Файл: Конспект лекций для студентов дневного и заочного отделений направлений подготовки 240700.pdf

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?

34
По характеру воздействия на продукт технологическое оборудование делится на машины и аппараты. Машина – устройство, выполняющее ме- ханические движения для преобразования энергии, материалов или ин- формации с целью замены или облегчения физического и умственного труда человека. Аппарат – технологическое оборудование с рабочей ка- мерой для проведения тепловых, химических, физико-химических, мик- робиологических и биохимических процессов.
Технологическое оборудование на предприятиях пищевой промыш- ленности объединено в поточные линии. Поточной линией называют со- вокупность специализированных технологических машин, расположен- ных в соответствии с определённым технологическим процессом и свя- занных между собой транспортными устройствами. Поточные линии классифицируют: по виду связей между машинами и аппаратами; по сте- пени механизации и автоматизации; по структуре потока; по компоновке.
Оборудование поточных линий делят на основное (для проведения процессов в соответствии с технологическим регламентом) и вспомога- тельное (для транспортировки и хранения сырья, полуфабрикатов и гото- вых продуктов). Различают оборудование общетехнического (насосы,
ёмкости, транспортёры, фасовочно-упаковочные автоматы и т.д.) и спе- циализированного назначения (куттеры, вирпулы, тянульные машины, глазиро-вочные агрегаты и т.д.).
Оптимально построенная машина (аппарат) должна удовлетворять эксплуатационным, конструктивным, эргономическим, экономическим и экологическим требованиям.
Эксплуатационные требования включают:
1. Соответствие аппарата целевому назначению, т.е. создание усло- вий, оптимальных для проведения процесса (давления, скорости движения и перемешивания и т.д.). В качестве примера на рис. 3 приведены две различ- ные конструкции аппарата для приготовления сиропа из сахара, патоки и воды. Аппарат со сферическим днищем и мешалкой якорного типа (рис. 3, б)
обеспечивает более благоприятные условия протекания технологического процесса по сравнению с аппаратом с плоским днищем и мешалкой (рис. 3, а), так как предотвращает образование осадка и пригорание его на днище.
а) б)
Рис. 3. Конструкции аппаратов для приготовления сиропа
Конденсат
Конденсат

35
2.Высокую удельную производительность аппарата. Интенсифика- ция технологических процессов может быть достигнута заменой периоди- ческих процессов непрерывными, увеличением скорости движения рабо- чих органов, увеличением перепадов давления и т.д.
3. Коррозионную устойчивость материала аппарата, что необходимо как для увеличения срока его эксплуатации, так и недопущения загрязне- ния продуктами коррозии пищевых масс.
4. Малый расход энергии. Чем меньше расход энергии на единицу производимой продукции, тем лучшим считается аппарат при прочих равных технических характеристиках.
5. Надёжность оборудования, т.е. способность выполнять заданные функции, сохранять свои эксплуатационные показатели в заданных пре- делах в течение требуемого промежутка времени. Обуславливается безот- казностью, ремонтопригодностью и долговечностью аппарата.
6. Удобство монтажа, эксплуатации и ремонта. Конструкция аппара- та должна обеспечивать возможность рационального проведения этих операций.
Конструктивные требования включают:
1) стандартность и взаимозаменяемость деталей;
2) минимальную массу аппарата (достигается за счёт выбора опти- мальных размеров аппарата и т.д.);
3) технологичность конструкции, т.е. возможность её изготовления с наименьшими затратами;
4) удобство сборки, транспортировки; монтажа (цельнометалличе- ская колонна и колонна из царг);
Оборудование должно отвечать эргономическим требованиям и тре- бованиям техники безопасности. Эргономика – это наука, нацеленная на обеспечение оптимального взаимодействия в системе человек – техника.
К этой группе требований относятся: удобство и безопасность аппаратов для обслуживающего персонала (возможность дистанционного управле- ния, герметичность, автоматизация и механизация вспомогательных опе- раций и т.д.); санитарно-гигиенические условия (оптимальная форма обо- рудования, позволяющая осуществить его мойку, стерилизацию и т.д.).
Экономические требования включают:
1) минимальную стоимость проектирования аппарата;
2) минимальную стоимость изготовления аппарата;
3) минимальную стоимость эксплуатации аппарата;
4) минимальную себестоимость готовой продукции.
Экологические требования направлены на минимизацию негативных воздействий на окружающую среду при изготовлении, эксплуатации и утилизации оборудования, т.е. минимизации техногенного влияния на биосферу на всех этапах жизненного цикла изделия.
Рассмотрим эволюцию некоторых видов машин и аппаратов для ме- ханических, гидродинамических, тепловых и массообменных процессов в отдельных отраслях пищевой промышленности.

36
5.2. ЭВОЛЮЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ И
ГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
Техника переработки зерна от момента зарождения до создания со- временных мукомольных заводов прошла долгий и сложный путь разви- тия. Первыми типами орудий для измельчения зерна были орудия ударно- го действия – ступа и пест. Позднее человек научился дробить зерно более эффективным способом – растиранием между двух камней путём прямо- линейно-возвратного движения одного камня по другому. Следующим, весьма важным этапом развития, явился период использования зернотё- рок, но уже с вращательным движением верхнего камня. Этим было по- ложено начало существованию жернового постава, который в измененном и усовершенствованном виде сохранился до наших дней. Дальнейшее совершенствование жёрнова проводилось в направлении увеличения его размеров (производительности) и применения в качестве двигательной силы: животных, ветряных и водяных мельниц. Изобретение паровой ма- шины позволило значительно увеличить мощность мукомольного произ- водства и дало толчок к совершенствованию существующих и созданию новых конструкций, улучшающих помол.
Первые попытки создать новую, отличную по принципу действия от жёрнова, измельчающую машину были сделаны в 1822 г. механиком
Миллером. В 1834 г. швейцарский инженер Зульцбергер успешно усо- вершенствовал конструкцию вальцового станка, в частности, предложил применять чугунные вальцы. Именно с этого времени вальцовый станок начинает вытеснять жернова. Главными рабочими органами вальцовых станков являются полые цилиндрические чугунные валки, которые вра- щаются друг навстречу другу с разными скоростями. В настоящее время помол зерна осуществляется на драных (вальцы рифленые и дробят зерно в крупку) и размольных (вальцы гладкие и превращают крупку в муку) системах. Схемы оборудования для измельчения приведены на рис. 4.
Первый в мире опыт машинного замеса хлебопекарного теста был проведён в 1760 г. В 1796 г. французский булочник Ламберт изобрел ме- сильную машину, которая была первой, практически использовавшейся для замеса теста: «...Аппарат для замешивания муки в тесто состоит из чана, который вращается механическим приводом – зубчатыми колесами, получающими свое движение от паровой машины. В этот чан заваливает- ся мука и замешивается теплой водою... Для смешивания муки с водою служит мешалка. Ее рогулька входит в месильный чан, который во время мески вращается, в то же время вращается и рогулька. Этим достигается полное превращение муки в тесто».
Конструктивные схемы некоторых типов тестомесильных машин, которые в настоящее время используются на хлебопекарных предприятиях, мало чем отличаются от описанной выше машины. Для них характерно