Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 5 )

5.5.3.3.2 Область применения

Растирание или помол применяется для обработки сухого твердого материала, например, в мукомольном производстве, для кормовых культур, для манной крупы, в пивоварении, в производстве сахара и молочной продукции. Дробление необходимо для облегчения размножения дрожжей, а также для проведения традиционной мацерации перед выжиманием, например, в виноделии.

5.5.3.3.3 Описание технологий, методов и оборудования

Все технологии и оборудование растирания или помола используются для различных типов пищевых продуктов. Растирание или помол может выполняться сухим или влажным способом. С помощью влажного растирания или помола можно добиться более мелких частиц. Сухая технология часто комбинируется с просеиванием или воздушным делением, в результате чего частицы разделяются по размеру. Для извлечения пыли из отходящего воздуха используется газоочистное оборудование, например, циклонные уловители. После чего извлекаемый материал перерабатывается.

В секторе ППНМ применяются молотковые, шаровые, вальцовые и дисковые мельницы.

Молотковая мельница состоит из горизонтальной и вертикальной цилиндрической камеры, расположенный по линии со стальным диском дробилки, и включает в себя высокоскоростной ротор, оснащенный молотками по всей его длине. Материал дробится на части силой ударов, когда молотки подталкивают его к диску дробилки.

Шаровая мельница состоит из медленно вращающегося стального цилиндра, заполненного наполовину стальными шарами диаметром от 2,5 до 15 см. Конечный размер частиц зависит от скорости вращения и от размера шаров.

Вальцовая мельница состоит из двух или более стальных вальцов, которые вращаются навстречу друг другу и протягивают частицы пищевого материала через промежуток между вальцами (прижим). Размер прижима регулируется в зависимости от пищевых материалов.

Дисковая мельница состоит либо из одного вращающегося диска в неподвижном корпусе, либо из двух дисков, вращающихся в противоположных направлениях. Пищевой материал проходит через регулируемый зазор между диском и корпусом или между дисками. Дисковые мельницы оснащены перекрещивающимися штифтами, закрепленными на дисках и корпусе, что повышает эффективность помола.

5.5.3.4 Формовка, разливка по формам и прессование

5.5.3.4.1 Назначение

Формовка, разливка по формам и прессование представляют собой операции, используемые для получения определенной формы твердых материалов.

5.5.3.4.2 Область применения

Формовка или разливка по формам представляет собой процедуру, широко применяемую в производстве шоколада, хлеба, печенья, конфет и тортов. Кроме того, это важный технологический этап в производстве сыра.

Прессование широко используется в производстве мясных продуктов, кондитерских изделий и крахмалосодержащих закусок.

Кроме того, это важный технологический этап в производстве сыра и мясных продуктов.

5.5.3.4.3 Описание технологий, методов и оборудования

При формовке или разливке по формам материал находится в вязком состоянии и подается в соответствующую форму. В течение процесса разливки по формам материал становится прочнее и затвердевает до того момента, когда он принимает застывшую форму.

Прессование представляет собой непрерывный процесс придания формы. Материал замешивается под высоким давлением и непрерывно выжимается через отверстия нужной формы. В экструдере с пропариванием материал также проходит тепловую обработку или проваривается для того, чтобы сделать растворимым крахмал. Экструдеры могут включать в себя один или два шнека. Вращение шнеков перемещает и смешивает материал и создает увеличение давления.

5.5.4 Технологические методы сепарации

5.5.4.1 Экстракция

5.5.4.1.1 Назначение

Целью экстракции является извлечение полезных растворимых компонентов из сырьевых материалов сначала с помощью растворения их в жидком растворителе, чтобы компоненты можно было разделить и извлечь позднее из жидкости. Не всегда задача состоит в извлечении одного определенного соединения в чистом виде из сырья, то есть иногда экстракция предназначена для выделения всех растворимых компонентов из остатка; примером этого является экстракция кофе.

5.5.4.1.2 Область применения

Экстракция широко применяется в отраслях ППНМ. Например, для экстракции сахара из сахарной свеклы или сахарного тростника, масла - из масличных семян и неочищенного жмыха масличных растений, экстракта кофе из кофейных зерен, кофеина из кофейных зерен и различных других компонентов, таких как протеины, пектины, витамины, пигменты, эфирных масел, ароматических соединений и вкусовых веществ из множества различных материалов.

5.5.4.1.3 Описание технологий, методов и оборудования

Экстракция действует в соответствии с принципом, состоящим в том, что растворимые компоненты могут выделяться из нерастворимых или малорастворимых компонентов с помощью растворения их в соответствующем растворителе. Сырьевые материалы, пригодные для экстракции, могут содержать либо только твердые вещества, либо твердые вещества и раствор, либо твердые вещества и жидкость. Экстракция твердого вещества/жидкости иногда называется выщелачивание. Когда растворимый компонент входит в состав жидкости, экстракция может применяться для извлечения полезного растворимого компонента. Как правило, экстракт представляет собой конечный или промежуточный продукт, а осадок является отходом или побочным продуктом. Эффективность процесса экстракции зависит от выбранного растворителя. К наиболее распространенным растворителям относится вода, органические растворители, такие как гексан, метиленхлорид, этилацетат и спирт. Для экстракции кофе используется сверхкритический углекислый газ, CO2.

Для обеспечения эффективности экстракции нужных компонентов сырьевые материалы обычно проходят предварительную обработку. Например, сахарная свекла и сахарный тростник нарезаются на тонкие ломтики, орехи и семена растираются или лущатся, кофейные зерна обжариваются и размалываются, чайные листья просушиваются и растираются.

Наиболее простым способом экстракции является повторяющаяся экстракция с использованием свежего растворителя, называемая экстракцией поперечным потоком. Однако он используется редко по причине больших затрат на растворитель, и поскольку в результате этого способа получается экстракт очень высокой концентрации. Наиболее распространенным методом является противоточная экстракция либо периодического, либо непрерывного действия. Периодическая противоточная экстракция используется только для обработки небольших объемов сырья. В непрерывно действующих экстракторах потоки твердого материала и растворителя перемещаются в противоположных направлениях. Единственной трудностью при экстракции является извлечение вытянутого материала из раствора. Это осуществляется с помощью выпаривания, кристаллизации, дистилляции или отгонки водяным паром.

Для транспортировки потоков материала и жидкости могут применяться различные методы:

- перфорированные лотки, соединенные в нераздельный конвейер или образующие петлю, перемещающиеся горизонтально или вертикально;

- шнековые конвейеры, перемещающие твердый материал в потоке с противоположным направлением, вертикально или вверх под наклоном, в шнеках просверлены отверстия для создания равномерного потока жидкости;

- нераздельная перфорированная лента, где растворитель циркулирует под действием насоса и распыляется поверх твердого материала.

5.5.4.2 Деионизация

5.5.4.2.1 Назначение

Деионизация или ионный обмен используется для обработки сыворотки. Для применения сухой сыворотки в пищевых продуктах для взрослых и в детском питании необходим низкий уровень содержания минеральных составляющих. Кроме того, деионизация широко используется в отраслях ППНМ для очищения питательной воды для бойлеров для выработки электроэнергии и пара и для получения деионизированной технологической воды. Деионизация применяется также для устранения второстепенных ионизированных органических веществ.

5.5.4.2.2 Описание технологий, методов и оборудования

Деионизация осуществляется с помощью пропускания продукта через колонну, содержащую смоляные шарики для обмена ионами. Шарики содержат большое количество активных узлов, способных удерживать множество различных металлов, неметаллических неорганических молекул и ионизированных органических компонентов. Колонны действуют периодически и должны восстанавливаться, когда шарики полностью расходуются или насыщаются. Обычно это выполняется с помощью обработки колонн и шариков различными химикатами, которые удаляют загрязнения и восстанавливают активные узлы.

5.5.4.3 Оклейка

5.5.4.3.1 Назначение

Оклейка представляет собой процесс осветления жидкостей, то есть удаления взвешенных частиц, которые придают жидкости мутный внешний вид.

5.5.4.3.2 Область применения

Производство игристых вин и пива.

5.5.3.3.3 Описание технологий, методов и оборудования

Вводимое оклеивающее вещество стимулирует выпадение хлопьями и выделение из раствора мутных сверхмалых частиц. Такими частицами являются протеины, полиоксиды, полифенолы, комплексные соединения железа или меди. Для того, чтобы произошло действие оклейки, электрические заряды между оклеивающим веществом и частицами должны быть противоположными, это значит, что необходимо тщательно выбирать оклеивающее вещество в соответствии с требующимся результатом. Природу и дозировку оклеивающего вещества можно установить с помощью лабораторных испытаний. Кроме того, некоторые другие виды очистки можно технически классифицировать как примеры процесса оклейки, например, удаление железа с помощью ферроцианиза калия.

Используемые оклеивающие вещества можно разделить на две основные группы; органические и минеральные оклеивающие вещества. К органическим оклеивающим веществам относятся желатин, ихтиоколь, яичный альбумин, кровяной альбумин, альгеин, казеины и казеинаты. К минеральным оклеивающим веществам относятся бентониты, силикагель и энологические танины.

5.5.4.4 Центрифугирование и осаждение

5.5.4.4.1 Назначение

Центрифугирование и осаждение используются для отделения несмешивающихся жидкостей и твердых веществ и жидкостей. Отделение осуществляется с применением центробежных сил или посредством естественной гравитации.