Аналіз технології виготовлення сушеної продукції

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

За останні роки характер виробництва харчової продукції на підприємствах декілька змінився. З' явилися нові технологічні режими, схеми, впроваджено багато нового технологічного обладнання у тому числі імпортного. Поширення набуло використання добавок як натурального так і штучного походження.

Сировина, яка використовується в харчовій промисловісті є швидкопсувною і тому зберігання її потребує використання фізичних або хімічних методів її консервування. Одним з найрозповсюджених фізичних методів консервування є сушіння, що спрямований на отримання продуктів тривалого зберігання за максимального збереження їх вихідної якості.

Сушена сировина рослинного та тваринного походження є вельми перспективною для виробництва харчових концентратів для перших та других страв, м'ясної промисловості, кондитерського виробництва, лікувально-оздоровчого харчування а також використання її в технологіях підприємств ресторанного господарства типу» Бістро», які посягли значний сектор на ринку товарів та послуг через відносно невелику вартість кулінарної продукції та виробів та зручність її споживання [10].

Підприємства, на яких здійснюється сушіння сировини можуть бути наступних типів: чисто сушильні заводи, комбіновані, де паралельно з сушкою сировини виробляють харчові концентрати, і об'єднані сушильно-консервні заводи. Продуктивність сушильних заводів визначається за кількістю встановлюваних сушильних апаратів та їх потужності.

У Радянському Союзі поширеними були заводи, що мають одну або дві технологічні лінії з сушарками СПК-4Г-90 продуктивністю відповідно 600 і 1200 т сушеного продукту в рік, або заводи з двома або однією лінією, оснащені сушарками СПК-4Г-45 відповідно продуктивністю 600 і 300 т на рік.

Однак, в наш час на Україні обсяги виробництва сушеної продукції рослинного і тваринного пходження істотно знизилися, що негативно вплинуло на існування харчової галузі взагалі [15].

З огляду на це, виробництво сушеної продукцыъ рослинного та тваринного походження та використання її в технологіях харчових продуктів є актуальним напрямком досліджень.

1. Аналіз технології виготовлення сушеного м'яса

1.1 Функціонально-технологічні властивості сировини тваринного та рослинного походження

технологічний сировина сушіння тваринний

Фізико-хімічні, біохімічні та структурно-механічні властивості вхідної сировини обумовлюють якість і харчову цінність висушеної продукції, а також параметри її сушіння. У відповідності з функціонально-технологічними властивостями сушеної продукції підбирають режими сушіння, умови попередньої (до сушіння) підготовки сировини, пакування та зберігання. Оцінюючи сировину рослинного і тваринного походження, як об'єкти консервування методом сушіння, необхідно враховувати вміст вологи в них і характер її зв'язку з матеріалом, властивості, стан і кількісне співвідношення речовин, що входять в сухий залишок, а також структуру матеріалу. Для більшості сировини рослинного і тваринного походження характерно високий вміст вологи [10].

Хімічний склад сировини рослинного і тваринного походження наведено в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 - Хімічний склад сировини рослинного і тваринного походження

Продукт	Вміст, %
	води	білків	вуглеводів	клітковини	жирів	золи
Яловичина	68,5	20,0	3,5	-	10,5	1,0
Морква	86,8	3,2	6,4	1,7	0,3	1,0
Цибуля ріпчаста	70,2	2,8	5,8	0,8	0,1	0,5
Часник	78,1	2,7	7,2	0,9	-	1,0
Петрушка	72,3	3,0	6,1	1,2	-	1,0

Як видно з таблиці 1.1 у сировині рослинного походження велика кількість вологи. М'ясо містить більшу кількість білків та сухих речовин.

Як відомо вміст вологи в продукті і міцність її зв'язку з матеріалом обумовлює тривалість сушіння, її швидкість.

Вологість продукту залежить від характеру зв'язку вологи з матеріалом, природи і стану речовин, що входять в сухий залишок, та структури продукту.

Форми зв'язку води з матеріалом різні. Найбільш міцно пов'язаної вологою є адсорбційна волога. Адсорбційна вода утримується в матеріалі завдяки молекулярно-силового поля поверхні міцел і гідрофільних білків, вуглеводів та ліпідів. Міцність зв'язку адсорбційної води з речовиною також різна. Найбільш міцно пов'язаної є вода, диполі якої утворюють в безпосередній близькості від гідрофільних центрів молекул і макромолекул орієнтований шар. По мірі віддалення від гідрофільних центрів орієнтації молекул води ступінь їх зв'язку з речовиною зменшується [10].

Кількість адсорбційної води в харчових продуктах залежить від природи речовин, що входять в сухий залишок, і для одних і тих же продуктів може змінюватися в залежності від ступеня дисперсності колоїдних систем, наявності електролітів та їх концентрації, денатурационных змін білкових речовин, реакції середовища і т.д.

Крім адсорбційної води, в сировині рослинного та тваринного походження міститься так звана вільна вода, яка утримується матеріалом за рахунок осмотичного тиску і в результаті заповнення мікро - і макрокапилляров.

Кількість води, що утримується в сировині рослинного та тваринного походження за рахунок осмотичного тиску, залежить від молярної концентрації розчинених речовин і ступеня їх іонізації.

Вода, що знаходиться в капілярах найменш міцно пов'язана. Кількість її зумовлено структурою матеріалу - наявністю мікро - і макрокапилляров, а міцність її зв'язку з речовинами залежить від діаметра капілярів.

Різна сировина має різне кількісне співвідношення вільної і зв'язаної вологи, причому для однієї і тієї же сировини це співвідношення може мінятися при зміні її колоїдних властивостей і структури. Подрібнення продукту, додавання солі, зміна рН, теплова обробка - все це може призвести до зміни форм зв'язку вологи з матеріалом.

Характер і кількісне співвідношення речовин, що входять до складу сухого залишку продукту, визначають умови його сушіння і подальшого зберігання.

Так, температура сушіння сировини тваринного походження на стадії видалення вільної вологи повинна бути такою, щоб в процесі сушіння не відбувалося коагуліціонних змін білкових речовин.

Можливість окислення жирів, деяких вітамінів та інших компонентів

готової продукції зумовлює необхідність ізоляції її від повітря в процесі зберігання. Рівень вмісту редукуючих речовин у сировині зумовлює кількість води, яку слід видаляти в процесі сушки для запобігання розвитку цукрово-амінних реакцій при зберіганні сушеної продукції.

М'ясо - одне з основних джерел повноцінних і легкозасвоюваних білків. У ньому міститься значна кількість вітамінів групи В, мікроелементів. Входять до складу м'яса екстрактивні речовини, що визначають його смакові та ароматичні властивості, які сприятливо впливають на секреторну діяльність шлунково-кишкового тракту.

Біологічна цінність м'яса залежить від вмісту в м'язової тканини незамінних амінокислот.

Зміна стану білків м'язової тканини при автолізі м'яса, заморожуванні, сушінні та подальшому зберіганні визначає особливість його технологічної обробки. Температура денатурації найбільш лабільних м'язових білків визначає допустиму межу температури в процесі сушіння.

Вибір температури сушіння має бути зроблено з урахуванням тривалості впливу цієї температури і ступеня зневоднення м'язової тканини, оскільки стійкість білків до теплового впливу при зневодненні зростає. У разі сушіння вареного м'яса, в якому білкові речовини денатуровані попередньою тепловою обробкою, температура сушіння може бути більш високою.

Підвищений вміст з'єднувальної тканини в м'ясі знижує його біологічну цінність і відображається на швидкості та рівномірності його зневоднення в процесі сушіння. Наявність щільної сполучної тканини та хрящів також утрудняє виділення вологи при сушінні. Крім того на швидкість сушіння впливає високий вміст жирової тканини в м'ясі, тому що в період випаровування вологи не виключена можливість розплавлення жиру і зменшення у зв'язку з цим вільного перетину пір.

Окислювальні перетворення жирів на стадії зберігання висушеного м'яса можуть значно погіршити його органолептичні показники і знизити поживну цінність. Небажані зміни в результаті накопичення продуктів окисного перетворення жирів можуть бути особливо значними в свинячому м'ясі і м'ясі птиці, в жирах яких міститься велика кількість ненасичених жирних кислот.

Тканинний склад м'яса залежить від виду тварини, віку, породи, статі, вгодованості і різний на різних топографічних ділянках туші. При підготовці м'яса до сушінні природне співвідношення тканин може бути змінено жиловкою, в ході якої виділяють великі включення жирової і сполучної тканин.

Для сушіння найбільш підходящою сировиною є м'ясо молодняку, вміст жиру в якому невелике і сполучна тканина має меншу механічну міцність.

Властивості м'яса визначаються не тільки його тканинним і хімічним складом, але і залежать від глибини автолізу. Розвиток автолитичних процесів у м'ясі супроводжується зміною його консистенції, смаку, аромату і стійкості до дії травних ферментів.

В результаті гліколітичного і амілолітичного розпаду глікогену в м'язовій тканині м'яса накопичуються фосфорні ефіри гексоз і глюкоза. Наявність редукуючих цукрів у м'ясі зумовлює можливість реакцій конденсації амінних і карбонільних груп, які в процесі зберігання сушеної продукції можуть значно змінювати його властивості.

Характер зміни властивостей м'язової тканини в процесі автолізу має загальні закономірності для м'яса різних тварин.

Для отримання м'яса з досить високою вологозвязуючою здатністю і задовільною консистенцією на сушку слід направляти сировину, тривалість автолізу якої при температурі 2 - 4єС повинна становити не менше чотирьох діб.

Властивості м'яса, для сушіння, можуть бути поліпшені шляхом прижиттєвого введення в організм тварини біопрепаратів, які впливають на біохімічні процеси в м'язовій тканині тварини, або шляхом введення в м'ясо перед сушінням речовин, що безпосередньо змінюють стан білків м'яса.

Перспективним в цьому відношенні є прижиттєва адреналізация тварин.

Введення адреналіну тваринам перед забоєм призводить до швидкого розпаду глікогену, внаслідок чого при автолізі м'язової тканини значного накопичення молочної кислоти і редукуючих цукрів не відбувається, при цьому гідрофільність білкових речовин залишається високою.

Знижений вміст редукуючих цукрів у м'ясі адреналізованих тварин значно знижує небажані зміни, що виникають при зберіганні сухого м'яса за рахунок відсутності реакцій конденсації карбонільних і амінних груп [10].

1.2 Характеристика основних етапів та операцій процесу сушіння

Технологічний процес виробництва складається з наступних етапів: підготовки сировини до виробництва, основної стадії (теплова обробка та сушіння) і товарне оформлення сушеної продукції [23].

До підготовки м'ясної сировини входять наступні операції: зачистка мяса, розділення на відруби, обвалювання та жилування. Підготовка овочів до сушіння полягає в очищенні, митті, бланшуванні (за необхідності), нарізанні (у вигляді кільця, пластини, стружка).

Після механічній кулінарній обробці підготовлену сировину рослинного та тваринного походження піддають сушінню. В харчовій промисловості використовується велика кількість різноманітних способів сушіння. Вибір способу залежить від фізико-хімічних, фізичних та органолептичних характеристик сировини та сушеної продукції.

Залежно від природи теплоносія всі види теплового сушіння поділяються на дві групи: природні та штучні.

Однією з актуальних і перспективних в наш час є сушка сировини із застосуванням інфрачервоного випромінювання. Інфрачервоне випромінювання твердих тіл обумовлене збудженням молекул і атомів тіла внаслідок їх теплового руху. При поглинанні інфрачервоного випромінювання тілом в нім збільшується тепловий рух атомів і молекул, що викликає його нагрівання. Перенесення енергії походить від тіла з великим потенціалом перенесення тепла до тіла з меншим потенціалом. Для сировини рослинного та тваринного походження глибина проникнення інфрачервоних променів досягає 6 - 12 м. На цю глибину проникає невелика частина енергії випромінювання, але температура шару, що лежить на відстані 6-7 мм від поверхні сировини, зростає значно інтенсивніше, ніж при нагріванні конвективним способом.

Сушка сировини за даною технологією дозволяє зберегти вміст вітамінів та інших біологічно активних речовин у сушеній продукції на рівні 80-90% від вихідної сировини. Сушіння овочів і м'яса таким способом дає можливість виробництва різноманітних харчових концентратів швидкого приготування: перші, другі, треті страви, закуски, каші, крупи, овочеві порошки. У порівнянні з традиційним сушінням, овочі, оброблені інфрачервоною сушкою після відновлення володіють смаковими якостями, максимально наближеними до свіжих. Крім того, порошки, що пройшли інфрачервону сушку, володіють протизапальними, детоксикаційними та антиоксидантними властивостями. Застосування продуктів, що пройшли інфрачервону сушку, в молочній, кондитерській, хлібопекарській промисловості дає можливість розширити асортимент харчової продукції зі специфічними смаковими властивостями.

Мікрохвильовий метод сушіння заснований на впливі на продукт, що підлягає зневодненю інтенсивного електромагнітного поля надвисоких частот (НВЧ). Під дією НВЧ поля молекули води (диполі) починають здійснювати коливальні і обертальні рухи, орієнтуючись з частотою поля за його електричних лініях. Рух молекул - це і є теплова енергія. Чим більше води в заданому обсязі, чим більше молекул бере участь в цьому русі, тим більше теплової енергії виділяється. Таким чином, розігрів відбувається у всьому обсязі продукту, причому більш вологі ділянки отримують більше енергії. За рахунок цього відбувається видалення вологи, сушка продукту, і, одночасно, - вирівнювання вологості в обсязі продукту. Причому при зниженні вологості сировини процес сушіння продукту не вповільнюється, оскільки механізм теплопровідності не грає тут ключової ролі. Мікрохвильова сушка риби, м'яса, грибів, круп, овочів і фруктів характеризується малим часом і відносно низькою температурою процесу, що стосовно до харчових продуктів обумовлює дуже високу збереженість корисних речовин і вітамінів. Джерелом енергоспоживання генераторів НВЧ енергії є тільки електроенергія, що забезпечує їх виняткову екологічну чистоту. Єдиним обмеженням цього методу є відносно низький (60%) ККД перетворення енергії електричного струму в енергію НВЧ поля в мікрохвильовому обладнанні. Слід зазначити, що під впливом інтенсивного НВЧ поля відбувається практично повне знищення мікрофлори (знезараження продукту), що багаторазово збільшує термін зберігання отриманої сушеної продукції.

Одним з найпоширеніших способів сушіння продуктів в даний час є конвективний спосіб сушіння. Цей спосіб сушіння сировини заснований на передачі тепла за рахунок енергії нагрітого сушильного агента - повітря або парогазової суміші. Сушка сировини при цьому способі відбувається нагрітим газом, повітрям, топковим газами, перегрітою парою та іншими теплоносіями. При цій сушці випаровування вологи відбувається тільки з поверхні, що призводить до появи плівки, що перешкоджає процесу і погіршує якість сушеної продукції: змінюється колір, смак і природний аромат продукту, знижується його відновлююча здатність. Висока температура і висока тривалість сушіння сприяють розвитку окислювальних процесів і призводять до втрат вітамінів і біологічно активних речовин, і не сприяє загибелі первинної мікрофлори [15].

Сублімаційна сушка сировини (також відома як ліофілізація або сублімація) - це видалення вологи з свіжозаморожених продуктів в умовах вакууму.

В даний час цей метод сушіння продуктів є найбільш досконалим, але в той же час і найбільш дорогим. Принцип сублімаційної сушки заснований на тому фізичному факті, що вода може знаходитися тільки в двох агрегатних станах - твердому і газоподібному, перехід води в рідкий стан в таких умовах неможливий. І якщо парціальний тиск водяної пари в навколишньому середовищі нижче ніж парціальний тиск льоду, то лід, що хнаходиться в сировині прямо переводиться в газоподібний стан минаючи рідку фазу.

Процес сублімаційної сушки складається з двох основних етапів: заморожування та сушка продукту і етапу досушування. Перший етап - це заморожування продукту при температурі нижче його точки затвердіння. Другий етап - сублімування, видалення льоду або кристалів розчинника при дуже низькій температурі, тобто безпосередньо сушка продукту. При цьому значний вплив на якість сушеного продукту і на тривалісь сушіння, має етап заморозки. Чим швидше і глибше заморожується продукт, тим менші кристали льоду утворюються в сировині, тим швидше вони випаровуються на другому етапі сушіння продукту і тим вище якість одержуваного продукту. Так як видалення основної маси вологи з об'єктів сушіння відбувається при негативних температурах (-20… -30 градусів Цельсія), а їх досушування здійснюється також при щадному (не вище +40 градусів) температурному режимі, то в результаті досягається висока ступінь збереження всіх найбільш біологічно цінних компонентів вихідної сировини.

У виробництві продуктів харчування сублімацонно-вакуумне сушіння використовується як засіб консервації шляхом заморожування свіжих продуктів і видалення з них рідини, що дозволяє практично повністю, до 95%, зберегти в них поживні речовини, мікроелементи, вітаміни і навіть первинну форму, природний смак, колір і запах тривалий час (від двох до п'яти років) при змінній температурі навколишнього середовища (від -50 до +50 градусів Цельсія) [10].

Акустичний метод сушіння продуктів заснований на впливі на сировину інтенсивних ультразвукових хвиль. Даний процес сушіння носить циклічний характер, хвиля вибиває вологу, що знаходиться на поверхні сировини, потім волога, що залишається рівномірно розподіляється по капілярах і процес повторюється знову. Це відбувається до тих пір, поки продукт не досягне заданої вологості.

При акустичному сушінні волога екстрагується з сировини під дією звуку з відповідними характеристиками. Принципова особливість способу: сушіння продуктів протікає без підвищення температури продуктів. Реалізується «холодна» сушка. Ця обставина знімає всі негативні наслідки, пов'язані з термічним впливом на сухопродукт. Саме тому це єдиний спосіб сушіння, придатний для сушіння термочутливої сировини і сировини, що легко окислюються.

Кондуктивний спосіб сушіння харчових продуктів грунтується на передачі тепла шляхом безпосереднього контакту з поверхнею сушильного обладнання. Для сушіння сировини цей спосіб використовується рідко, тому що не вдається досягти високої якості сушеної продукції [15].

При виробництві сушеної продукції на СТП-сушарках сировина знаходиться в середині спеціального тепломасообмінного модуля - функціональної ємності, в якій площа поверхні на порядок більша масообмінної поверхні. Цей спосіб заснований на створенні умов для активної гідродинамічної та теплової взаємодії агента сушіння з об'єктом сушіння. При цьому, на відміну від традиційного конвективного сушіння, теплоносій не має безпосереднього контакту із поверхнею, що віддає вологу і передає теплоту об'єкту через тверду газонепроникну стінку будь-яким способом. Роль масообмінної поверхні виконують наявні функціональної ємності на поверхні зазори (щілини), розміри й розташування яких на поверхні ФЄ визначаються режимами й видами матеріалу, що зневоднюється. Сушильним агентом являється зволожене повітря.

Вимоги до виробничих приміщень, попередній процес підготовки принципово не відрізняються від перерахованих вище, але простота обслуговування і якість сушеної продукції надають переваги СТП-сушаркам [24].

1.3 Основні напрями удосконалення процесу сушіння

Всесоюзнім науково-дослідним інститутом консервної та овочесушильної промисловості був запатентований спосіб виробництва сушеного м'яса з попередньою обробкою його протеолітичними ферментами. Метою даного винаходу є скорочення тривалості процесу сушки, збільшення ступеня набухання, збереження ніжності і соковитості готового продукту. Після ферментації гідролізат відокремлюють від м'яса і використовують для виробництва делікатесних соусів, а окреме м'ясо варять, подрібнюють і сушать [20].

Спеціалістами Воронежського державного технологічного інституту було знайдено спосіб відновлення сублімаційного м'яса. Суть даного способу полягає у замочуванні сушеного м'яса у сольовому розчині з використанням протеолітичних ферментів.

Спеціалістами було знайдено спосіб відновлення м'яса. Суть методу: м'ясо занурюють у воду з розчиненим крахмалом у концентрації 1-2% [17].

Фахівцями з Інституту теплофізки національної академії наук було розроблено спосіб сушіння м'яса, в ході якого вирішувались такі задачі: введення нових, або зміна існуючих параметрів процесу сушіння, що забезпечить підвищення якості продукту, його біологічну та харчову цінність, збільшення терміну зберігання. Заливання м'яса окропом забезпечує необхідну кількість природної вологи та соковитості вареного м'яса. Гаряча вода сприяє поступовому набуханню сполучної тканини, частина якої гідролізується з утворюванням водорозчинного глютину, завдяки чому м'ясо стає м'яким і соковитим. Завдяки тому, що сушене м'ясо має пористу гігроскопічну структуру, воно швидко відновлюється при додаванні рідини і через 1-3 хвилини після заливання гарячою або холодною рідиною готове до вживання [19].

Ще відомий спосіб виробництва сушеного м'яса, з бесткісткового м'яса, який був запатентований Нгуєн Хиу Зи (Китай). Ключовим місцем у даному винаході є поділ м'яса на волокна або групи волокон і їхнє розпушування тупим, не ріжучим предметом. Саме удари тупим предметом по волокнах м'яса приводять до зміни структури і властивостей м'ясних волокон і дають можливість спеціям проникати глибше у м'ясо, що полегшує процес сушіння. Зовнішній вигляд готової продукції нагадує шерстяну нитку жовтуватого кольору і є характерним для даного способу виготовлення м'яса [21].

У патенті на корисну модель описаний спосіб одержання строганини з м'ясної сировини, що включає в себе: обробку м'яса смако-ароматичними добавками, шляхом масування, з подальшою сушкою і нарізанням [18].

Відомо сублімаційний спосіб сушіння м'яса, що включає заморожування шматків м'яса і занурення їх в рідке тепле середовище, здійснюють перед заморожуванням на глибину 3/4 від висоти шматків. На стадії досушування теплоносій розморожують і до моменту висушування м'яса теплоносій знаходиться в рідкому стані. Тривалість сушки 18 год. [21].

Науковцями з РГАУ - МСХА им. К.А. Тимирязева було проведено низку досліджень поо визначенню оптимальних умов гідратаційних властивостей сушеного м'яса. Ці властивості надавав розчин СаСІ₂ певної концентрації. Хлорид кальцію надає помітний вплив на органолептичні (зокрема смакові) властивості продуктів, тому доцільно розглянути питання про часткову заміну ним куховарській солі [23].

Спеціалістами ВНУЗХ було визначено, що видалення жиру та прожилок з тваринної сировини сприяє підвищенню якості сушеної м'ясної продукції. Під час випаровування вологи жир витоплюється, закупорює пори, що призводить до зниження швидкості сушіння і зменшенню кількості вологи при його регідратації. Крім того окислювальні перетворення жирів (автоокислення) під час зберігання сушеного м'яса значно погіршують органолептичні показники та зменшують харчову цінність продукту [24].

Найбільш поширеним способом сушіння сировини тваринного і рослинного походження є сублімаційна сушка. Відомо сублімаційний спосіб сушки м'яса в шматках, що використовується в харчовій промисловості. Відомий спосіб сушки, при якому продукт, що підлягає сушці, розміщують на деку, заморожують і сушать з підведенням тепла від гріючої полиці субліматора через дно дека [26].

Відомо що мінімальна величина гідратації м'яса має місце при рН 5,0 -5,5. З підвищенням рН рідини вона збільшується. При обробці зневодненого м'яса чистою водою відбувається розбавлення концентрації електролітів, що містяться в м'ясі. Внаслідок цього регідратація зменшується. Тому, регідратацію рекомендується проводити у присутності різних солей. Наприклад, задовільний результат був отриманий при обводненні м'яса розчином, що містить 0,75% триполифосфата і 0,3% хлористого натрію відносно 1:10. Ще застосовувався розчин, що містить 1% хлористого натрію і 0,1-0,15% триполифосфата натрію [14].

ТОВ «Гарант-1» було розроблено технологію виробництва харчового продукту швидкого приготування. Продукт отримують термообробкою, дробленням, формуванням і сушкою до вологості 3-5%. В термооброблене роздроблене м'ясо при температурі 50-100°С вводять структуроутворюючу комплексну добавку, а також смакові добавки. Введення в продукт комплексної добавки сприяє створенню в його структурі додаткових вологопровідних каналів, які забезпечують збільшення пористості структури і підвищення вологопровідності продукту [16].

Приватним підприємцем Рибак М.О. було розроблено технологію виробництва напівфабрикату швидкого приготування. М'ясну сировину подрібнюють, вводять комплексну структуровану добавку (КСД), що включає наступні компоненти: фосфатні добавки, натрій двовуглекислий або двовуглекислий амоній, винну кислоту, гелеутворювачі, сірковмісні амінокислоти, триетилцитрат, дисахариди, що редугують цукри, поверхнево-активні речовини (ПАР), оцтову кислоту, пшеничну муку. Після чого виконують формування, термообробку і сушку до вологості 3-5%, з отриманням напівфабрикату з гігроскопічною і волопоглинаючою структурою [17].

Бирюлевським експериментальним заводом Російської сільськогосподарчої академії наук було розроблено патентне свідоцтво на раціон харчовий «якір» і спосіб його виробництва. Спосіб відноситься до області виробництва продуктів, що не вимагають варіння при вживанні, переважно в екстремальних умовах, наприклад для оснащення рятувальних шлюпок і плотів морських судів. Раціон харчовою заснований на суміші зернобобової субстанції і приправи, додатково містить білковий компонент, гліцерин, полівітамінну суміш і в-каротин (10% розчин). Спосіб дозволяє зробити збалансований раціон для харчування в екстремальних умовах [17].

Відома технологія екструзіонного продукту - сухий сніданок «Новинка», яка містить різні крупи, цукор, молоко сухе, куховарську сіль, крохмаль кукурудзяний, масло рослинне і емульгатор, а додатково в нього вводять з метою зниження вмісту цукру ячмінну солодову муку і муку з ячмінних солодових паростків. Однак така композиція не збалансована в корисних речовинах, особливо при її використанні в дієтичному харчуванні [19].

Відомо також спосіб виробництва стерилізованого порошку гороху, суть якого полягає в тому, що перед закладкою гороха у воду його дроблять в крупу з розміром частинок 1 - 2 мм, потім його вологість доводять до 12 - 16% та екструдують, при цьому отримують підсушений легко спучений продукт, який при кімнатній температурі охолоджують протягом 2-3 годин до стану крихкості і далі розмелюють в млині до надтонкого порошку з розміром частинок 30 - 100 мкм [21].

Відомий спосіб виробництва сушеної шийки креветки, винахід може бути використано для виробництва сушених напівфабрикатів з морепродуктів, наприклад з креветок. Винахід дозволить отримати сушений продукт з пікантним смаком і збільшити термін його зберігання [22].

Ще відомий спосіб виробництва сушеного м'яса з застосуванням варки і подрібнення м'яса перед його висушуванням. Отримане цим способом м'ясо при вживанні потребує додаткове варіння протягом 10-15 хвилин [24].

Це досягається тим, що варка м'яса в процесі здійснення способу ведуть під тиском, наприклад, 2 атм. протягом 20 хвилин [25].

Аналізуючи всі напрямки удоскосконалення процесу сушіння робимо висновки, що в наш час активно займаються цією проблемою.

2. Технологічна частина

2.1 Вибір та обґрунтування асортименту сушеної продукції

Сьогодні, сушена продукція знайшла широке застосування як в харчовій, так і в медичній промисловості. За допомогою сушки виготовляють натуральні вітамінні харчові добавки, сухі овочеві гарніри, суміші для супів, натуральні барвники для харчових продуктів, виготовлення брикетованих овочів та ін.

Асортимент сушеної продукції вибираємо на підставі норм технологічного проектування, з урахуванням перспектив розвитку галузі по забезпеченню населення харчовими продуктами. При виборі асортименту сушеної продукції передбачаємо вироби, які користуються високим купівельним попитом, мають високу рентабельність та високу харчову і біологічну цінність.

Сушене м'ясо - це дуже корисна річ для рибалок, мисливців та любителів туризму, у поході. Важить сушене м'ясо небагато, тобто є компактним, але дуже поживним. Сушене м'ясо можна додавати в супи, каші або навіть просто їсти з хлібом.

Сушена яловичина має натуральні смакові якості продукту і корисні властивості.

Натуральний м'ясний порошок і шматочки відкривають нові можливості у поліпшенні якості продукції на ринку харчових концентратів і значне розширення асортименту наявної продукції.

Використання сушеної продукції дає можливість замінити штучні ароматизатори на натуральне сушене м'ясо і наповнити снековую групу (сухарики, чіпси, кукурудзяні палички і т.д.) натуральним м'ясним смаком і ароматом [24].

Даний продукт дозволяє збагатити концентрати перших і других страв (супів, каш, картопляного пюре, пловів і т. п.), дозволяє створювати нові продукти швидкого приготування на повністю натуральній основі з збереженням всіх наявних поживних речовин, вітамінів, смакових і ароматичних якостей. Сушене м'ясо наповнює натуральним інгредієнтом смакоароматичні приправи і суміші.

Як відомо, м'ясо має високий вміст білку, який має високу енергетичну цінність. Всі ці характеристики дозволяють використовувати сушене м'ясо у харчуванні спортсменів, а також лікувально-профілактичному оздоровчому харчуванні.

Споживання овочів різко коливається й залежить від пори року. Як правило, їх багато у другій половині літа й восени та не вистачає наприкінці зими й ранньої весни. До того ж харчова цінність овочів урожаю попереднього року у весняні місяці значно знижена. Недолік у раціонах харчування овочів узимку й весною є однією із причин зниження загальної опірності організму простудним та інфекційним захворюванням.

Основними напрямами використання сушених овочей у виробництві харчових продуктів є додавання їх у рецептури січених напівфабрикатів, копченостей, також у якості декору або у складі паніровки [25].

Асортимент сушеної продукції наданий в таблиці 2.1

Таблиця 2.1 - Асортимент сушеної продукції

Асортимент	Кількість
	кг	%
Сушене мясо	1500	75
Сушені овочі, в т.ч.:	500	25
цибуля	150	7,5
часник	100	5
морква	150	7,5
петрушка	100	5
Разом	2000	100

2.2 Аналіз та вибір технологічних схем виробництва сушеної продукції

В наш час найпоширенішим методом сушіння сировини рослинного та тваринного походження є конвективний.

В Україні функціонують декілька підприємств з виробництва сушеного м'яса різними способами, проте обсяги їх виробництва і ассортимент готової продукції, що випускається, незначні. В Харківському університеті харчування та торгівлі була розроблена технологія сушеного м'яса [23].

Для виробництва сушеного м'яса, згідно цієї схеми, застосовують охолоджене м'ясо великої рогатої худоби I і II категорії вгодованості.

Згідно з даною функціональною схемою виробництва сушеного м'яса, підготовка сировини до виробництва складається із зачищення, обвалки, жиловки (при цьому видаляють жир, сухожилля, хрящі), нарізання на куски масою 150…500 г. і подальшого промивання м'яса телятини 1 категорії, механічної кулінарної обробки і промивання овочів.

Перша стадія приготування сушеного м'яса передбачає варіння м'яса основним способом або на пару.

Для реалізації технологічної стадії в першому випадку куски м'яса заливають окропом в співвідношенні 1:1,2…1,5, доводимо до кулінарної готовності. У другому випадку ступінь готовності оцінювали за температурою, що досягається усередині шматка м'яса і складає 70-72єС.

Відварене м'ясо охолоджують до температури 15-20єС і подрібнюють на вовчку до розмірів частинок не більше 5-6 мм.

При варінні м'ясної сировини у воду переходить значна кількість екстрактивних речовин, розчинних білків, мінеральних солей тощо. Для підвищення харчової і біологічної цінності кінцевого продукту до подрібненого вареного м'яса перед сушінням додавали бульйон в кількості 20% від маси відварного м'яса.

На стадії термічної обробки підготовлену м'ясну сировину висушують за температури 60-70єС впродовж 80 хвилин. Сушене м'ясо охолоджують до температури 15-20єС.

Виходом основної стадії є сушене м'ясо вологістю не більше 8%, у вигляді розсипчастого фаршу або порошку з дисперсністю 100…200, 70…90 і 40…60 мкм, світло-коричневого кольору і вираженого смаку та аромату відварного сушеного м'яса. Зберігання за температури 15-20 єС можливе протягом 6 місяців.

Принципова технологічна схема виготовлення сушеного мяса представлена на рисунку 2.1 [23].

2.3 Розрахунок сировини, готової продукції, допоміжних матеріалів та тари

Виробництво сушеного м'яса та овочів складає 2000 кг.

Розраховуємо кількість сировини за формулою 2.1 [28].

(2.1)

де Агот - кількість готової продукції, кг;

n - норма виходу готового продукту, % до маси сировини.

Результати зводимо в таблицю 2.2.

Таблиця 2.2 - Розрахунок основної сировини

Продукт	Кількість продукту, т	Норма виходу, %	Кількість сировини, кг	Сировина
Сушене мясо	1,5	54	2800	Варене м ясо
Варене мясо	2,8	62	4500	Жиловане мясо
Жиловане мясо	4,5	71,5	6300	М'ясо на кістках
Цибуля сушена	0,15	54	280	Цибуля чищена, подрібнена
Цибуля чищена, подрібнена	0,28	84	330	Цибуля неочищена
Часник сушений	0,1	54	185	Часник чищений подрібнений
Часник чищений подрібнений	0,185	78	240	Часник нечищений
Морква сушена	0,15	54	280	Морква чищена, подрібнена
Морква чищена, подрібнена	0,28	50	560	Морква нечищена, з ботвою
Петрушка сушена	0,1	54	185	Петрушка очищена подрібнена
Петрушка очищена подрібнена	0,185	75	250	Петрушка неочищена

Кількість допоміжної сировини розраховуємо за формулою 2.1

Дані зводимо в таблицю 2.3

Таблиця 2.3 - Розрахунок допоміжної сировини

Сировина, матеріали	Норма на 250 грам готового продукту, г	Необхідна кількість за зміну, кг
Перець чорний горошок	0,05	560
Лавровий лист	0,02	224
Пакет поліетиленовий		2500 шт

2.4 Підбір та розрахунок кількості одиниць технологічного обладнання

Кількість одиниць обладнання розраховуємо по кількості сировини, що поступає на обробку, з урахуванням режиму роботи обладнання, його продуктивності і одноразового завантаження [16].

Розрахунок кількості одиниць обладнання періодичної дії ведемо по формулі 2.2:

 (2.2)

де А - потужність цеху, т;

- тривалість операції, хв.;

G - одноразове завантаження обладнання, т;

Т - тривалість зміни, год;

t - тривалість перерви (t=1).

Число одиниць обладнання безперервної дії ведемо по формулі 2.3 [16]:

(2.3)

де Q - годинна продуктивність, кг/г.

Продуктивність апаратів періодичної дії визначаємо по формулі 2.4 [16]:

, (2.4)

де q - продуктивність апарату періодичної дії, кг/г;

t - тривалість одного циклу, хв.;

- коефіцієнт завантаження по основній сировині (для котлів = 0,6-0,65);

V - геометричний об'єм чаші (котла), м³;

- щільність подрібнюваного або перемішуваного матеріалу, кг/м³; g - маса одноразового завантаження, кг.

Довжину конвеєрного столу для обвалювання, жилування визначаємо по формулі 2.5 [22]:

, (2.5)

де L - довжина столу, м;

n - число обваловувальників, жилувальників, чол.;

1,5 - відстань між робочими місцями обваловувальників, м;

1,25 - відстань між робочими місцями жиловщиків, м;

2 - коефіцієнт, що враховує роботу з двох сторін столу.

Кількість термокамер визначають по формулі 2.6 [22]:

, (2.6)

де N - кількість камер;

А - кількість продукції, що поступає на обробку в зміну кг;

t - тривалість термічної обробки, г (хв.);

g - маса одноразового завантаження кг;

Т - тривалість зміни (Т=24), г.

Результати зводимо в таблицю 2.4.

Таблиця 2.4 - Розрахунок кількості одиниць технологічного обладнання

Найменування обладнання	Кількість сировини, зміну, тонн	Марка	Продуктивність, кг/год	Кількість	Габаритні розміри
				Розрах.	прийняте
Конвеєрний стіл для обвалювання та жилування	6,3	РЗ-ФЖ-2В	5-22	1	1	3980Ч1715Ч900
Машина для нарізання м ? яса	4,5	Я2-ФИА	800-3400	0,95	1	2190Ч2115Ч1800
Варочний котел	4,5	Г2-ФВА	380	1,7	2	1870Ч1600Ч1350
Вовчок	3,73	МП-82	600	0,9	1	710Ч400Ч600
Сушилка	3,7	СТП	95	5,6	6	1500Ч1400Ч700
Технологічний стіл	2,0	ТС-2	150	1,9	2	2500Ч700Ч 900
Лінія для пакування	2,0	SBi-310	400	0,7	1	1350Ч1800Ч2240

2.5 Розрахунок чисельності працюючих

Підбір і розташування кадрів є основним елементом плану економічного і соціального розвитку будь-якого промислового підприємства. Чисельність робочих визначаємо по питомих нормах трудових витрат, по операційних нормах вироблення, нормативах технологічної і повної трудомісткості.

Чисельність робочих розраховуємо з урахуванням норм змінного вироблення на одного робочого і норм часу по формулі 2.7 [26]:

, чол (2.7)

де A - кількість сировини, що переробляється в зміну, кг;

b - норма вироблення на одного робочого в зміну, кг.

Розрахунок чисельності робочих зводимо в таблицю 2.5.

Таблиця 2.5 - Розрахунок чисельності працюючих

Найменування операції	Норма вироблення на одного робочого в зміну	Кількість сировини, що перероблюється в зміну, тонн	Кількість робочих
			розрахункове	прийняте
Зачищення туш на підвісних шляхах	42,9	8,4	0,2	1
Розборка туш на підвісних шляхах	20,0	8,4	0,42	1
Обвалювання	1,81	8,4	4,7	5
Жилування	1,43	8,4	5,9	6
Підготовка до машинного різання	1,7	6,0	3,6	4
Разом				17

2.6 Розрахунок витрат води та енергоносіїв

Для забезпечення нормальної та безперебійної праці сушильного цеху або відділення необхідно мати певну кількість холодної та гарячої води, пари та електроенергії.

Кількість води, пари, електроенергії та ін. визначаємо за нормами витрат на 1 тону готової продукції.

Розрахунок витрат ведемо за формулою 2.8 [26]:

, (2.8)

де А - продуктивність цеху відділення, тонн готових виробів за зміну;

н - укрупнені норми витрати води, пари та електроенергії на 1т готової продукції.

Дані зводяться у таблицю 2.6

Таблиця 2.6 - Енергетичні витрати на технологічні потреби

Наймену вання	Укрупнені норми витрати на 1т готової продукці.	Кількість витрат
		за зміну	за рік
Вода	24,3м3	340	102000
Світло	614кВт•г	8600	2580000
Сухе повітря	64,75м3	906,5	271950
Холод	660мДж	9240	2772000

2.7 Розрахунок виробничих площ

Площа виробничого така, що на ній можна вільно розташувати необхідне для виробничого процесу обладнання з урахуванням його обслуговування, але без надлишків, які подовжують передавання сировини від одного виду обладнання до другого; дотримуються санітарні норми та можна виробити необхідну кількість продукції. Площу цеху розраховуємо за нормами в залежності від його продуктивності.

Розрахунок виробничих площ ведемо за питомими нормами площі, на одиницю продукції, згідно формули 2.9 [2].

F=A·b, (2.9)

де А - потужність підприємства (т, тис. порцій);

b - норма площі на одиницю продукції, м².

Результати зводимо в таблицю 2.7

Таблиця 2.7 - Розрахунок виробничих площ

Назва приміщень	Норма площі	Площа, кв. м.	Площа, буд. квадратах
Загальні виробничі приміщення
Камера розморожування, накопичування та зачищення туш	11,7	23,4	0,325
Сировинне відділення	24,6	49,2	0,683
Машинно-технологічне відділення	16,6	33,2	0,464
Відділення варки	27,0	54,0	0,75
Експедиція	9,0	18,0	0,25
Виробничі приміщення
Приміщення для миття та зберігання тари	7,8	15,6	0,2
Приміщення для миття інвентарю	4,7	9,4	0,131
Приміщення для заточування ножів	3,0	6,0	0,083
Допоміжні приміщення
Сходи, коридор, санвузли	23,7	46,8	0,65
Складські приміщення
Приміщення для зберігання сушеного м'яса	4,5	9,0	0,125
Приміщення для зберігання пакувальних матеріалів	5,1	10,2	0,142
Загалом		274,8	3,8	4

Для будівництва обираємо кількість одноповерхову будівлю з сіткою колон 6Ч12 м. Кількість будівельних квадратів розраховуємо як частку, отриману при діленні загальної площі будівлі на 72 м².

2.8 Організація технологічного потоку виробництва сушеної продукції

Для виробництва сушеного м'яса використовується напівтуші яловичі або телячі. Сировина, яка потрапляє на виробництво може бути замороженою або охолодженою, тому зберігається в холодильнику при температурі від -10 до -12 єС для замороженої сировини та від 0 до 4 єС - для охолодженої.

Для виробництва сушених овочів використовується сирі цибуля, морква, часник та петрушка які зберігаються в приміщенні для накопичення та зберігання овочів. Овочі чистять, миють в машині для миття, потім подрібнюють в машині для подрібнення до розмірів 5-10 мм.

З холодильника по підвісних шляхах м'ясні напівтуші потрапляють в приміщення для накопичення та розморожування сировини.

З приміщення накопичення сировина потрапляє в сировинне відділення де відбувається обвалювання та жилування напівтуш на конвеєрному столі РЗ-ФЖ-2В. Для виробництва сушеного м'яса відокремлюють такі частини: лопаточну частину, тазостегновий та шийний відруби.

Після обвалювання та жилування сировину перевозять у візках в машинно-технологічне відділення, де відбувається подрібнення на шматки масою 250-400 грам в машині для нарізання м'яса Я2-ФИА.

Далі подрібнене великими шматками м'ясо перевозять у візках до відділення варіння. У варочних котлах Г2-ФВА сировина вариться при температурі. Зварене м'ясо далі подрібнюють на вовчку до розмірів 1-5 мм.

Подрібнені овочі перевозять одразу в сушильне відділення.

Відварене та подрібнене м'ясо потрапляє у відділення де відбувається сушіння в сушилках за температури 60-70 єС впродовж. Потім сушену продукцію охолоджують до температури 15-20 єС на технологічному столі і пакують в полієтилонову тару на лінії для пакування SBi-310. Реалізація здійснюється через експедицію.

2.9 Забезпечення якості та управління процесом виробництва сушеної продукції

З моменту надходження сировини рослинного і тваринного походження до цеху і до відвантаження сушеної продукції, на підприємстві ведуть постійний і систематичний контроль.

Кожну партію сировини, що надходить контролюють на відповідність її вимогам чинного стандарту. Техно-хімічний аналіз при прийманні та переробці сировини проводить лаборант-приймальник. Оранолептично він встановлює наявність стороннього запаху чи смаку, слідів отрутохімікатів на поверхні овочів. При прийманні сировини приймальник перевіряє документацію, яка супроводжує кожну партію сировини, і встановлює черговість переробки. Співробітники лабораторії в кожній партії сировини визначають встановленими стандартом методами такі показники: вміст сухих речовин у сировині і забрудненість овочів.

При підготовці сировини до сушіння контролюються процеси розморожування, обвалки і жиловки м'ясної сировини, а при митті сировини рослинного походження контролюють рівномірність завантаження сировини в мийну машину і подачу в неї води. Контроль здійснює майстер цеху.

При подрібненні сировини як рослинного так і тваринного походження проводиться контроль рівномірності завантаження машини, рівномірність різання, товщину шматочків овочів. Цеховий лаборант 2-3 рази за зміну перевіряє температуру і тривалість варіння, стан м'ясної сировини після обробки. Для кожної партії сировини залежно від розмірів і початкового вмісту сухих речовин майстер прогнозує тривалість сушіння і інтервал завантажень сушарок. Лаборант контролює вихід готової продукції порівнюючи фактичну масу готового продукту з теоретичним виходом.

При фасуванні в тару відповідно до вимог стандарту співробітники лабораторії перевіряють стан тари і тарні матеріали. Лаборант цеху стежить і перевіряє правильність дозування, масу нетто однієї одиниці дозованої продукції, а також герметичність заварювання швів в пакетах [15].

Якщо безпека харчових продуктів забезпечується не адекватно і не контролюється, існують ризики того, що деякі дії можуть виконуватися неправильно. Витрати підприємств на ліквідацію наслідків невірних дій можуть бути дуже істотними. За допомогою супутніх програм НАССР контролюються і забезпечуються виробничі умови, що створюють основу для безпеки продукції

HACCP - (Hazard Analysis and Critical Control Point - аналіз ризиків і критичні контрольні точки) - система забезпечення безпеки харчових продуктів

В Україні прийнято державний стандарт ДСТУ 4161-2003 Системи Управління безпечністю харчовим продуктів. Вимоги, який реалізує вимоги Директиви ЄС 93/43 і Codex Alimentarius Food Hygiene Basic Texts.

Концепція НАССР передбачає систематичну ідентифікацію, оцінку і управління небезпечними чинниками, які суттєво впливають на безпеку продукції. Вона орієнтує персонал на системне визначення і виконання запобіжних заходів. Система управління безпекою харчових продуктів базується на 7 принципах: проведення аналізу небезпечних чинників, визначення критичних точок та меж етапів, розробка системи моніторингу та коригувальних дій, розробка процедур перевірки та документування всіх процедур і даних.

Размещено на Allbest.ru

...