качестве примеров биохимических процессов пищевых производств можно при- вести операции созревания мяса, сыра, ферментативное осахаривание за- тора в производстве пива, ферментативный гидролиз крахмала в произ- водстве патоки и глюкозо-фруктозных сиропов. Микробиологические процессы – это процессы с участием микроор- ганизмов. В качестве примеров таких процессов можно привести молоч- нокислое, уксуснокислое и спиртовое брожение, микробиологическую порчу продуктов. При проведении любого процесса всегда возникает возможность выбо- ра нескольких вариантов решения. Один из них будет наиболее целесообраз- ным. Выбор наиболее целесообразного варианта называется оптимизацией. В качестве критерия оптимизации чаще всего выбирается минимум времени и затрат на производство продукции, который достигается выбором целесообразного проведения процесса и его аппаратурного оформления. 5. Общая характеристика процессов пищевых производств Процессы Тип переноса Движущая сила процесса Примеры технологических операций Механические, гидромехани- ческие Перенос количества движения Механиче- ская сила, давление Дробление, гомогенизация, классификация, прессование, отстаивание, фильтрование, сепарирование Тепловые Перенос теплоты Разность температур Нагревание, охлаждение, выпаривание, конденсация, пастеризация, стерилизация Массо- обменные Перенос массы Разность концент- раций Абсорбция, адсорбция, кристаллизация, растворение, экстракция, перегонка, сушка 29 Каждый процесс требует индивидуального подхода, однако есть некото- рые общие, универсальные решения, которые могут быть сформулирова- ны следующим образом: непрерывность процесса; противоточность об- менивающихся потоков; обновление поверхности контакта фаз; ступенча- тое использование теплоты. Более подробно особенности процессов пищевых производств будут рассмотрены в курсах «Процессы и аппараты пищевых производств», «Общая и специальная технология пищевых производств» и др. 4.4. ОБЩИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ТЕХНОЛОГИИ ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ Технология пищевых производств представляет собой совокупность приведённых выше процессов по переработке исходного сырья в конеч- ный целевой продукт. Она представляет способы получения традицион- ных и новых пищевых продуктов; влияние рецептурного состава и техно- логических параметров на качество готовой продукции; физико-химичес- кие, структурно-механические, биохимические и микробиологические из- менения в процессе получения, переработки, хранения пищевых систем различного происхождения; основные принципы создания биологически безопасных продуктов питания и др. Наглядное представление о производстве какого-либо продукта дают эскизная и принципиальная технологическая схемы. На эскизной схеме приводят названия технологических процессов и операций, а их направ- ление и последовательность изображают векторами с названиями матери- альных потоков. В качестве примера на рис. 1 приведена эскизная схема производства пива. На принципиальной схеме изображают в соответствии с последова- тельностью технологических процессов машины и аппараты, в которых протекают основные процессы, и вспомогательное оборудование (транс- портёры, насосы, бункеры, ёмкости, дозаторы и т.д.). В качестве примера на рис. 2 приведена принципиальная схема про- изводства пастеризованного молока. Познакомимся кратко с технологиями некоторых пищевых продук- тов, производимых в нашей области. Технология мукомольно-крупяного производства. Основными стадиями получения муки являются: очистка зерна от примесей; гидро- термическая обработка; простой (сложный) помол; сортировка; фасовка и упаковка. Основными стадиями производства круп являются: очистка зерна от примесей; гидротермическая обработка; шелушение; крупоотделение; шлифование (полирование); фасовка и упаковка. 30 Рис. 1. Эскизная схема производства пива Рис. 2. Принципиальная технологическая схема производства пастеризованного молока: 1 – насосы; 2 – расходомер-счётчик; 3 – танки для молока; 4 – пластинчатый; охладитель; 5 – уравнительный бачок; 6 – пастеризационно-охладительная установка; 7 – сепаратор-молокоочиститель; 8 – гомогенизатор; 9 – трубчатый пастеризатор; 10 – ёмкость Чистая культура дрожжей или семенные дрожжи Хранение тары Хранение несоложенного зерна 31 Перед мукомольно-крупяной отраслью стоят следующие задачи: 1. Максимальное извлечение муки из эндосперма за счёт оптимиза- ции процессов гидротермической обработки, исследования биохимиче- ских и физико-химических свойств зерна. 2. Разработка технологических схем получения новых видов круп (обогащённых незаменимыми компонентами, быстроразвариваю- шихся и т.д.). 3. Пересмотр ГОСТов на зерно, муку, крупу. 4. Проектирование высокоэффективного оборудования. 5. Внедрение автоматизированных систем управления производством. Производство сахара. Технология производства сахара, включаю- щая механические, тепловые и массообменные процессы, является одной из наиболее сложных в пищевых производствах. Основными стадиями производства сахара являются: очистка и измельчение свеклы; экстракция сахарозы из свеклы; очистка диффузионного сока методами дефекации, сатурации, фильтрации и сульфитации; концентрирование сиропов мето- дами уваривания, выпаривания и центрифугирования; рафинирование сахара; сушка. Современный сахарный завод представляет собой производство с высоким уровнем механизации и автоматизации. Типовой завод перераба- тывает 3 тыс. т свеклы в сутки (примерно 40 вагонов) в 450 т сахара (8 вагонов), 700 т свекловичного жома и 150 т мелассы. Потребность населения нашей страны в сахаре составляет 5...5,5 млн. т, из них в России производится около 3 млн. т. Федеральная программа «Сахар» намечает довести производство сахара до 4 млн. т за счёт: выведе- ния высокопродуктивных сортов свеклы; модернизации технологий произ- водства сахара с целью повышения степени извлечения сахарозы, снижения энергозатрат, утилизации жома и мелассы; внедрения нового оборудования. Производство молочных продуктов. В структуре молочной про- мышленности различают цельномолочное, маслодельное, сыродельное и молочноконсервное производство. Основными стадиями производства мо- лочных продуктов являются: подготовка молока (взвешивание, очистка, охлаждение, нормализация, пастеризация, гомогенизация); сквашивание (при получении кисломолочных продуктов); отделение сыворотки (при производстве творога, сыра); созревание (при производстве сыра); упарива- ние (при производстве сгущённого и сухого молока); сушка при производ- стве сухих молочных продуктов); сепарирование (при производстве сливок, сметаны, масла); сбивание или преобразование высокожирных сливок (при производстве масла); фризерование (при производстве мороженого). Основными направлениями развития молочной промышленности в настоящее время являются: 1. Расширение ассортимента молочных продуктов и повышение их качества. Предложены рецептуры и разработаны технологии получения 32 продуктов с повышенным содержанием белка, витаминов, с использова- нием новых культур молочнокислых бактерий, наполнителей раститель- ного и животного происхождения. 2. Применение новых методов обработки молока, в частности, ис- пользование наряду с традиционными мембранных методов сгущения, гомогенизации ультразвуком, сублимационной сушки и др. 3. Разработка способов утилизации побочных продуктов – обезжи- ренного молока, сыворотки, пахты. 4. Проектирование и эксплуатация эффективного технологического оборудования, средств автоматизации и полностью автоматизированных непрерывных технологических линий. Общими для всех отраслей пищевых производств являются задачи разработки и внедрения малоотходных, ресурсо- и энергосберегающих технологий, а также новых пищевых продуктов функционального назна- чения (лечебно-профилактических, геронтодиетических, для детского питания и др.). Одним из важнейших результатов научно-технической революции в области производства продовольствия явилось возникнове- ние пищевой технологии нового поколения. Первый результат развития пищевой технологии нового поколения состоит в создании предпосылок для комплексной переработки продо- вольственного сырья, сокращения отходов и потерь. Это приведёт к уве- личению мировых ресурсов продовольствия приблизительно в 3 раза, ес- ли учитывать, что около половины пищевой продукции идёт на корма и около половины пищевой продукции теряется в виде отходов и различно- го рода послеуборочных потерь. Второй результат развития технологии нового поколения заключает- ся в возможности расширения видов продовольственного сырья, включе- ния в его состав генномодифицированного сырья, отходов сельскохозяй- ственного и пищевого производства, биомассы зелёных листьев и одно- клеточных организмов. При этом рост объёма производства продовольст- вия в принципе органичен лишь наличием минеральных и энергетических ресурсов. Третий результат развития технологии нового поколения заключает- ся в соответствии новых форм пищи требованиям сбалансированного пи- тания, производстве продуктов функционального назначения с заданными свойствами для различных групп населения, повышении качества и безо- пасности продуктов питания. Более подробно с особенностями технологий пищевых продуктов Вы познакомитесь в курсе «Общая и специальная технология пищевых про- изводств», в процессе прохождения практик на предприятиях пищевой промышленности Тамбовской области, при выполнении курсовых и ди- пломного проектов. 33 Вопросы для самоконтроля и обсуждения 1. По каким признакам классифицируют пищевые производства? Сырьё пищевых производств? Процессы пищевой промышленности? 2. Приведите примеры использования достижений естественных и технических наук в пищевой промышленности. 3. Дайте определение и покажите взаимосвязь понятий: «качество», «пищевая ценность», «энергетическая ценность», «биологическая цен- ность» и «потребительская ценность» пищевых продуктов. 4. Перечислите основные компоненты пищевых продуктов, незаме- нимые компоненты пищи. Какие превращения происходят с ними при переработке сырья и хранении пищевых продуктов? 5. Что такое процесс, операция, технологический режим и техноло- гический регламент? 6. Приведите примеры механических, тепловых, массообменных, химических, биохимических, микробиологических процессов. 7. Дайте определение эскизной и принципиальной технологической схем. 8. Приведите примеры общих (для нескольких пищевых отраслей) и специфических (для отдельных производств) технологических стадий. 9. Технологию производства какого пищевого продукта Вы считаете наиболее сложной и почему? 10. Что Вы понимаете под энергосберегающими, ресурсосберегаю- щими, малоотходными, безотходными, прогрессивными технологиями? |