Теоретичні основи періодичного метода виробництва майонезу

РЕФЕРАТ

Звіт про КП: стор., рис., табл., додатків., джерел інформації

Ключові слова: МАЙОНЕЗ, ЯЄЧНИЙ ПОРОШОК, СУХЕ МОЛОКО, СХЕМА ТЕХНОЛОГІЧНА, ПЕРІОДИЧНИЙ МЕТОД, ЗМІШУВАЧ, ВОДЯНИЙ БАК, НАСОС ЕМУЛЬСАТОР, СОЛЕРОЗЧИНУВАЧ, ГОМОГЕНІЗАТОР, РОЗРАХУНОК МАТЕРІАЛЬНОГО БАЛАНСУ, РОЗРАХУНОК ТЕПЛОВОГО БАЛАНСУ, РОЗРАХУНОК ОБЛАДНЕННЯ, РОЗРАХУНОК ЕНЕРГОНОСІЇВ Об'єктом розробки є виробництво майонезу періодичним методом з продуктивністю 1 т/годину.

Метою роботи розробка раціональної схеми технологічних процесів дільниці виробництва майонезу періодичним способом за класичною рецептурою, призначеною для виробництва харчової промисловості.

Звіт містить огляд вітчизняного і закордонного досвіду виробництва майонезу періодичним способом, обґрунтований вибір схеми. В проекті виконані розрахунки матеріального і теплового балансу, основного і допоміжного обладнання, енергоносіїв.

ЗМІСТ

Вступ

1. Огляд вітчизняного і закордонного досвіду вирішення проблеми. Вибір і обґрунтування застосованого технологічного рішення

1.1 Теоретичні основи періодичного метода виробництва майонезу

1.1.1 Підготовка окремим компонентів рецептурного складу

1.1.2 Підготовка майонезної пасти

1.1.3 Виготовлення грубої емульсій майонезу

1.1.4 Гомогенізація емульсій майонезу

1.1.5 Деякі факти про майонез

1.1.6 Класифікація майонезу

1.2 Методи виготовлення майонезу

1.3 Обґрунтування застосованого технологічного рішення

2. Опис схеми технологічного процесу та її характеристики

3. Державні стандарти та технічні умови на сировину, матеріали і готову продукцію

3.1 Сировина. Цех рафінації

3.2 Допоміжні матеріали

3.3 Сировина для виробництва майонезу

3.4 Готова продукція

4. Технічні розрахунки

4.1 Вихідні данні

4.2 Матеріальний баланс

4.3 Тепловий баланс

4.3.1 Стадія пастеризацій майонезної пасти

4.3.2 Стадія охолодження майонезної пасти

4.3.3 Стадія пастеризації майонезної пасти з додатком яєчного порошку і залишку рецептурної кількості води

4.4.4 Стадія охолодження майонезної пасти

4.4 Розрахунок обладнання

4.4.1 Бак змішувач (поз. СМ3)

4.4.2 Гомогенізатор (поз. Г1)

4.4.3 Проміжний бак рідких компонентів (поз. Б7)

4.4.4 Загальний бункер сухих компонентів (поз. СМ2)

4.4.5 Бункери для сухих компонентів

4.4.6 Бункер для солі (поз. Б6)

4.4.7 Бункер для гірчичного порошку (поз. Б3)

4.4.8 Бункер для соди

4.4.9 Бункер для цукру (поз. Б4)

4.4.10 Бункер для сухого знежиреного молока (поз. Б2)

4.4.11 Бункер для яєчного порошку (поз. Б1)

4.4.12 Баки для рідких компонентів

4.4.13 Бак для оцтової кислоти (поз. Е3)

4.4.14 Бак для води (поз. ВБ1)

4.4.15 Баки для готової продукції (поз. Б8, Б9)

Висновок Список джерел інформації

ВСТУП

У теперішній час жир належить до основного факту харчування. Він має високу калорійність, який значно перевищує калорійність інших харчових продуктів. А жир є не від'ємною частиною при виробництві майонезу. Звичайно самий жир не використовують при виробництві майонезу, жир міститься у рослинній олії.

Майонез є харчовий продукт, який складається з багатокомпонентних систем. Який складається з рослинної олій, сухе молоко, яєчний порошок, цукор, сіль та інші харчові та смакові добавки.

Він є одним з найбільш вживаємим — практично повсякденним продуктом на столі українців. Його вживання в Україні досягає 3 кг на людину на рік, і ця цифра має швидких шлях до збільшення.

У даній роботі я буду розкривати тему про виробництва майонезу періодичним методом. Він є найбільш поширеним методом виготовлення майонезу. [1,2]

1 Огляд вітчизняного і закордонного досвіду вирішення проблеми. Вибір і обґрунтування ЗАстосованого технологічного рішення

1.1 Теоретичні основи періодичного метода виробництва майонезу

Процес виробництва майонезу виробництва періодичним методом включає наступні операцій: підготовка компонентів, які входять у рецептуру; підготовка майонезної пасти; виготовлення грубої емульсій майонезу; гомогенізація емульсій майонезу у поршневих гомогенізаторах при певному тиску для того, щоб не розшарування емульсія. [1,2]

1.1.1 Підготовка окремим компонентів рецептурного складу

Сипучі компоненти: сухе молоко, цукровий — пісок, яєчний порошок, гірчичний порошок, сіль просіяна віброситах, маючи магніти для уловлювання ферродомішок, з розрізом 1 — 3 мм.

Прозорий сольовий розчин із солі розчинника подається у ємкість для виготовлення оцтову — сольову суміш, у котрому розчинюють водою до 13 -15% - вої концентрацій для майонезу з високим вмістом жиру і до 9 — 10% - вої концентрацій для низькокалорійних майонезів. До цього ж вакуум — насосом подається 80% - ва оцтова кислота у кількості, яка у рецептурі вказана. Концентрація оцтової кислоти у розчині повинна бути не більше 7 — 9% для багато калорійних майонезу і не більше 5 — 6% для майонезу з меншою кількістю масла.

При відсутності солерозчинника дозволяється подача солі у ємкість для оцтову — сольову розчину, яка обладнана мішалкою з швидкістю обертів 1 — 1,33, перемішуючи оцтову — сольову суміш до повного розчинення солі.

Оцтова кислота придає майонезу специфічний гостро кислий смак. Для смаку майонезу використовують ароматизований оцет.

Ароматизований оцет отримують при настоювані оцтової кислоти з різними спеціями (лавровий лист, духмяний перець, перець червоний). Розмелені спецій розмішують у полотняний мішечок, котрий опускають у сосуд з попередньо виготовленим розчином оцтової кислоти потрібної кріпості, потім усю суміш нагрівають до 80 — 90? С, не виймаючи спецій, розчин оцту охолоджують і потім видаляють мішечок зі спеціями.

Для запобігання у майонезі гіркого смаку гірчичний порошок попередньо підготовлюють наступним чином. За 24 години до виробництва майонезу необхідну кількість гірчичного порошку розміщують у емальований або із нержавіючої сталі бак. Гірчичний порошок заливають водою 80 — 100? С у співвідношенні 1: 2, добре перемішують до однорідної консистенцій і верхній шар гірчиці загладжують. На рівну поверхню гірчиці обережно наливають воду з температурою 100? С висотою 4 — 6 см. Бак щільно закривають і залишають у спокої на добу. Потім верхній шар води зливають, і гірчична маса готова до вживання. [1,2]

1.1.2 Підготовка майонезної пасти

Одним із умов отримання стійких емульсій є правильна підготовка емульгатора, тобто отримання їх у виді однорідної колоїдної суміші з максимальною дисперсністю, що забезпечує ефективність емульгаторної дії.

Основні емульгатори є яєчний порошок і сухе молоко.

Виготовлення майонезної пасти складається із процесу розчинення сухих компонентів і змішування їх до гомогенного стану. Розчинюють сухий компонент у двох змішувачах: у першому змішувачі розчинюють сухе молоко з гірчичним порошком, а в іншому — яєчний порошок. Можливо розчинювати сухе молоко, яєчний порошок і гірчичний порошок в одному змішувачі, хоча це не бажано, так як температурний режим обробки у них різний. При виготовленні пасти в одному змішувачі виробництво періодичної лінії майонезу знижується, оскільки збільшується час виготовлення пасти.

При виготовленні майонезної пасти у двох змішувачах процес розчинення компонентів починається з запарки гірчиці, якщо вона не готувалася завчасно у іншому змішувачі. У один із малих змішувачах заливають воду 90 — 100? С і засипають гірчичний порошок. Співвідношення порошку до води 1: (2 — 2,5). Потім включають мішалку і перемішують до отримання гомогенного стану. Потім у гірчичну масу додають воду 35 — 40? С, сухе молоко, соду, цукор — пісок. Відповідно сухе молоко і вода для багато калорійних майонезі дорівнює 1: 3, для більш знижених 1: 4. Після завантаження включають мішалку і запускають у сорочку змішувача пар. Для кращого розчинення компонентів і їх наступної пастеризацій температуру суміші доводять до 90 — 95? С і витримують при даній температурі 20 — 25 хвилин, після цього суміш охолоджують до 40 — 45? С.

У випадку попереднього запарення гірчичного порошку гірчична маса подається у змішувач разом з іншими сухими компонентами перед пастеризацією.

В другий малий змішувач подають яєчний порошок і воду 40? С у співвідношенні 1: (1,4 — 2) для багато калорійних майонезі і у співвідношенні 1: (2,5 — 2,8) для низькокалорійних. Включають мішалку, подають пар у сорочку, температура суміші складає 60 — 65? С і витримують при даній температурі 20 — 25 хвилин. Для збільшення дисперсності розчину періодично включають емульгатор «на повернення» у змішувач. Після того розчин охолоджують до 30 — 40? С.

Виготовлення розчину яєчного порошку і сухого молока з іншими компонентами змішується в будь — яких інших малих змішувачах шляхом перекачування розчину.

При виготовленні майонезної пасти у одному змішувачі процес розчинення компонентів починається з запарки гірчиці, якщо він попередньо не готувався.

У змішувач для виготовлення пасти подається гаряча вода 90 — 100? С і гірчичний порошок у співвідношенні (2 — 2,5): 1 відповідно. Усе ретельно перемішується до отримання однорідної маси. У запарену таким чином гірчицю подається вода 35 — 40? С і сухе молоко у співвідношенні 3: 1 для багато калорійних майонезі і 4: 1 для більш знижених, бікарбонат натрію, цукор — пісок і кукурудзяний фосфатний крохмаль (для соусів салатних). Уся суміш ретельно перемішується і витримується при температурі 90 — 95? С.

Після розчинення і пастеризацій суміш охолоджують до 40 — 45? С і у змішувач подають воду і яєчний порошок у співвідношенні (1,4 — 2): 1 для багато калорійних майонезі і (2,5 — 2,8): 1 для більш низьких сумішей. Потім температура суміші доводять до 60 — 65? С і суміш при даній температурі ретельно перемішують і витримують 20 — 25 хвилин. Для збільшення дисперсності окремих компонентів пасти періодично пропускають через емульгатор «на повернення» у змішувач. Виготовлена таким чином майонезна пата охолоджується до 30 — 40? С і передається Ђ великий змішувач для виготовлення грубої майонезної емульсій.

Оскільки ефективність емульгатору і стабільність дії компонентів, які входять до складу пасти, залежать від робочої підготовки, треба звернути увагу на те, щоб гірчиця була ретельно розтерта і не мала згустків частить і комків. Теж саме має відношення і до молока і яєчного порошку. При їх змішувані повинно бути ретельне розшарування. Це досягається при змішуванні у змішувачі з пароводяною сорочкою, яка має мішалку інтенсивного перемішування.

Готовність пати визначається по пробі, відібраного у процесі змішування. Проба пасти, яка узята на дерев’яну пластину, повинна бути однорідною, без видних комків, рівномірно стікати з пластинки. Час перемішування визначається готовністю пасти і у свою чергу, залежить від підготовки окремих компонентів до змішування.

При поганій розчинності яєчного порошку чи сухого молока потрібно збільшити час розчинення. Крім того, для покрашення розчинності сухого молока можна змінювати кількість соди. Низьке рН пасти можна привести до коагуляцій казеіна, що потім приведе до розшарування майонезу. При використані яєчного порошку з високою дисперсністю і набуханням отримують майонез з підвищеною в’язкістю. Потрібно порошок використовувати у суміш зі звичайним співвідношенням 1: 1.

Концентрація сухих речовин у майонезній пасти для багато калорійних майонезі повинна бути не менше 37 — 38%, а для майонезі з меншою кількістю жиру не менше 32 — 34%. [3,4]

1.1.3 Виготовлення грубої емульсій майонезу

Виготовлення грубої емульсій у великих змішувачах, яка має змішувальні прилади з невеликою швидкістю обертів, або мають привод з регулюванням числом обертів. При усіх умовах мішалки повинні забезпечувати рівномірне перемішування в усіх умовах змішування, без застійних зон.

Підготовка у малих змішувачах паста передається Ђ великий змішувач. Після перекачки пасти майонез у великий змішувач до нього при безперервному перемішуванні подають рослинне масло (20 — 25? С) у кількості, яка потрібна за рецептом. У перші 7 — 10 хвилин масло подають повільно, потім більш швидко. Дозволяється подача масла з 3 — 7 хвилин до закінчення усієї майонезної пасти у великий змішувач. Для забезпечення рівномірного розповсюдження масла подають у змішувач через спеціальний розповсюджувач, який має вигляд дірчастий змійовик.

По закінченню злива масла у змішувач подають раніш підготовлений розчин солі та оцту зі швидкістю 6 — 8 л/хвилину із спеціально призначеного для цієї мети бак. Потім вводять спецій. Після подачі розчину солі та оцту перемішують на протязі 1 — 7 хвилин.

Черговість вводу у пасту масла та оцту — солі повинна ретельно спостерігатися. Це із — за того, що одночасно або швидкісний ввід їх може привести к отриманню зворотного типу емульсій, а на визначеній стадій емульгування — к обертанню фаз.

Отримана у змішувачі груба емульсія повинна співпадати встановленому типу масло у воді, бути достатньо міцною до пропускання через гомогенізатор. На погляд така емульсія має однорідний вид і не розшарується у відібраної проби при повільному перемішуванні. [1,2]

1.1.4 Гомогенізація емульсій майонезу

Заключний етап отримання товарного майонезу є гомогенізація, яка здійснюється за допомогою поршневих гомогенізаторів. Гомогенізація емульсій майонезу повинна бути проводитися з ретельним спостереженням потрібного нижнього тиску. Тиск на гомогенізаторі встановлюється регулюванням зазору у гомогенізуючій голові.

При подачі емульсій у гомогенізатор встановлюють оптимальний тиск, який забезпечує отриманий майонез потрібної консистенції. До встановлення потрібного тиску майонезу після гомогенізатора потрапляє назад у великий змішувач. Для багато жирних майонезі оптимальний тиск 0,90 — 1,1 МПа, для майонезі низького жирних 15 — 17,5 МПа, для майонезі «Любительський"2,5 — 3 МПа, для салатних приправ 12,5 — 13 МПа.

У великих змішувачах емульсія потрапляє слабо перемішує, так як інтенсивне перемішування може привести до руйнування емульсій або звернення фаз, довгий відсій також може привести до розшарування.

Після встановлення потрібного тиску готовий майонез із гомогенізатора направляють у ємкість для готового майонезу.

Відступ від оптимального тиску для конкретної концентрацій емульсій приводять до руйнування: у випадку перебільшення тиску руйнується адсорбційна плівка, яка приводить до коалесценції і водяної фази; у випадку зниження тиску не досягається тонке диспергування і, отже, виключається отримання тонко дисперсних і стійких емульсій.

При використанні поршневих гомогенізаторів потрібно виключити можливість підсосу повітря і знаходження його під клапанами, що руйнує роботу клапану і, отже, роботу гомогенізатору у цілому.

При виготовленні майонезу з пряностями і смаковими приправами томат — пасту або пюре із красного солодкого перцю додають у великий змішувач перед додаванням розчину оцту і солі. Якщо томат — паста дуже густа, її можливо розбавити розчином оцту і солі. Пряності вносять у майонез у розмеленому виді після просіювання через сито з розміром 0,1 см у ємкість для готового майонезу, обладнання мішалками, потім перемішують до рівномірного їх розповсюдженню по усій масі продукту.

Оцтову кислу пряність вносять вручну одночасно з оцтовою соляною сумішшю у вигляді масляних розчинів, який виготовлений у співвідношенні 1:50 або 1:100. [2,3]

1.1.5 Деякі факти про майонез

Майонез від французького mayonnaise - соус, виготовлений із рослинної олії, яйця, оцет або лимонного соку, гірчиці, цукру і солі шляхом збивання яєчного жовтка з додаванням олій. Також додають різні приправи.

До теперішнього часу збереглися декілька цікавих правдивих легенд о походженні майонезу. Усі вони зв’язані з бурною історією ХVIII століття.

Перша історія. У Середземному морі лежить острів Менорк. Це столиця _ старинний город Маон або Майон. У ХVIII столітті за цей гарний край безперервні воїни між європейськими правителями. У самий той період і розпочались історій про майонез.

Спочатку у 1757 році, Маон захопили французи під керуванням герцога де Ришельє. Згодом город заселили англійці. Ришельє збирався утримати позицій навіть під страхом голодної смерті. А з продуктами у цьому городі було погано — залишились лиш оливкове масло і яйця. Не багато чого можливо виготовити із такого набору? Коли французький гарнізон и сам Ришельє вже дивитися не могли на омлет і яйця, повар герцога проявив винахідливість: він ретельно розтер яйця жовтки з цукром та сіллю і змішав усе з оливковим маслом. Ришельє і його солдати були у захваті. Так появився цікавий соус, названий по назві захопленого городу — «маонский соус» або майонезом.

Друга історія. Друга історія майонезу розповідає нам о подіях Маоне, на цей період у 1782 році. Місто тоді захопили іспанці, котрими командував француз на іспанській службі, герцог Луї де Крильон. На цей раз причиною виготовлення соусу стала подія не нестачі продуктів, а його перебільшення. Був даний великий пір на честь перемоги, і герцог наказав поварам виготовити щось нове. І тоді на столах з’явився небачений соус, виготовлений із кращого оливкового масла, яйця і лимонного соку з додаванням красного перцю. Ця приправа отримала з тих пір славу під назвою «Прованский соус із Маона», або по французки «mayonnaise».

Третя історія. Говорять, що майонез з’явився не у Маоне, а у нього є більш глибокі корні. Говорять нам кулінари, — невже людина у розумі просто так візьме масло і яйця, і стане їх збивати і змушувати, навіть не уявляєте, який несподіваний результат при цьому отримали? Ні, хто б не був поваром у місті Маоне, він навряд чи спирався на чий-то досвід і знав, що робить.

Дійсно, у майонезу був прямий нащадок — гострий іспанський соус «алі - олі», у перекладі з іспанської - «часник і масло». Це була суміш часнику, яйця і соняшникового масла. Мешканці Південної Європи чудово знали і їли «алі - олі» з незапам’ятних часів. Про таку дивну приправу писав ще давньоримський поет Вергілій. Під на назвою «аолі» цей соус прийшов і у наш час. А французький дворянин у XVIII столітті просто розповів старий рецепт і дали йому французьке ім'я. З тих пір чудовий соус ввійшов у меню європейських аристократів.

У ті часи майонез коштував дорого: тому, що масло і яєчний жовток добре змішуються вручну дуже не просто. Тільки у теперішній час, завдяки електро-змішувачам, майонез стає доступним усім. Це найбільш розповсюджений промисловий спосіб виготовлення. 1,2]

1.1.6 Класифікація майонезу

В залежності від складу за ДСТУ 4487:2005 майонез ділять на групи: багато калорійний з вмістом жиру не більше 55%, середньо калорійний — 40 — 55% та низькокалорійний до 40%.

У залежності від призначення майонез ділять на дві групи: закусочний; та для дитячого і дієтичного харчування.

До закусочних відносять столовий, з пряностями, гострий та інші. Для дитячого і дієтичного харчування відносять майонез з смаковими добавками, солодкий, майонез крем, дієтичний.

У залежності від консистенцій майонез ділять на сметано подібний, пасто подібний, кремоподібний та рідкий.

У Європі майонез використовують переважно для бутербродів і овочевих салатів переважно використовують більш легкий майонез, а українці переважно використовують майонез для м’ясних і рибних блюд і вони використовують більш калорійний майонез.

Емульсійні харчові продукти, які випускають за кордоном, більш різні і мають іншу класифікацію: салатний майонез, дресінги (масла не більше 20%). Наприклад за німецьким законом майонез можна назвати емульсію, яка має не менше 80% жиру. Але ці продукти мають велику ціну, тому у Німеччині мають попит більш салатний майонез.

Майонез і дресінги (салатний соус), які мають менше масла і більше води. Треба відмітити, що за кордоном є така традиція кулінарна, коли салати прийнято заправляти дресінгом чи рослинним маслом.

У нашій країні э така класифікація. До групи багато калорійних майонезі відносять «Провансаль», «Провансаль оливковий», «Майонез кукурудзяний», «Молочний» з вмістом жиру не менше 67%. «Провансаль» виготовляють із рослинного масла не менше 64,5%, яєчного порошку, цукор, знежирене молоко, сіль поварена, гірчичний порошок, оцет. До складу майонезу «Молочний» — знижене кількість гірчиці і додають коров’яче цільне молоко. Ці харчі мають ніжний, майже не помітний смак гіркоти, смаків гірчиці і оцту, використовують, як приправа для салатів, овочевих, м’ясний та рибних блюд.

До групи середньо калорійних майонезі відносять: «Провансаль новий» (51% жиру), «Любительский» (46% жиру), «Самарський люкс» (41% жиру). У них знижений вміст гірчиці і вони відрізняються ніжних смаком. До цієї групи відносять майонез «С хроном», «Гострий» котрі мають плюси завдяки введення смаку ароматичних добавок.

Майонез «Провансаль легкий» (35% жиру), «Провансаль для салатів» (36% жиру), «Провансаль для салатів оливковий» (36% жиру) та «Ранок» (36% жиру) — низькокалорійні по складу і смаковим характеристикам близько до «Провансалю». У теперішній час ця група майонезу, найбільш поширене виготовлення. Майонез «Апельсиновий», «Медовий», «Малиновий» мають не менше 35% жиру, мають солодкий смак з відповідними добавками.

Майонез закордонного виробництва у теперішній час є на ринку в Україні у великому асортименті.

У якості сировини для виробництва майонезу використовують такі рослині олії: гірчичний, оливковий, бавовняне, соєве; оцет разом з лимонною кислотою і без неї. У соуси вводять не менше 30% рослинної олій, оцет, крохмаль, котрий попередньо проварений. З метою підвищення стійкості низькокалорійні емульсійних продуктів к розвитку не бажаних бактеріологічних процесів при тривалому зберіганні до їх складу вводять консерванти, солі бензойної та сорбірованої кислоти.

Із Великої Британії постачають салатні та сирні приправи з масовою часткою жиру 40%, які мають гостро кислий смак і сметано — образну консистенцію.

США постачає майонез з масовою долею жиру 80%, салатні і сирні приправи з масовою долею жиру 34% і 50%, слабо гострого смаку та сметано — образну консистенцію.

Із Францій постачають майонез з часником і приправами, з масовою часткою жиру 72% і 73% жиру, крему образну консистенцію з смаком луку та часником.

Із Германій майонез делікатесний с масовою часткою жиру 83%, з пасто образною консистенцією і гарним смаком, «Альтенбургский замок» (90% жиру), «Ремулянде» (80%), соус «Беарнез» (20%) з м’ясним смаком, по французки (25%), по голландські (45%) гострого смаку і рідкої консистенції.

Із Нідерландів постачають майонез «Дайвіс», «Кальве», «Бене — дектін» (70%, 78% та 85%) і соуси для салатів (47%).

Із Шведці постачають рідкі приправи до овочем і салатів (25%, 57%) майонез дієтичний (37%), бутербродний (50%), з лососем (35%), з хроном (70%). Із Даній постачають майонез «Вікінг» (80%), «Міллс» (75%).

Якість майонезу оцінюють по органолептичним фізико — хімічним показникам. По зовнішньому виду майонез має вигляд однорідної сметано образну продукцію з одиничними бульбашками повітря. Наявність часточок доданих пряностей, добавок, крапкові додавання від гірчиці дозволяються у співвідношенні з технічним описом для конкретного майонезу. Колір білий чи кремовий однорідний по усій масі. Смак і запах майонезу гострий. Із фізико — хімічних показників нормується і % масова частка жиру, масова частка вологи, кислотність у перерахунку на оцтову та лимонну кислоту, стійкість емульсій. Крім того і нормується показник рН 4 — 4,7, густина ефективна 5 — 20 Па*с, масова частка % повареної солі і сорбованої кислоти у співвідношенні з технічним описом для конкретного майонезу.

Найбільш важливим дефектом майонезу є розшарування емульсій, внаслідок чого із маси виділяється жир. Розшарування відбувається внаслідок руйнування емульсій. Мета цього процесу у тому, що руйнується цілісність протеїнової оболонки емульгатора навколо диспергованого жиру під дією несприятливих факторів: перепад температури зберігання, недотримання температурного режиму та інше. При цьому окремі каплі масла, які не обмежені оболонкою емульгатора, зливаються, виділяють шар масла, і майонез розшарується. Також до дефектів відносять наявність великої кількості повітря бульбашок, прогорклий смак, який виник при порчі жирової основи, неоднорідність забарвлення.

Упаковують майонез у скляні банки масою 100 — 250 г, туби із алюмініюю або із полімерних матеріалів 50 — 250 г, у стакани і банки із полімерних матеріалів 250 — 500 г, пластикові відра 750 — 6000 г, пластикові пляшки 900 г, пакети із полімерних матеріалів масою 100, 150, 200 г.

Зберігається майонез при температурі 0 — 18? С і відносною вологістю не більше 75%. Гарантійний строк зберігання майонезу конкретного виду приводиться у відповідність з технічним описом, але для будь — якого виду не перебільшує 30 днів при температурі 0 — 10? С, 20 днів при температурі 10 — 14? С, 7 днів при температурі 14 — 18? С. [1,2]

1.2 Методи виготовлення майонезу

При виробництві харчових емульсій типа майонезі використовується два метода виготовлення — холодний і гарячий. Інколи його називають на пів гарячим, що з точки науки є більш правильним. Існує також різновид на пів гарячого методу — метод кулі.

При холодному методі всі компоненти змішуються при кімнатній температурі. Як звичайно цей метод використовується для виробництва багато калорійних майонезі з вмістом жиру 70 — 80%.

При виробництві холодним методом середніх та низько калорійних майонез необхідно пильно дотримуватися достатньо низьку кислотність продукту, дотримуватися дозування цукру та солі для отримання оптимального складу сухих речовин і додатково додають консервант для збільшення терміну придатності продукту.

К негативним даним цього метода відносять високу кислотність продукту, присутність в продукті консерванту і необхідність використання тільки водо розчинних гідро колоїдів і модифікованих крохмалів.

При на пів гарячому методі виробництва основних інгредієнти додаються у воду, нагріту до 95? С; при цьому проходить їх пастеризація. Потім пастеризована маса охолоджується до температури не більше 65? С, і тільки після цього в неї додають емульгатор і масло. Цей метод виробництва дозволяє виключити недоліки, належні холодному методу, хоча різко знижати кислотність при цьому методі все ж таки не рекомендується. Однака у випадку використання нативних крохмалів згущення рідини проходить занадто рано і при проходженні через гомогенізатор гель руйнується, продукт отримуємо рідким і не стійким у зберіганні.

Щоб попередити це явище використовують метод «кулі», при котрому тепловою обробкою підвергається тільки розчин загущення — крохмалю у не великій кількості води. Головний згущувач охолоджують і змішують з залишками інгредієнта. Недоліком цього методу є те, що формування емульсій проходить у кислій середі, в присутності солі та цукру. Процес виготовлення майонезних емульсій може бути як періодичним, так і непереривним.

Гарячий метод виготовлення дає широкі можливості для організацій непереривного виробництва великої потужності. Як правило його використовують у технологіях середньо та низькокалорійних емульсій, яким потрібно проведення ряду підготовчих операцій перед основним процесом емульгування. 1,2,3,]

1.3 Обґрунтування застосованого технологічного рішення

Періодичний метод виготовлення майонезних емульсій має два немало важливих переваги:

— Відносно низьку вартість обладнання;

— Гнучкість та стабільність не великого виробництва з економічної точки зору;

2. ОПИС СХЕМИ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ТА ЇЇ ХАРАТЕРИСТИКА

Просіяні на віброситах порошкоподібні компоненти подають у відповідні бункери: яєчний порошок — у Б1, гірчичний порошок — до Б2, сухе молоко — у Б3, цукор — пісок — у Б4.

Харчова сода подається безпосередньо у змішувач СМ2. Із водяного бочка ВБ1 у змішувач СМ2 подається гаряча вода, потім із бункера Б2 через ваги В1 у змішувач СМ2 додається гірчичний порошок. Після запарювання гірчичний порошок у змішувач СМ2 із водяного бачку ВБ1 подається тепла вода, із бункера Б3 через ваги загружають сухе молоко, а із бункера Б4 — цукор — пісок.

Усю масу ретельно перемішують, підігрівають до 90 — 95? С і витримують при цій температурі до повного розчинення сухого молока. У змішувач СМ1 із бункера Б1 через ваги загружають сухий яєчний порошок, а потім із бачка ВБ1 додають воду при температурі 40 — 45? С.

Масу у змішувач СМ2 охолоджують до 40 — 45? С і туди із змішувача СМ1 насосом — емульгатором Н1 додають розчин яєчного порошку і ретельно перемішують до утворення однорідної майонезної пасти. Виготовлену пасту охолоджують до 30 — 40? С і насосом емульгатором Н2 перекачують у великий змішувач СМ3, куди із ємкості Є1 — 2 через бак Б5, встановлений на вагах В3, додають рослину олію.

Із солі розчинника С1 у бачок Б6 потрапляє насичений розчин солі, де його розчиняють до потрібної концентрацій, сюди ж додають рецептурну кількість 80% - ї оцтової кислоти.

Після додавання рослинної олії додають приготовлений оцтова — соляний розчин.

Для більш повного диспергування майонезну емульсію із великого змішувача СМ3 пропускають через гомогенізатор Г1 у баки Б8 — 9 для готового майонезу. Із баків Б8 — 9 готовий майонез подають на фасування у сухі чисті банки через автоматичний наповнювач АН 1, закаточну машину Зм1 і етікетировочний автомат ЕА1. Фасування майонезу потрібно породити негайно після його вироблення, так як взаємодія з киснем повітря погіршує смак і строк придатності майонезу. [2,3]

Таблиця 2.1 — Технологічні параметри процесу періодичної ліній майонезу

3. Державні стандарти та технічні умови на сировину, матеріали і готову продукцію

майонез рецептура харчовий обладнання

3.1 Сировина

Вихідною сировиною цеху рафінації є олія соняшникова гідратована 1 сорту згідно ДСТУ 4492: 2005. Олія соняшникова.

За органолептичними показниками олія соняшникова гідратована 1 сорту повинна відповідати вимогам, зазначеним у табл. 3.1.

Таблиця 3.1 — Органолептичні показники олії соняшникової гідратованої 1 сорту

За фізико-хімічними показниками олія соняшникова гідратована 1 сорту повинна відповідати вимогам, зазначеним у табл. 3.2.

Таблиця 3.2. — Фізико-хімічні показники олії соняшникового гідратованої 1 сорту

3.2 Допоміжні матеріали

Характеристику допоміжних матеріалів наведено у таблицях 3.2 і 3.3. 5]

Таблиця 3.3 — Натрій їдкий технічний ГОСТ 2263–73

Таблиця 3.4 — Лимонна кислота ГОСТ 908–79

3.3 Сировина для виробництва майонезу

Для виробництва майонезів столових і делікатесних застосовують наступну сировину й матеріали:

рослинні олії рафіновані й дезодоровані:

олія соняшникова за ДСТУ 4492;

олія сойова за ДСТУ 7825;

олія кукурудзяна за ДСТУ 8808;

олія арахісова за ДСТУ 7981;

олія бавовняна за ДСТУ 1128;

олія маслинова по ТУ 10−04−11/ 13−87

яєчний порошок за ДСТУ 2858;

яєчний жовток сухої по ДСТУ 49−181−81;

продукт яєчний сухий гранульований по ТУ 10.16 УРСР 15−87;

соєвий білково-жировий збагачувач по ТУУ В 569 А-ПРО 13.903.778−08−94;

молоко коров’яче знежирене сухе за ДСТУ 10 970;

молоко коров’яче цільне сухе за ДСТУ 4495;

цукор-пісок по ДСТУ 2316−93;

сіль поварена харчова за ДСТУ 13 830, сорт Екстра;

порошок гірчичний по ТУУ В 02−85−91;

кислота оцтова лісохімічна харчова за ДСТУ 6968, вищий сорт.

кислота оцтова за ДСТУ 61;

кислота оцтова по ТУ 6−09−4191;

оцет спиртовий натуральний по ОСТ 14−21−86;

крохмаль кукурудзяний фосфатний марки Б по діючої НД;

перець чорний мелений за ДСТУ 29 050;

перець червоний мелений за ДСТУ 29 053;

альгінат натрію по діючої НД;

кислота лимонна харчова за ДСТУ 908, сорту «Екстра» і вищий;

кислота сорбінова по діючої НД;

есенція медяна по діючої НД;

ванілін за ДСТУ 16 599;

какао-порошок за ДСТУ 108;

натрій двовуглекислий за ДСТУ 2156;

горіх мускатний за ДСТУ 29 048;

часник свіжий по ДСТУ 3233;

паста томатна або пюре томатне за ДСТУ 3343;

сунелі по діючої НД;

вода питна за ДСТУ 2874.

Зміст токсичних елементів, мікотоксинів, пестицидів і нітратів у застосовуваній сировині не повинне перевищувати максимально припустимі концентрації, установлені МБТ і СН 5061−89 якості продовольчої сировини й харчових продуктів, затверджених Мінздравом СРСР.

Зміст токсичних елементів, афлотоксина В1, пестицидів у майонезах столових і делікатесних не повинне перевищувати припустимі рівні для рослинного масла, установлені МБТ і СН № 5061 — 89.

3.4 Готова продукція

За мікробіологічними показниками майонезу повинні відповідати припустимим рівням, установленим МБТ і СН № 5061 — 89. Вимоги за мікробіологічними показниками наведені в табл.3.5.

В залежності від калорійності майонези підрозділяються на види, вказані у таблиці 3.12. ДСТУ 4487: 2005.

Таблиця 3.7 — Калорійність майонезу

Таблиця 3.8- Органолептичні показники майонезу

Таблиця 3.9 — Фізико-хімічні показники майонезу

Таблиця 3.10 — Мікробіологічні показники

4. ТЕХНОЛОГІЧНІ РОЗРАХУНКИ

4.1 Вихідні данні

В даному проекті розрахунок витрат для виробництва майонезу ведеться виходячи з наступних даних:

Продуктивність установки — 1 т/годину Режим роботи — двозмінний (16 годин) Річний фонд роботи обладнання — 258 діб Нормативні відходи і втрати — 1,011%

4.2 Матеріальний баланс

Рецептура майонезу «Салатний 37%» наведені у таблиці 3.1 [1]

Таблиця 4.1 — Рецептура майонезу «Салатний 37%»

Розрахунок кількості компонентів, які необхідні для виробництва одиниці (1 т) майонезу з урахуванням відходів і втрат, знаходимо з формули:

(4.1)

Втрати жиру (кг) на 1 т з урахуванням втрат знаходимо за формулою

(4.2)

Де М — масова частка жиру в компоненті (для яєчного порошку М = 0,31 851; гірчичного порошку М = 0,116), %.

Д — відсотковий вміст компонентів, %.

Таким чином, витрати компонентів для виготовлення одиниці (1 т) майонезу «Салатний» складає:

Рослинної олії:

кг Яєчного порошку:

кг У тому числі жиру:

кг Молока сухого знежиреного:

кг Цукру — піску:

кг Гірчичного порошку:

кг У тому числі жиру:

кг Соди харчової:

кг Солі кухонної:

кг Оцтової кислоти:

кг Вода:

кг На підставі цих розрахунків складаємо матеріальний баланс виробництва майонезу «Салатний», який наведено у таблиці 3.2.

Таблиця 4.2 — Матеріальний баланс виробництва майонезу «Салатний»

4.3 Тепловий баланс

Початкові дані для розрахунку одержано на основі діючої рецептури на майонез «Салатний"[1] і продуктивність лінії 1 т/годину наведені в таблиці 4.3. Величину питомої теплоємкості рецептурних компонентів визначено за даними.

Таблиця 4.3 — початкові дані для розрахунку теплового балансу

Під час виробництва майонезу періодичним способом рецептурні компоненти проходять таку рецептурну обробку. Спочатку до першого змішувача, де готують майонезну пасту, додають гарячу воду 90 — 95? С і гірчичний порошок у співвідношенні (2 — 2,5): 1. Після запарення гірчиці додають воду 35 — 40? С і сухе молоко у співвідношенні 4 :1 для майонезу зі зниженим вмістом жиру, соду харчову, цукор — пісок. Всю суміш ретельно змішують протягом 20 25 хвилин за температурою 90 — 95? С, а потім охолоджують до 35 — 40? С. далі до другого змішувача додають сухий яєчний порошок і воду 40 — 45? С у співвідношенні 1: (2,5 — 2,8) для майонезі зі зниженим вмістом жиру. Температура суміші доводять до 60 — 65? С та витримують 20 — 25 хвилин і охолоджують до 30 — 40? С. відповідно до вище теплових балансів складаємо за окремими стадіями.

4.3.1 Стадія пастеризацій майонезної пасти

Схема теплових потоків:

(майонезна паста)

20?С > 90? С

132,8?С < 132,8?С

(водяна пара) Тепловий баланс цієї стадії можна представити у вигляді

(4.3)

Де — кількість теплоти майонезної пасти (суміш усіх рецептурних компонентів, крім рослинної олії, частини води та яєчного порошку) за температури = 20? С, кВт;

— кількість теплоти граючої пари, кВт;

— кількість теплоти майонезної пасти за кінцевої температури = 90? С, кВт;

— кількість теплоти конденсату, кВт;

— кількість теплоти, що втрачається у навколишнє середовище, кВт. Приймають = 0,05(-).

Кількість теплоти майонезної пасти за початкової температури:

(4.4)

= 1,675 кВт Кількість теплоти гріючої пари визначають за формулою

= Д, (4.5)

Де Д — масова витрата пари, кг/с;

— ентальпія пари, кДж/кг (ентальпія пари Р = 0,3 МПа за даними складає 1959 кДж/кг).

Кількість теплоти майонезної пасти за кінцевої температури

(4.6)

= 42,109 кВт Кількість теплоти конденсату визначають так:

(4.7)

- ентальпія конденсату, кДж/кг. Складає 450 кДж/кг.

Втрати теплоти в навколишнє середовище

= 0,05(-) (4.8)

= 2,021 кВт На підставі виконаних розрахунків і рівняння (4.3) знаходимо витрату гріючої пари

(4.9)

Д = 0,028 кг/с

= 55,11 кВт

= 12,6кВт Після закінчення розрахунків перевіряємо, чи виконується рівняння (4.3).

1,675+55,11=12,6+42,109+2,021

56,79=56,73 кВт.

4.3.2 Стадія охолодження майонезної пасти

Схема теплових потоків:

(майонезна пата)

90?С < 40? С

12?С < 3? С

(охолоджувальна вода) Рівняння теплового балансу має вигляд

(4.10)

Де — та кількість теплоти майонезної пасти за початкової та кінцевої температури відповідно, кВт;

та — кількість теплоти охолоджуючої води за початкової та кінцевої температури відповідно, кВт;

— втрати теплоти у навколишнє середовище, кВт. Приймають =0,05(-) .

Кількість теплоти майонезної пасти за =90?С з попередніх розрахунків складає = 42,109 кВт. Кількість теплоти майонезної пасти за температурою = 40? С визначаємо аналогічно за формулою (4.4).

=3,350 кВт Кількість теплоти охолоджуючої води за початкової температури

(4.11)

— питома теплоємкість води за початкової температури, кДж/(кг*К). Складає 4229,5 Дж/кг*град.

Кількість теплоти охолоджуючої води за кінцевої температури

(4.12)

Де — питома теплоємкість води за кінцевої температури, кДж/(кг*К). Складає 4210,8 Дж/кг*град.

= 1,93 кВт На підставі одержаних результатів і рівняння (4.10) знаходимо масову втрату охолоджуючої води за формулою

(4.13)

= 0,97 кг/с

= 12,34 кВт

= 49,17 кВт Тепер визначаємо, чи правильно складено рівняння теплового балансу (4.10)

42,109+12,34=3,35+49,17+1,93

54,449=54,45 кВт

4.3.3 Стадія пастеризації майонезної пасти з додатком яєчного порошку і залишку рецептурної кількості води

Теплові розрахунки на цій стадій виконуються як і в пункті 4.3.1, приймаючи до уваги, що композицій яєчний порошок () і залишок води (2).

Схема теплових потоків така:

(майонезна паста)

40?С > 65? С

55?С < 85? С

(гріюча вода) Тепловий баланс цієї стадій такий

(4.14)

Де — кількість теплоти майонезної пасти за температури =40?С, кВт;

— кількість теплоти гріючого пара, кВт;

— кількість теплоти майонезної пасти за кінцевої температури =65?С, кВт;

— кількість теплоти конденсату, кВт;

— кількість теплоти, що втрачається у навколишнє середовище, кВт. Приймають =(-).

Кількість теплоти майонезної пасти за початкової температури:

(4.15)

= 3,474 кВт Кількість теплоти гріючої пари визначаються за формулою

(4.16)

Де Д — масова витрати пари, кг/с;

— ентальпія пари, кДж/кг. І вона складає 1959.

Кількість теплоти майонезної пасти за кінцевої температури

(4.17)

= 15,02 кВт Кількість теплоти конденсату визначається так:

(4.18)

Де — ентальпія конденсату, кДж/кг. Складає 450.

Втрати теплоти в навколишнє середовище

(4.19)

= 0,57 кВт На підставі виконаних розрахунків і рівняння знаходимо витрату граючої пари

(4.20)

Д = 0,008 кг/с

= 15,73 кВт

= 3,61 кВт Робимо перевірку, чи виконується рівняння (4.14)

3,47+15,73=15,02+3,61+0,57 кВт

19,2=19,2 кВт.

4.4.4 Стадія охолодження майонезної пасти

Теплові розрахунки на цій стадій виконується так як і 4.3.2.

Схема теплових потоків приймають таку:

(майонезна паста)

65?С > 30? С

7?С < 3? С

(охолоджуюча вода) Рівняння теплового балансу має вигляд

(4.21)

Де та кількість теплоти майонезної пасти та кінцевої температури відповідно, кВт;

та — кількість теплоти охолоджуючої води за початкової та кінцевої температури відповідно, кВт;

— втрати теплоти у навколишнє середовище, кВт. Її розраховують = 0,05(-).

Кількість теплоти майонезної пасти =65?С з попередніх розрахунків складає =15,02кВт. Кількість теплоти майонезної пасти за =30?С визначають аналогічно за формулою (4.4).

=14,036 кВт Кількість теплоти охолоджуючої води за початкової температури

(4.22)

— питома теплоємкість води за початкової температури, кДж/(кг*К). Складає 4229,5 Дж/кг*град.

Кількість теплоти охолоджуючої води за кінцевої температури

(4.23)

Де — питома теплоємкість води за кінцевої температури, кДж/(кг*К). Складає 4219,5 Дж/кг*град.

= 0,984 кВт На підставі одержаних результатів і рівняння (4.10) знаходимо масову втрату охолоджуючої води за формулою

(4.24)

= 0 кг/с

= 0 кВт

= 0 кВт Тепер визначаємо, чи правильно складено рівняння теплового балансу (4.10)

15,02=14,036+0,984

15,02=15,02 кВт.

4.4 — Тепловий баланс

4.4 Розрахунок обладнання

Для виробництва майонезу періоди чим методом прийнята одна механізована лінія продуктивністю 1т/год.

4.4.1 Бак змішувач (поз. СМ3)

Використовується для приготування майонезу. Це бак циліндричної форми з наклінним днищем і сорочкою для води або пари, має лопатну мішалку. Припустимо, апарат виготовлений з нержавіючої сталі М12×18П10Т ГОСТ 5632.

Об'єм апарату розраховується за формулою:

(4.25)

Де — об'єм апарату,

— щільність майонезу, /

— коефіцієнт заповнення, приймають 0,8.

Щільність майонезу «Салатний» розраховується за формулою:

(4.26)

Де — щільність компонентів, що складають майонез;

— щільність майонезу, /

— масова частка компонентів.

Щільність компонентів:

Оцтової кислоти = 1070/, олії = 921/, сухого знежиреного молока = 462/, яєчного порошку = 275/, гірчичного порошку = 350/, соди = 1450/, солі = 2350/, цукру = 512,5/, води = 998/.

Щільність майонезу за формулою буде:

звідки

/;

Тоді об'єм апарату за формулою:

.

Розрахуємо необхідну потужність лопатної мішалки. Щільність майонезу 806,45/, динамічний коефіцієнт в’язкості µ = 5*10^-2Па с, коефіцієнт заповнення апарату 0,8 об'єму, частота перемішування n=70об/хв. Внутрішній діаметр апарату 1,3 м.

(4.27)

Визначаємо режим перемішування:

(4.28)

Критерій K_N=0,8.

Розрахуємо потужність електродвигуна:

(4.29)

Пускова потужність двигуна:

(4.30)

Установочна потужність електродвигуна:

(4.31)

Технічна характеристика

Ємкість, м³ 1,6

Частота обертів мішалки, об/хв. 70

Кількість мішалки 1

Потужність електродвигуна, кВт лопатна Габаритні розміри, мм Діаметр 1400

Висота 2800

4.4.2 Гомогенізатор (поз. Г1)

Використовують для отримання тонко дисперсної майонезної емульсій. Припускаємо, що це шнековий насос високого тиску.

Технічні характеристика:

Ємкість, м³ 0,8

Частота обертів мішалки, об/хв. 70

Кількість мішалок 1

Тип мішалки лопатна Потужність електродвигуна, кВт 3

4.4.3 Проміжний бак рідких компонентів (поз. Б7)

Служить для закачування в бак — змішувач олії та оцту. Виготовлений з кислотостійкої нержавіючої сталі. Розрахований на годинну витрату олії G=353,85кг/год при щільності = 921/ та коефіцієнт заповнення апарату 0,8.

Об'єм розраховуємо за формулою:

V_б=353,85/0,8*921=0,48 м²

Встановлюємо бак з наступними характеристиками:

Місткість, м³ 0,5

Габарити, мм Діаметр 673

Висота 1347

4.4.4 Загальний бункер сухих компонентів (поз. СМ2)

Призначений для подачі в бак змішувач сухих компонентів. Розрахований на годину витрат компонентів при ступені заповнення 0,8. Виготовлений з нержавіючої сталі.

Об'єм розраховуємо, приймаючи до уваги, що в бункер водночас поступає сода, цукор, сіль, молоко сухе знежирене:

(4.32)

— годинна витрат компоненту, ;

— щільність компоненту, /.

Встановлюємо бункер з характеристиками:

Місткість, м³ 0,151

Габарити, мм Діаметр 460

Висота 920

Порівнюючи технічні характеристики розрахованих бункер для сухих компонентів та баку для рідких компонентів з характеристики заводу — виробника обладнання, бачимо, що бункер сухих компонентів відповідає експлуатаційним вимогам.

4.4.5 Бункери для сухих компонентів

Місткість бункерів розраховуємо на двозмінний запас при коефіцієнті заповнення 0,8. Бункер виготовлені з нержавіючої сталі.

4.4.6 Бункер для солі (поз. Б6)

Знаходимо його місткість, якщо витрати за добу становить G=322,7 кг та щільність? =2350 /.

V_c=322,7/0,8*2350=0,17 м³

Встановлюємо бункер з характеристиками Місткість, м³ 0,17

Габарити, мм Діаметр 476

Висота 950

4.4.7 Бункер для гірчичного порошку (поз. Б3)

Розраховуємо місткість за формулою, якщо добова витрата дорівнює G=193,6 кг та щільності? = 350 /.