Малкина В.Д., Касаткина Г.Д. Общая технология пищевых производств

Подождите немного. Документ загружается.

6. Морфологические изменения зерна при проращивании?

7. Биохимические изменения зерна при проращивании?

8. Чем отличаются режимы сушки белого и красного солода?

9. Какой показатель качества солода является главным?

10.Какой вид солода применяется при производстве хле6обулочных изделий?

Тесты по теме 4

1. Процесс, обеспечивающий размягчение зерна

а - гидролиз белков; б - гидролиз липидов; в - гидролиз гемицеллюлоз;

г - гидролиз крахмала.

2.Вид солода, применяемый в качестве вкусовой добавки при производстве

специальных сортов хлеба

а –ржаной ферментированный; б – ржаной неферментированный;

в –ячменный темный; г – ячменный светлый.

3. Белый солод используют в хлебопекарном производстве как источник

активных_________

4. При производстве концентрата квасного сусла используют ______солод

5. Процесс искусственного проращивания зерна называется ____________

6. Для получения солода используют зерновые культуры_________и_______

7. Амилолитическая способность солода (АС) – это способность ферментов

солода гидролизовать крахмал до ______и___________

8. При проращивании зерна происходят __________ и ________________

2 изменения зерна

9. Влажность замоченного зерна при производстве неферментированного

солода (%):

1 30-35

2 40-42

3 28-30

4 45-50

5 42-48

10. В хлебопекарном производстве солод используют как:

1 источник белков

2 источник витаминов

3 источник ферментов

4 вкусовая и ароматическая добавка

5 источник минеральных веществ

11. Процессы, вызывающие увеличение активности ферментов зерна при

проращивании:

1 увеличение содержания водорода в зерновой массе

2 увеличение кислотности зерна

3 увеличение влажности зерна

4 увеличение температуры проращивания зерна

5 увеличение содержания кислорода в зерновой массе

12. Оптимальная температура для замачивания зерна,

1 12-14

2 30-35

3 40-50

4 35-40

5 70-73

13. Название фаз сушки солода:

1 термическая

2 физиологическая

3 ферментативная

4 биологическая

5 химическая

14. Оптимальная температура проращивания зерна,

1 30-40

2 13-18

3 20-25

4 25-30

5 6-10

Таблица 4 - Эталоны ответов на тесты по теме 4

№ теста Ответ

1 в

2 а

3 ферментов

4 ржаной

5 солодоращение

6 Ячмень и рожь

7 Мальтозы и декстринов

8 Морфологические и биохимические

9 2

10 3,4

11 3,4,5

12 1

13 2,3,5

14 2

Тема 5. Производство сахара

Сахарная промышленность страны объединяет свеклосахарное и

сахарорафинадное производства. Сырьем для производства сахара-песка и

сахара-рафинада в нашей стране является свекла сахарная. С 1955 года

промышленность перерабатывает сахар-сырец, получаемый путем переработки

сока стеблей сахарного тростника.

Свеклосахарное производство сезонное, длительность составляет 100 –

130 суток (сентябрь, январь), вырабатывает сахар-песок.

Сахарорафинадное производство работает круглый год, перерабатывает

сахар-песок или сахар-сырец и выпускает сахарорафинадный песок, сахар-

рафинад и жидкий сахар.

При производстве основных продуктов сахара-песка и сахара-рафинада

образуются отходы: свекловичная ботва, часть свекловичного корня – хвостики

и вторичные продукты: свекловичный жом, патока-меласса, фильтрационный

осадок – дефекат.

Дефекат используется как известковое удобрение, меласса является

сахаросодержащим сырьем для производства этилового спирта, хлебопекарных

дрожжей, лимонной кислоты и другой продукции

5.1 Характеристка сырья для производства сахара-песка

Наиболее распространенным сахаром в природе является сахароза.

Наибольшее количество сахарозы содержится в сахарном тростнике и сахарной

свекле. Сахароза обладает чисто сладким вкусом, высокой энергетической

ценностью (16000 Дж/кг), полностью усваивается организмом человека.

Сахарная свекла (Beta vulgaris) – двухлетнее засухоустойчивое растение,

принадлежащие к ботаническому семейству маревых.

В первый год из семян образуются корни богатые сахаром. Химический

состав корнеплода сахарной свеклы зависит от сорта свеклы, условий ее

выращивания и хранения.

Сахароза в корнеплодах образуется путем синтеза углеводов глюкозы и

фруктозы. На первом этапе из диоксида углерода и воды образуются

моносахариды:

6CO

+ 6H

O = C

+ 6O

Затем моносахариды (глюкоза и фруктоза), под действием имеющихся в

растении ферментов, превращаются в дисахарид сахарозу:

+ C

= C

+ H

Цель свеклосахарного производства – извлечь из свеклы сахарозу.

Сахароза растворена в клеточном соке свеклы.

Химический состав корня свеклы, %

Вода 75,0

Сахароза 17,5

Безазотистые органические соединения 3,4

Азотистые органические соединения 1,2

Клетчатка 0,6

Нерастворимые в воде вещества (клетчатка) не перейдут в

раствор(диффузионный сок), другие вещества растворимые в воде полностью

или частично вместе с сахарозой перейдут в раствор в виде так называемых

несахаров, хотя среди них имеются и сахара: инвертный сахар, раффиноза.

Среди несахаров различают несахара вредные и невредные. К последним

относятся те, которые легко удаляются из сока осаждением при помощи

извести и последующей фильтрации.

Вредными являются те, которые не могут быть удалены из диффузионного сока

и сопровождают сахарозу через все производственные операции. Эти вещества

осложняют производственный процесс, связанный с выделением сахарозы из

сока. Большинство их являются антикристаллизаторами. Поэтому некоторое

количество сахарозы остается в растворенном состоянии и переходит в патоку.

Другие несахара вызывают потемнение диффузионного сока, что может

вызвать потемнение сахарного песка. Поэтому освобождение диффузионного

сока от несахаров является важнейшей задачей сахарного производства.

Несахара подразделяют на 3 группы: безазотистые органические

соединения, азотистые органические вещества,зольные элементы.

Безазотистые органические соединения – инвертный сахар, раффиноза,

пектиновые вещества, органические кислоты и пр. Почти все они являются

вредными, кроме органических кислот, которые при обработке известью дают

нерастворимые соли, удаляемые при фильтрации.

Особенно вредным является инвертный сахар (до0,15%). При обработке

известью глюкоза и фруктоза разлагаются с образованием ряда веществ, часть

которых имеет темную окраску. Но и неразложившиеся монозы могут вступать

в реакцию с аминокислотами сока с образованием темноокрашенных продуктов

меланоидинов ( при 85С

). Окрашивание сока может происходить также в

результате окисления пирокатехина и тирозина.

В свекле содержится также глюкозид сапонин(0,2%), нерастворимый в воде, но

переходящий в коллоидный раствор после обработки сока известью. Являясь

ПАВ, сапонин вызывает образование стойкой пены в диффузионном соке, что

осложняет работу.

Азотистые органические вещества – белки (0,7%) при обработке известью и

под действием высоких температур коагулируют и удаляются при фильтрации,

и являются невредными. Другие соединения азота (аминокислоты и др.) при

очистке сока не удаляются, поэтому их относят к вредным несахарам.

Безазотистые органические соединения – инвертный сахар, раффиноза,

пектиновые вещества, органические кислоты, т.к. затрудняют кристаллизацию

сахарозы, чем способствуют ее переходу в патоку, т.е. увеличивают потери

сахарозы.

Важным показателем является чистота сока, под которой понимают

процентное отношение сахарозы к сухим веществам свеклы. Степень чистоты

сока называется его доброкачественностью. Чем меньше в соке содержится

несахаров, тем выше его доброкачественность. Для свежего отжатого

свекловичного сока доброкачественность составляет примерно 87%. В процессе

очистки от несахаров доброкачественность сока повышается до 90 – 92%,

чистый белый сахар имеет доброкачественность равную 100%.

После уборки сахарной свеклы до времени ее переработки свеклу

укладывают в кагаты (бураты) на полях, укрывают соломенными или

пленочными материалами. Температура хранения свеклы 1 – 4ºС для

замедления физиологических процессов при хранении.

Основной процесс – дыхание, для которого необходимы сухие вещества и

прежде всего сахара. Даже при благоприятных условиях хранения есть потери

сухих веществ – 0,015% от массы свеклы в сутки.

При хранении в течение 40 суток потери составляют приблизительно 1%

от массы свеклы. В целом при хранении и транспортировании свеклы потери

сухих веществ составляют 3 - 4%.

Тростниковый сахар–сырец получают из тропических или субтропических

районов.

Сахар-сырец – это продукт переработки сока, полученного из сахарного

тростника. Сахар-сырец содержит влаги в количестве 0,5 – 0,8%, сахарозы не

менее 97 – 98%, доброкачественность – 98 – 99%. Сахар-сырец содержит до 1%

инвертного сахара, цвет сахара-сырца светло-кремовый.

Тростник содержит влаги 73 – 74%, сухих веществ 26 – 27%, из них

сахарозы 14 – 15%, клетчатки 6%, редуцирующих сахаров до 1%.

Для получения сахара-сырца из тростника выжимают сок, обрабатывают

его известью и сернистым газом, отфильтровывают и затем выпаривают. После

этих операций сок уваривают до образования кристаллов сахарозы и на

центрифугах получают сахар-сырец. Выход сахара из тростника составляет 8 -

12%.

5.2 Технологическая схема получения сахара-песка

На всех сахарных заводах России принята единая технологическая схема

получения сахара-песка из сахарной свеклыПолучение свекловичной стружки

производят на резальных машинах (дисковые горизонтальные и

цилиндрические с вставленными ножевыми рамами). Длинна 100 г стружки

должна быть 10 – 12 м.

Получение свекловичного сока можно проводить путем прессования

стружки и с применением диффузионного способа. Прессовым способом

извлекается 70 – 80% сока. Диффузионный способ позволяет сократить затраты

и в более полном количестве выделить сахар. Под явлением диффузии

понимают способность смешивающихся между собой различных веществ

самопроизвольно проникать друг в друга, до образования однородной смеси.

Технологическая сущность получения диффузионного сока заключается в

следующем. Ткань свекловичного корня состоит из клеток, содержащих сок, в

которых растворены сахара и несахара. Задача свекловичного производства

извлечь сахара, а именно сахарозу. Но клетка окружена протоплазменным

слоем, который состоит преимущественно из белков. Через этот слой из клетки

проходит только вода, а не сахар и другие вещества. Чтобы произошла

диффузия сока через стенки клеток нужно разрушить протоплазменный слой.

Это достигается обработкой свекловичных клеток водой температурой 60ºС и

выше. На практике обработка стружки горячей водой осуществляется в

диффузионных аппаратах периодического и непрерывного действия.

Получили распространение колонные диффузионные аппараты (КДА).

Аппарат состоит из ошпаривателя, где стружку подогревают, и вертикальной

колонны (собственно диффузора). В аппаратах такого типа навстречу

свекловичной стружке противоточно движется сок, в конце аппарата – в

верхней его части обессахаренная стружка встречается с чистой горячей водой,

которая омывает стружку. После обессахаривания стружки она имеет вид

отжатой массы и называется жом. Продвижение стружки в верхнюю часть

диффузионного аппарата производится вращающимся валом с лопастями.

Диффузионный способ извлечения сока – это непрерывное обессахаривание

свекловичной стружки сначала соком (предыдущего извлечения), концентрация

которого постепенно снижается, и к концу процесса стружка омывается

горячей водой. Продолжительность операции 80 – 100 мин.

Получают диффузионный сок, который содержит 83% влаги и 17% сухих

веществ, из них 15% сахароза и 2% несахара. Из полученного сока необходимо

удалить несахара, что осуществляется химическими способами. Несахара

задерживают кристаллизацию сахарозы, увеличивая потери сахара с конечным

продуктом – мелассой. Чтобы избавиться от несахаров проводят очистку сока

известью - дефекацию с последующим удалением ее избытка диоксидом

углерода - сатурация.

Дефекация диффузионного сока – это обработка сока известью, которая

проводится в два этапа: предварительная дефекция и основная дефекция. На

преддефекции к массе свеклы добавляют 0,2 – 0,3% CaO, на основной 2,5 – 3%

CaO, при этом pH сока повышается до 12,2 – 12,3.

Назначение операции – известь с несахарами дает осадок. Происходит

коагуляция коллоидных веществ, нейтрализация и осаждение кальциевых солей

ряда кислот (лимонной, оксилимонной, яблочной и др.). Продолжительность

20 – 30 мин, температура сока: при проведении холодной преддефекции 50ºС,

теплой – 50 – 60 ºС, горячей – 85 – 90 ºС.

Основную дефекацию проводят сразу после преддефекации. Основные

процессы при второй дефекации: разложение несахаров сока, омыление жиров,

осаждение анионов кислот, создание избытка извести (для дальнейшего

достаточного количества CaCO3, образующего при сатурации)

продолжительность операции 10 – 30 мин.

Сатурация диффузионного сока. Под сатурацией понимают обработку

сока сатурационным газом, содержащим 30 – 34% диоксида углерода.

Сатурацию проводят в две стадии (I и II сатурации) с промежуточным

отделением осадка несахаров. Чтобы предотвратить обратный переход в

раствор несахаров, которые выпали в осадок на стадиях дефекации, I

сатурацию заканчивают при наличии в растворе небольшого избытка извести,

как и на преддефекации (0,2 – 0,3% CaO), pH сока поддерживается на уровне

10,8 – 11,6. Сатурацию горячего сока (80 – 85 ºС) с целью перевода извести в

нерастворимое состояние CaCO3.

CaO + CO

→ CaCO

(известняк).CaCO3 является хорошим адсорбентом,

адсорбирует нерастворимые в воде сахара и красящие вещества.

После I сатурации сок фильтруют (используют вакуум-фильтры или

фильтры-сгустители) и направляют на II сатурацию. Она проводиться с целью

снижения в соке содержания растворимых солей кальция, так как неполное их

удаление приводит к образованию накипи в теплообменных аппаратах и

увеличивают потери сахарозы. Продолжительность II сатурации 10 мин при

85 – 92 ºС.

Затем сок фильтруют с применением дисковых фильтров под избыточным

давлением 0,15 – 0,20 МПа.

Сульфитация диффузионного сока проводится для снижения цветности и

щелочности. Сок обрабатывают диоксидом серы. Сульфитационный газ

содержит 10 – 15% диоксида серы. Осветляющие действие SO2 заключается в

образовании сернистой кислоты, которая является хорошим восстановителем:

+ H 2O → H

Сернистая кислота и ее соли блокируют карбонильные группы

моносахаридов и продуктов их распада, тем самым предотвращая образование

красящих веществ в соке. Сернистая кислота снижает щелочность сока за счет

перехода карбоната калия в нейтральный сульфит.

+ H

→ K

+ H

O + CO

Очищенный сок содержит (%): 12 – 14 сухих веществ, из них 10 – 12

сахарозы, 0,5 – 0,7 азотистых веществ, 0,4 – 0,5 безазотистых органических

веществ, 0,5 золы. Чистота сока 86 – 92%.

Сгущение сока выпариванием ведут в два этапа: сначала сгущают до

содержания сухих веществ 65%, затем после очистки сгущают до содержания

сухих веществ 92,5 – 93,5%.

Первый этап сгущения проводят на выпарной установке и получают сироп.

Очищенный сироп, содержащий 60 – 65% сухих веществ, поступает на

уваривание.

Варка утфелей и получение кристаллического сахара. Чтобы выделить из

сиропа чистую сахарозу, кристаллизацию проводят в кипящих пересыщенных

растворах в вакуум-аппаратах при низкой температуре. Чтобы извлечь сахар в

максимальном количестве кристаллизацию сахарозы ведут многократно (как

правило, проводят три кристаллизации). Продукт, полученный после

уваривания сока называется утфелем. Он содержит 7,5 – 8% воды, 92 – 92,5%

сухих веществ и около 55% выкристаллизовавшегося сахара. Процесс

уваривания в вакуум-аппарате разделяют на 4 этапа: получение пересыщенного

раствора – сгущение сиропа; заводка кристаллов сахара – образование

кристаллов; наращивание кристаллов сахара; окончательное сгущение утфеля и

спуск из вакуум-аппарата утфеля. Готовый утфель I кристаллизации (утфель I)

направляют на центрифуги для отделения кристаллов сахарозы и оттеков.

Кристаллы пробеливают артезианской водой (70 - 95 ºС).

Сахар-песок, вышедший из центрифуги, содержит влаги 0,8 – 1%; его

высушивают горячим воздухом до содержания влаги 0,14% и затем охлаждают.

Оттеки, полученные при центрифугировании утфеля I направляют в

вакуум-аппараты на уваривание и получение утфеля II от кристаллизации

(утфель II). Уваривание ведут до содержания сухих веществ 93%. При

центрифугировании утфеля II отбирают два оттека и кристаллы сахарозы.

Пробеливание кристаллов ведут также горячей водой и доводят их до

необходимой влажности.

Оттеки, полученные при центрифугировании утфеля II направляют на

уваривание и получение утфеля III с содержанием сухих веществ в нем 93,5 –

94%. В этом случае утфель центрифугируют без пробеливания сахара водой.

Получают один оттек – мелассу, которую направляют в емкости для хранения.

Меласса – густая жидкость темно-коричневого цвета с острым запахом и

неприятным вкусом, содержит 76 – 85% сухих веществ, из них 46 – 51%

сахарозы. Чистота массы 56 – 62%, величина pH 6 – 8. В состав несахаров

входят (%): редуцирующие сахара 0,5 – 25; раффиноза 0,6 – 1,4; общий азот

1,5 – 2; молочная кислота 4 – 6; уксусная, муравьиная кислоты 0,2 – 0,5;

красящие вещества и зольные элементы 6 – 11.

Сахар III-ей кристаллизации для повышения чистоты направляют в

аффинатор, где смешивают с первым оттеком утфеля I, который разбавляют

очищенным соком до 74 – 76% сухих веществ, и получают аффинационный

утфель. Этот утфель центрифугируют. Полученный сахар вместе с сахаром

II-ой кристаллизации направляют в клеровочный аппарат и растворяют

(клеруют) в соке II-ой сатурации до содержания сухих веществ 65 – 70%, затем

смешивают с сиропом из выпарной установки и направляют на сульфитацию.

Трехкристаллизационная схема продуктового отделения позволяет

максимально выделить сахарозу из перерабатываемого сырья.

Вопросы для самоконтроля по теме 5

1. Назовите состав сахарной свеклы.

2. Что такое доброкачественность (чистота) диффузионного сока?

Производственное значение этого показателя.

3. Как осуществляется процесс диффузии сахарозы на современных

свеклосахарных заводах?

4. Какие операции включает в себя очистка сока и каково их назначение?

5. В чем заключается сущность уваривания утфеля? Из каких стадий

состоит этот процесс?

6. Меласса, ее состав и использование?

7. Особенности получения сахара из тростникового сахара-сырца.

8. Какова цель операции дефекации диффузионного сока?

9. Какова цель операции сатурации диффузионного сока?

10.Какова цель операции сульфитации диффузионногосока?

Тесты по теме 5

1. Потемнение диффузионного сока обусловлено образованием __________- в

результате реакции между неразложившимися монозами и аминокислотами

2. Поверхностно-активное вещество ________ вызывает образование в

диффузионном соке стойкой пены, что осложняет очистку диффузионного сока

3. Выход сахара из тростника составляет ___________%

4. Отход свеклосахарного производства меласса содержит_______%сахарозы

5. Дефекация – технологическая операция очистка диффузионного сока

известью от ______________

6. Сульфитация – обработка фильтрованного диффузионного сока диоксидом

серы для снижения его _________и____________

7. Продукт, состоящий из смеси кристаллов сахарозы и сиропа,

называют___________

8. Безазотистые органические соединения, содержащиеся в диффузионном соке

1 белки

2 пектиновые вещества

3 аминокислоты

4 инвертный сахар

5 органические кислоты

9. Вещества диффузионного сока, препятствующие кристаллизации сахарозы

1 инвертный

2 сахар

3 органические кислоты

4 раффиноза

5 аминокислоты

6 пектиновые вещества

7 белки

10. Процессы, происходящие при дефекации диффузионного сока

1 нейтрализация и осаждение кислот в виде кальциевых солей

2 снижение концентрации извести и растворимых солей кальция

3 коагуляция коллоидных веществ

4 обесцвечивание диффузионного сока

5 снижение щелочности диффузионного сока

6 создание избытка извести

11. Процессы, происходящие при сатурации диффузионного сока

1 нейтрализация и осаждение кислот в виде кальциевых солей

2 снижение концентрации извести и растворимых солей кальция

3 коагуляция коллоидных веществ

4 обесцвечивание диффузионного сока

5 снижение щелочности диффузионного сока

6 отделение осадка несахаров

12. Процессы, происходящие при сульфитации диффузионного сока

1 нейтрализация и осаждение кислот в виде кальциевых солей

2 снижение концентрации извести и растворимых солей кальция

3 коагуляция коллоидных веществ

4 обесцвечивание сока

5 отделение осадка несахаров

6 снижение щелочности сока

13. Химическое соединение, применяемое при дефекации диффузионного сока

1 диоксид углерода

2 окись кальция

3 диоксид серы

4 сернокислый аммоний

5 двууглекислый кальций

14. Химическое соединение, применяемое при сульфитации диффузионного

сока

1 диоксид углерода

2 окись кальция

3 диоксид серы

4 сернокислый аммоний

5 двууглекислый кальций

15. Технологическая операция свеклосахарного производства, обеспечивающая

перевод несахаров диффузионного сока в осадок

1 основная дефекация

2 II сатурация

3 I сатурация

4 сульфитация

5 предварительная дефекация

16. Технологическая операция свеклосахарного производства, обеспечивающая

обесцвечивание диффузионного сока

1 основная дефекация

2 II сатурация

3 I сатурация

4 сульфитация

5 предварительная дефекация

17. Технологическая операция свеклосахарного производства, обеспечивающая

нейтрализацию и осаждение кислот в виде кальциевых солей в диффузионном

соке

1 основная дефекация

2 II сатурация

3 I сатурация

4 сульфитация

5 предварительная дефекация

Таблица 5 - Эталоны ответов на тесты по теме 5

№ теста Ответ

1 Меланоидинов

2 сапонин

3 8-12

4 46-51

5 несахаров

6 Цветности и щелочности

7 утфелем

8 2.4,5

9 1,4,6