Пособие в области охраны окружающей среды и природопользования (стр. 8 )

5.5.4.11 Обесцвечивание

5.5.4.11.1 Назначение

Обесцвечивание выполняется для улучшения цвета, чистоты, выдержки, микробиологической стойкости и увеличения срока хранения ряда пищевых продуктов.

5.5.4.11.2 Область применения

Обесцвечивание используется в производстве сахара, глюкозы и ферментации.

5.5.4.11.3 Описание технологий, методов и оборудования

Обесцвечивание может осуществляться с помощью добавления активного порошка, например, порошкообразного активированного угля, к продукту в водном растворе, которые затем перемешиваются в регулируемых условиях. После этого порошок удаляется посредством фильтрации, с помощью неподвижных фильтров или вращающихся вакуумных фильтров, тогда как обесцвеченный продукт проходит дальнейшую обработку. Этот процесс часто выполняется в несколько этапов, с повторным использованием активного материала до его полного истощения, нередко с применением противоточной системы.

Процесс может выполняться также с помощью пропускания продукта в водном растворе через колонну с активным материалом, например, с применением гранулированного активированного угля или смоляных шариков ионного обмена. При этом необходима минимальная фильтрация после процесса, поскольку активный материал удерживается на месте. Активный материал извлекается из колонны через определенные интервалы времени и заменяется новым или реактивированным материалом.

Основной целью этих двух операций является устранение цветных молекул из продукта, а также продуктов предшествующей стадии обработки, которые могут вызывать образование цвета при хранении, это называется выдержкам. Большая часть удаляемых примесей по своей природе является органическими веществами. Прохождение через активированный уголь может быть полезным также для устранения фенольных веществ, которые могут издавать неприятные запахи, остаточных пестицидов и некоторых тяжелых металлов.

5.5.4.12 Дистилляция

5.5.4.12.1 Назначение

Дистилляция представляет собой разделение компонентов жидкой смеси с помощью отдельного сбора частичного выпаривания смеси и отдельного сбора конденсата и остатка. Более летучие компоненты исходной смеси оказываются при более высокой концентрации в конденсате, менее летучие – c более высокой концентрацией в остатке.

5.5.4.12.2 Область применения

Дистилляция позволяет осуществлять разделение и очистку испаряющихся пищевых продуктов от водных смесей. Дистилляция может использоваться для отделения запахов или эфирных масел, но применяется, главным образом, либо для производства питьевого спирта или спиртных напитков или для промышленного производства спирта из сельскохозяйственного сырья, например, фруктов и зерна, который может затем использоваться в алкогольных напитках или лекарствах. Обычно дистилляция сопровождается спиртовым брожением.

5.5.4.12.3 Описание технологий, методов и оборудования

Процесс осуществляется с использование двух основных типов оборудования; перегонного куба и перегонного куба с ректификационной колонной. Перегонные кубы можно задействовать по одному или в группах. Подвод тепла позволяет провести разделение водных растворов спиртов и сивушных масел исходной жидкости, загружаемой в куб. Конденсированный спирт на водной основе собирается из верхней части куба, а остаток выгружается из основания.

Перегонный куб может работать периодически или непрерывно. В первом случае в перегонный куб загружается партия сырья, начинается кипение. В ходе процесса пары отводятся на конденсацию и сбор, пока среднее образовавшееся количество не достигнет требуемого значения. При работе непрерывным способом сырье постоянно поступает в перегонный куб, испаряющаяся часть и жидкость непрерывно отводятся.

При ректификации в колонне спиртовая жидкость или пиво подается в колонну ректификации. В каждом контактирующем устройстве, как правило, в тарелке колонны, создается равновесие между испарениями, обогащенными летучими компонентами, и конденсирующейся жидкостью. Спирт – сырец извлекается из верхней части колонный, затем проходит ректификацию в другой колонне, где от более тяжелых спиртов отделяется 95 % этилового спирта. Водная смесь или остатки перегонки разгружаются из днища первой колонны. Конденсированная вода или вода, остающаяся при перегонке, незначительно загрязненная органическими веществами, извлекается из днища второй колонны после того, как спирт обезвоживается. 95 % этилового спирта может быть превращено в безводный спирт с использованием ряда специальных технологических приемов. Эти технологии могут включать в себя азеотропную перегонку с помощью третьего компонента, адсорбцию с помощью молекулярного сита или обезвоживание мембранным способом.

5.5.5 Технология переработки пищевых продуктов

5.5.5.1 Замачивание

5.5.5.1.1 Назначение

Задачей замачивания, например, растительных семян, таких как чечевица, является увлажнение и смягчение семян, для сокращения времени приготовления или способствованию удаления шелухи. В процессе производства солода цель замачивания состоит в пропитке водой для активизации процесса прорастания.

5.5.5.1.2 Область применения

Преимущественно замачивание используется при обработке растительных семян. Оно применяется также для зерновых, когда зерно замачивается в процессе солодоращения перед прорастанием.

5.5.5.1.3 Описание технологий, методов и оборудования

Замачивание осуществляется при помощи помещения растительных семян в воду на определенное время. Необходимое время варьируется в зависимости от типов и разновидности семян и от продолжительности и условий хранения. Обычно сухие бобы замачиваются в течение 8 – 16 часов в холодной воде с соответствующей жесткостью. Замачивание при высокой температуре ускоряет гидратацию. Чтобы замочить зерно, его погружают в воду с температурой около 16 ºC, с колебанием от 10 ºC до 25 ºC, в зависимости от оборудования, параметров процесса, сырья и готового солода, который необходимо получить. При замачивании содержание влаги увеличивается с (12 – 15) % до (30 – 50) %, в зависимости от выше перечисленных условий. Во время замачивания вода в замочных чанах меняется от одного до трех раз. Этапы увлажнения и сушки применяются поочередно. В течение этапа увлажнения зерно аэрируется непрерывно или через определенные периоды времени. В течение этапа сушки можно аэрировать зерно или извлекать углекислый газ, CO2. Процесс замачивания занимает от одного до трех дней. На рисунке 5.2 показан пример процедуры замачивания.

сушка

сушка

Рисунок 5.2 - Пример процедуры замачивания

5.5.5.2 Растворение

5.5.5.2.1 Назначение

Растворение представляет собой процесс образования гомогенной смеси не менее чем из двух веществ, одно, из которых называется растворитель, другое – растворимое вещество.

5.5.5.2.2 Область применения

Этот процесс применяется для восстановления разнообразных продуктов, например, молока в молочной промышленности.

5.5.5.2.3 Описание технологий, методов и оборудования

Для этих целей используются разнообразные методы и оборудование. Для приготовления растворов используют как простые резервуары с эффективными перемешивающими устройствами в системах периодического действия, так и системы приготовления растворов в потоке с механическим дозированием растворимых веществ в поток растворителя. В зависимости от продукта температура жидкости может либо соответствовать температуре окружающей среды, либо быть повышенной.

Основными типами систем растворения являются:

- насос смешения, который подает порошок в раствор. Применяется для приготовления растворов с концентрацией сухих веществ до 25 %;

- струйное растворение, в котором используется принцип Вентури (эжекция), для подачи порошка в раствор. Применяется для приготовления растворов с концентрацией сухих веществ до 30 %;

- резервуар для растворения с высокоинтенсивным колесом смешения. Применяется для общего содержания твердых веществ до 70 %;

- резервуар для растворения в вакууме с высокоинтенсивным рабочим колесом. Применяется для общего содержания твердых веществ до 30 %.

5.5.5.3 Солюбилизация (ощелачивание)

5.5.5.3.1 Назначение

Солюбилизация (ощелачивание) представляет собой нейтрализацию зерен какао или сиропа какао щелочным раствором, в результате чего они приобретают более темный цвет и более мягкий вкус. Более мягкий вкус является, главным образом, результатом нейтрализации невысокой кислотности привкуса брожения.

5.5.5.3.2 Область применения

Солюбилизация применяется в основном для обработки какао.

5.5.5.3.3 Описание технологий, методов и оборудования

Процесс происходит с помощью добавления к какао щелочного раствора, как правило, карбоната калия (K2CO3).

Можно использовать два различных метода - жидкую обработку или ощелачивание зерен какао.

В жидкой обработке участвует жидкий сироп какао. Это позволяет изменить аромат. К сиропу добавляется калиевый раствор до достижения водородного показателя, pH, значения 7 или 8. Требуемая растворимость получается в результате повышения температуры от 45 до 130 °C. На стадии нагревания водяной пар и ненужные испаряющиеся компоненты освобождаются в воздух.

При подщелачивании зерен какао обрабатываются зеленые или предварительно высушенные бобы какао. Преимущество такой обработки заключается в комбинировании высушивания с обжариванием зерен, и неудобство ее состоит в наличии масла какао в зернах, что может привести к небольшому ухудшению жира. Применяются периодические и непрерывные процессы. Периодические обработки проводятся в резервуаре для солюбилизации при атмосферном давлении с высокоинтенсивным рабочим колесом. Непрерывные обработки осуществляются в реакторе, после которого идет чан смешения, обычно в условиях вакуума. Стандартный периодический процесс подщелачивания состоит из двух этапов. Сначала бобы какао проходят нейтрализацию с помощью добавления щелочного раствора в реакционный сосуд при атмосферном давлении. Реакция происходит при температуре в пределах от 80 до 105 °C. На втором этапе в сушилке с псевдосжиженным слоем происходит испарение воды и обжарка зерен.