close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1 Технология производства желатина

код для вставкиСкачать
 1. Описание технологии производства продукции и оборудования машинно-аппаратной схемы (МАС)
1.1 Сырьё
Сырьем для производства клея и желатина являются ткани и органы туш животных, в которых содержится коллаген: кость и мягкое сырье (сухожилия, обрезки шкур, мездра, жилки и др.).
Кость. Состоит из органических и минеральных веществ, соотношение которых зависит от вида, возраста и корма животных (среднее соотношение составляет 33 и 67% или 30 и 70%). К органическим веществам относятся оссеин и жир; к минеральным- преимущественно фосфорнокислые соли (90-95%), углекислые соли кальция (4,0-8,0%), в незначительных количествах фтористый кальций (до 1%) и прочие соли. Из фосфорнокислых солей основную часть составляет трикальций фосфат. Содержание воды в костях колеблется от 15 до 35%.
Для производства клея применяют кость от всех видов скота, которую подразделяют на колбасную, столовую, сборную в зависимости от способа ее получения.
Колбасная кость поступает с колбасных и консервных заводов. Она не вываренная и чем меньше на ней мяса, тем она ценнее.
Столовая кость поступает из сети общественного питания. Эта кость частично вываренная, а на поверхности ее имеется незначительное количество денатурированных белков мяса и крови. Если эта кость лежалая и загрязнена посторонними веществами, то она называется сборной.
Для производства желатина применяют кости крупного рогатого скота, такие, как тазовая, лопатки, ребра без позвонков, головная, челюстная, лобная часть черепа. Она поступает с мясокомбинатов в свежем виде. Кроме того, используются кость-решетка и роговой стержень. Кость-решетка поступает также с мясокомбинатов, имеющих цехи ширпотреба, с пуговичных и галантерейных фабрик и из мастерских. Она должна быть плотной и обезжиренной.
Роговой стержень (внутренняя часть рога) должен свежим, без примесей шерсти. Поступает с мясокомбинате или с фабрик, вырабатывающих роговые изделии.
Кость, богатую плотной тканью, обычно используют только для производства желатина. Примерные выходы желатина, получаемого из этого сырья представлены в Таблице 1. Таблица 1
Название кости Выход желатина, % к сухой кости Роговой стержень 14 Решетка (отход трубчатой кости после её использования на поделочные цели) 15 Перешиб или брак трубчатой кости после обезжиривания (без кулаков) 12 Нижняя челюсть КРС (щековина) 10 Лобная кость (лобовина) 10 Лопатка 10 Тазовая кость 10 Рёбра КРС (без позвонков и хрящей) 8 Кроме того, кости, по тем или иным причинам непригодные для производства высококачественного желатина, используют на технический желатин и клей.
Вся кость, поступающая на производство клея и желатина, сопровождается свидетельством ветеринарно-санитарного надзора.
Мягкое сырье, такое, как мездра, спилковая обрезь, сыромятные отходы, отходы пергамента, поступает с кожевенных заводов, а сухожилия, лобаши, обрезки свиных и других шкур - с мясокомбината. Для производства желатина применяют опойковую и выростковую мездру, головки, и телячьи шкуры, непригодные для выработки кож. Спнлковая обрезь является лучшим сырым для производства желатина; она получается при раздваивании шкур на кожевенных заводах. Ценным сырьем для производства желатина является также свиная шкура. Перечень видов мягкого сырья, перерабатываемого на желатин и клей и примерные выходы продукции представлены в Таблице 2. Таблица 2
Сырьё Название Выход продукта, % к массе сырья Сухожилия (включая ахилловы) На желатин 15-20 Жилки, получаемые при жиловке мяса На желатин 15 Шкура с головы (чёлки, головки, лобаши) На желатин 11 Шкура с хвоста КРС, обрезки шкуры На желатин 8 Уши КРС На желатин 8 Ручная мездра со шкур КРС На желатин 10 Машинная мездра со шкур КРС На клей 6 Обрезки сыромятой кожи На клей 50 К мягкому сырью предъявляют следующие требования, на нем не должно оставаться большого количества прирезей мяса, жира, крови, загрязнений.
Принимают сырье в строгом соответствии с действующим стандартом и договорами, заключенными с поставщиками.
Хранить сырье следует в соответствующих условиях.
Кость хранят в отдельных, хорошо проветренных складских помещениях или под навесом с асфальтированными, бетонными или другими водонепроницаемыми полами. Допускается хранение кости на открытых асфальтированных площадках.
Стены и полы хранилищ костей тщательно обрабатывают дезинфицирующими средствами, в строгом соответствия с указаниями правил ветеринарного контроля.
При длительном хранении сырой кости в штабелях, особенно на воздухе, происходит гидролиз коллагена и последующие процессы превращения первичных продуктов гидролиза. Выход клея и желатина из лежалого сырья уменьшается по мере увеличения степени загнивания, причем, естественно, ухудшается и качество получаемого продукта. Длительное хранение кости на открытых площадках влияет и на содержание жира в кости.
Мягкое сырье хранят в консервированном вида, так как гнилостный распад неконсервированного мягкого сырья протекает очень интенсивно; в начальных стадиях гнилостное разложение аналогично гидролизу под действием кислот и щелочей. Незаконсервированное сырье, поступающее с мясокомбинатов, консервируют поваренной солью и хранят в закрытых бочках. Если сырье поступает в незаконсервированном виде зимой, то его хранят в ледяных бунтах или немедленно направляют на переработку, либо консервируют сушкой в естественных условиях, а затем хранят.
1.2 Сортировка сырья
Производство клея и желатина начинается с подготовки сырья, за которой следует получение, обработка и сушка клеевого бульона.
Подготовка сырья заключается в сортировке и измельчении его. При использовании кости в качестве сырья подготовка сырья включает обезжиривание и полировку (очистку) кости.
Сырьё сортируют для подбора однородных по составу и состоянию партий. Это дает возможность вести производственный процесс при наименьших затратах и с наибольшим выходом продукции высокого качества. Одновременно с сортировкой кость освобождают от балластных и вредных примесей: железа, тряпья, щепы, рогов, копыт, шерсти, камней и т. д.
Кость сортируют по анатомическим видам и очищают на сортировочной ленте (скорость 7-8 м/мин) вручную. Этим же транспортером кость подается на дробление в дробильную машину. Между сортировочной лентой и дробильной машиной устанавливают электроматнитный сепаратор для улавливания железа. Мягкое сырье (мездра, сухожилия и др.) сортируют по степени свежести, способам консервирования и по другим признакам. При сортировке следует тщательно отобрать примеси. Не допускается смешивать сырую и вываренную кость. Только кость, поступающая с мясоперерабатывающих предприятий, может направляться в производство без предварительной очистки.
1.3 Измельчение сырья
Измельчают кость для увеличения поверхности, что способствует наиболее полному извлечению жира и клея. От степени дробления кости зависит скорость процессов обезжиривания и обесклеивания. При обработке дробленой кости лучше используется емкость аппаратов. Так, насыпная масса сырой колбасной кости до дробления (скелет) составляет 200-250 кг/м3, а после дробления 600-650 кг/м3; насыпная масса столовой кости до дробления 400-450 кг/м3, а после дробления 550-650 кг/м3.
Центробежная роторная дробилка (рис. 1) служит для дробления кости при производстве желатина. Дробилки бывают для первичного дробления кости с диаметром ротора 600 и 800 мм и для повторного дробления кости с диаметром ротора 400 мм.
Конструкция дробилки предусматривает две стадии дробления. К ее корпусу крепят верхнюю и нижнюю неподвижные съемные гребенки. Ротор вращается от электродвигателя через клиноременную передачу. Загрузочный бункер дробилки имеет размер 815x555 мм. Сырье из воронки попадает в дробилку, где вращается ротор с ножами. Кость, проходя через зазор между внутренней поверхностью корпуса и ножами, измельчается. Измельченная кость выгружается через нижнее отверстие в корпусе.
Мягкое сырье измельчают для удобства транспортировки и интенсификации всех технологических процессов. Предварительно сухое сырье замачивают в воде или слабо растворе известкового молока, замороженное сырье размораживают в воде температурой не выше 30 °С (во избежание гидролиза и растворения коллагена). Мягкое сырье измельчают на мездрорезках. Куски измельченной мездри должны быть от 30 до 50 мм.
Дробильную установку В6-ФДА непрерывного действия применяют для измельчения мясокостной шквары и сухой кости-паренки с одновременным транспортированием готовой продукции по трубам с помощью пневмотранспортера.
Она состоит из дробилки, воздуходувки и циклонов с бункерами. Дробилка включает раздробитель с загрузочной воронкой и измельчитель, соединенные бункером. Исполнительный орган раздробителя - раздробительные диски. По окружности каждого диска расположены выступы, которые захватывают куски сырья и при дальнейшем вращении колеса дробят их на более мелкие части. Привод раздробителя осуществляется от электродвигателя через ременную передачу, закрытую кожухом. Измельчитель состоит из рабочих колес и кожуха. Измельчение происходит за счет ударов продукта о рабочую поверхность кожуха.
На дробление подается высушенная и обезжиренная смесь, состоящая из мягкого сырья (до 70 %) и кости (до 30 %), температурой 40 "С. После измельчения готовый продукт представляет собой сухой порошок без плотных комков, не рассыпающихся при надавливании. Частицы готового продукта проходят через сито с отверстиями диаметром 3 мм.
1.4 Обезжиривание кости и очистка костного жира.
Жир из кости необходимо извлекать и только при достаточно хорошем обезжиривании кости может быть обеспечен хороший выход клея и желатина высокого качества. Все последующие процессы обработки обезжиренной кости (шрота) зависят от количества жира, оставшегося в кости. Чем меньше его остается, тем легче и полнее протекают процессы обработки, в частности получение бульонов (клеевых и желатиновых растворов), что в свою очередь позволяет получить из очищенных бульонов высококачественную продукцию. Кроме того, жир является ценным техническим продуктом для мыловарения.
Кость обезжиривают двумя методами: экстракционных и водным (в горячей воде). Наибольшее распространение в клееваренной промышленности получил экстракционный метод, который осуществляется при помощи органических растворителей (бензин или бензол). При производстве желатина жир вытапливают из жиросодержащего сырья различными способами: мокрым (с добавлением 20-50 % воды к массе сырья) и сухим (без смешивания жира с водой).
Вытопку жира в открытых котлах периодического действия проводят в два этапа: на первом - измельченное сырье нагревают до 65-75 °С, на втором - до 80-90 0С. Высшие сорта говяжьего, свиного и бараньего жира получают при открытой крышке автоклава (температура 65-80 0С, время 1,5 ч); все виды жиров первого сорта, сборный и свиной высшего сорта - при закрытой крышке (температура 120 °С, время 3 ч).
Для вытопки жира применяют автоклавы периодического действия, агрегаты непрерывного действия и другое оборудование.
Аппарат для обезжиривания кости (рис.2) применяют в производстве желатина. В аппарат загружают предварительно измельченную до 30-40 мм кость. Она обезжиривается при температуре 90 - 95 0С. В аппарат заливают воду на 15-20 см выше уровня кости. Вода нагревается до кипения острым паром. Нагревание воды поддерживают в течение 4 - 6 ч. Жир, выделившийся на поверхность жидкости, через перфорированный карман и штуцер непрерывно самотеком сливается в резервуар для приема и обработки жира. Полученный бульон с концентрацией белковых веществ 2-3 % направляют на выработку клея.
Для обезжиривания свежих порций кости вместо свежей воды целесообразно использовать вторичные бульоны. Бульон, полученный в первом аппарате, применяют для обезжиривания новой порции кости во втором аппарате, а бульон из второго аппарата - для обезжиривания кости в третьем аппарате. При этом содержание клеевых белковых веществ повышается до 6 %, вместо трех бульонов поступает один, в результате чего в 2-2,5 раза уменьшаются затраты воды, пара и электроэнергии на одну единицу массы получаемого клея.
Окончание процесса обезжиривания характеризуется превращением выделения жира из кости, легкой отделяемостью прирезей мяса от кости. Костный бульон спускают и направляют на сгущение до 25-30 %. Обезжиренную кость после охлаждения холодной водой до 50-60 0С выгружают. Степень обезжиривания кости горячей водой составляет 50-60 %, что является недостатком этого метода. Выход жира из тазовой кости 7-9 %, лопатки и челюстной кости 2-3, ребра 5-6 %. В среднем выход жира при обезжиривании горячей водой составляет около 6 % массы кости.
В агрегате непрерывного обезжиривания кости процесс ведут при температуре 85-95 °С в течение 4-6 ч. Этот метод обезжиривания более эффективен, так как потери в результате перехода в раствор клейдающих веществ тем меньше, чем ниже температура обезжиривания. Кроме того, степень обезжиривания увеличивается в 2-2,5 раза.
Каждая секция агрегата включает в себя сосуд, представляющий собой вертикальный цилиндр с коническим дном, и шнек для выгрузки кости, смонтированный под углом 30°. В нижней части агрегата расположено два ложных днища с сетками штуцера для подачи острого пара и удаления из агрегата отработавшей воды, а в верхней части конуса - два штуцера для подачи горячей воды. В верхней точке цилиндрической части сосуда расположен гофрированный карман для удаления жира из агрегата. Агрегат снабжен крышкой с люками для осмотра, вытяжной трубой, штуцерами и воронкой для загрузки кости. Разгрузочный штуцер шнека, (в верхней точке) и штуцер для слива жира из агрегата расположены на одной горизонтали. Поэтому агрегат и шнек работают по типу сообщающихся сосудов, что обеспечивает постоянное заполнение шнека водой, и в то же время он является гидрозатвором для агрегата. В нижней части шнека вмонтирован штуцер с сеткой для периодического удаления осадка, образующегося в процессе работы, а также для полного удаления жидкости из секции. Дифференциальный шаг винта шнека исключает перегрузку и забивание шнека костью. Шнек снабжен съемной, плотно закрывающейся крышкой, воздушником (клапаном) для сообщения с атмосферой и приводом, расположенным в верхней части шнека, имеющим три съемные шестерни - для изменения частоты вращения.
Дважды дробленная кость, попадая в первый сосуд агрегата, нагревается паром, поступающим в него через ложное дно. При этом она частично обезжиривается, а мясные прирези свариваются. В сосуде кость медленно продвигается сверху вниз. Необходимое время для ее обезжиривания в агрегате от 4 до 6 ч (по 1-1,5 ч в каждой секции).
1.5 Очистка обезжиренной кости (полировка)
После выгрузки из экстракторов обезжиренная кость имеет на своей поверхности значительное количество нежелатинизирующихся веществ (грязь, волос, песок и др.) или веществ, дающих желатин плохого качества, например некостенеющий хрящ, который в большом количестве имеется на колбасной кости, балластные белки, сопутствующие коллагену.
Все загрязнения затрудняют последующую обработку кости, при этом сокращается емкость аппаратуры и ухудшается качество готового желатина. Обезжиренную кость подвергают тщательной сухой очистке - полировке в специальных непрерывно действующих барабанах, после этого кость приобретает чистую, гладкую поверхность. Кость очищается в результате трения кусков кости друг о друга и о стенки барабана при его вращении, в силу чего с их поверхности отделяются посторонние загрязнения, которые отсеиваются через отверстия в железных стенках и падают в желоб, расположенный под барабаном, а оттуда посредством червячного транспортера перемещаются к выходному отверстию. Шрот же, переходя из отделения в отделение, на которые разбит барабан, выходит из него с отполированной поверхностью. Барабан одет в кожух с вытяжной трубой в верхней его части для удаления мелкой пыли.
Применяют и мокрую полировку.
1.6 Калибровка.
Промытую кость направляют в калибровочный барабан, откуда частицы кости выходят трех размеров: от 8 мм до 12 мм, от 12 мм до 20 мм, от 20 мм 25 мм. Частицы костей, размер которых превышает 25 мм подвергают повторному дроблению, так как при наличии крупных част замедляются последующие процессы обработки.
Рассортированную по калибрам кость направляют на деминерализацию.
1.7 Деминерализация
Деминерализацией (мацерацией) достигается полное разрушение и удаление минеральной части кости и кислотное набухание оссеина. Это позволяет в последующем выделять глютин при более мягком режиме.
Кость мацерируют слабым раствором соляной кислоты (3-7%). При этом происходит полная деминерализация кости; соляная кислота растворяет углекислые, фосфорнокислые соли кальция, составляющие ее минеральную основу.
Ca3(PO4)2 + 4HCl = 2CaCl2 + Ca(H2PO4)2;
Ca3(PO4)2 + 6HCl = 3CaCl2 + 2H3PO4;
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 = 3Ca(H2PO4)2;
Образующиеся хлористый кальций и монокальцийфосфат, растворимые в воде, выводятся с мацерационными щелоками.
Одновременно протекает и побочная реакция:
Ca3(PO4)2 + Ca(НPO4)2 = 4CaHPO4;
Получающийся при этом дикальцийфосфат плохо растворим в воде и остается в кости, поэтому необходимо систематически удалять мацерационную жидкость (мацерационный щелок) и не доводить реакцию среды до нейтральной. Содержание свободной кислоты в пересчете на соляную должно быть около 0,3%.
Повышение температуры и увеличение концентрация кислоты ускоряют мацерацию, но это приводит к потерям белка, так как разрушается коллаген.
Оптимальными условиями мацерации является концентрация НCl - 5% при температуре 15-16° С. Понижение концентрации кислоты замедляет процесс мацерации. Продолжительность мацерации составляет 7-8 суток и зависит от концентрации кислоты, температуры и твердости, степени измельчения кости.
Выход оссеина к массе загруженной кости составляет окало 60%.
Процесс мацерации ведется следующим образом: в деревянные чаны загружают кость одного вида и размера. Чаны соединены в батареи по 2-4 резиновыми шлангами и кислотоупорными трубками. Процесс удаления минеральных веществ из кости идет по принципу противотока. Свежая кислота поступает сначала в чан с наиболее деминерализованной головной костью, где из кости извлекаются, остатки минеральных солей, и переходит через нижнюю трубку, под ложным днищем, в следующий чан и затем последовательно в остальные; выходит из последнего (хвостового) в виде насыщенного раствора минеральных солей. Кислота поступает непрерывно и так же непрерывно уходит в виде мацерационного щелока.
Процесс мацерации считается законченным, когда самые плотные и толстые части кости легко разрезаются ножом, я внутри кости не остается твердых зерен.
Деминерализованная кость (оссеин) поступает на дальнейшую обработку.
Из мацерационных щелоков можно получить преципитат - кормовую и удобрительную муку, основной составной частью которой является дикальцийфосфат (CaHPO4·2H2O). Преципитат получается при обработке мацерационных щелоков известковым молоком. Образующийся дикальцийфосфат содержит до 41,5% фосфорного ангидрида, из которого до 95% находится в легко усвояемой форме.
1.8 Золение оссеина
Промытый оссеин (и мягкое сырьё) после подготовки передают на золение (обработка известью). В оссеине (и в мягком сырье) коллаген связан с другими составными частями образуя сложные структурные элементы. Выделение коллагена из тканей сопряжено с необходимостью разрушения этих структур и удаления из сырья частей, которые являются балластными и вредными. К ним относятся белки, сопутствующие коллагену: эластин, альбумин, мукоиды; жиры и др. Неклейдающие вещества, содержащиеся в сырье (жиры, пигменты, белки и др.), не только затрудняют извлечение желатина и клея, но, переходя в бульоны при выплавлении, снижают качество готовой продукции, придавая ей темный цвет, мутность, пенистость, неприятный запах и др.
Щелочь для золения можно применять любую. Обычно для золения используют известковое молоко, в котором активным действующим началом является растворённая гидроокись кальция - 0,15-0,18% Са(ОН)2, составляющая ничтожную долю всей массы извести в известковом молоке. Ограниченная растворимость извести является ее преимуществом перед одноосновными щелочами - едким натром. Едкий натр полностью растворяется, однако разрушает на только балластные белки, но и коллаген. В течение первых 3-5 дней золения известковым молоком растворяются балластные белки. При растворении и удалении их из сырья проницаемость тканей увеличивается что способствует проникновению щелочи внутрь сырья. Жиры, содержащиеся в сырье, омыляются известью, и переходят в нерастворимые кальциевые мыла, которые частично удаляются с зольной жидкостью или при последующей промывке.
В протесе золения увеличиваются объем и масса коллагеновой ткани, при этом коллагеновые волокна претерпевают некоторое структурное изменение. В результате набухания в щелочном растворе частично расшатываются связи в молекуле коллагена, что позволяет снижать температуру и облегчить образование глютина в процессе выплавления. Оптимальным температурным режимом золения является 15-16°С, но даже при этой температуре происходят потери белка.
Для золения предварительно отобранное сырье (оссеин, мягкое) загружают в зольные чаны, в которых обрабатывают его известковым молоком. Через сутки известковое молоко меняют, так как известь истощается; поверхностная часть жидкости принимает грязно-желтый цвет, и рН раствора резко снижается с 12-13 до 8-9. В процессе золения тщательно контролируют изменение рН; если рН становится ниже 10, то известковое молоко срочно меняют. Для равномерного распределения известкового молока в сырье 2-3 раза в сутки содержимое зольника перемешивает сжатым воздухом.
Продолжительность процесса золения от 25 до 45 дней в зависимости от вида сырья и предварительной его обработки. Конец процесса определяют по пробе на выплавляемость (продолжительность разваривания сырья при температуре 55-60° С) и пробе на структуру разреза (поверхность разреза наиболее толстых кусков должка иметь синеватый оттенок, однородную и стекловидную структуру).
Выгрузка оссеина из мацерационных чанов, загрузка в зольники, перезолка и загрузка в моечные машины осуществляются при помощи вакуум-гидравлического транспорта. В вакуум-сборнике создается разрежение около 0,07 МПа (600 мм рт. ст.) и разбавленный водой оссеин из чана засасывается в сборник, откуда через дроссель-клапан равномерно подается на подвижное сито-трясун, на котором промывается водой из душа. Промытое сырье поступает в желоб, куда подается известковое молоко, током которого сырье через люк подается в зольники. Промывные воды через поддон трясуна стекают в канализацию.
1.9 Обеззоливание
По окончании золения из сырья удаляют остатки извести и растворившиеся в ней вещества путем промывки и нейтрализации кислотой. После золения в сырье остается до 4% окиси кальция, из них 0,6% в химически связанном состоянии с коллагеном. Остальное количество извести, поглощенное сырьем, остается в порах на поверхности сырья. Кроме извести, в сырье удерживается некоторое количество щелочно-растворимых белков и продуктов их распада, кальциевых мыл я других загрязнений. Эти примеси, все загрязнения, а также механически связанная известь легко удаляются водой при промывке; капиллярно связанная известь удаляется при продолжительной и тщательной промывке. Химически связанную известь можно удалить только при обработке сырья кислотой. Преимущество применения для нейтрализации соляной кислоты состоит не только в том, что она дает с кальцием хорошо растворимые соли (хлористый кальций), но ив том что при этом потери коллагена наименьшие
Связанную известь нейтрализуют слабым раствором кислоты удлиняя промывку. Расход соляной кислоты на нейтрализацию составляет 3-4% (31%-ная кислота) к массе сырья. В процессе нейтрализации может произойти отбухание коллагена; для избежания этого к сырью после окончание промывки добавляют свежую воду, а затем небольшими порциями кислоту в виде 0,5%-ного раствора с таким расчётом чтобы концентрация свободной кислоты в растворе превышала 0,25%. Кислоту, удерживаемую сырьём удаляют, промывая сырье водой.
Качество окончательной промывки контролируют по рН бульона подученного после предварительной разварки пробы сырья; рН должен быть 5,8-6,2 для оссеина и 6.0-6,8 для мягкого сырья.
Для обеззоливания и промывки применяют моечные машины: мездромойки, контроллеры и др. Подготовленное сырье при помощи вакуум-гидравлики передается в варочные чаны. 1.10 Выплавление желатинового сырья (экстракция).
После окончательной промывки сырье подвергают процессу выплавления с помощью горячей воды, при этом коллаген превращается в желатин. С физико-химической точки зрения процесс выплавления можно рассматривать как совокупность двух последовательных процессов: гидролиз коллагена и растворение образовавшегося глютина. При этом глютин может расщепляться на продукты распада. Скорость процесса выплавления, его полнота, а также качество получаемых желатиновых растворов зависит от целого ряда факторов (природы и качества исходного сырья, тщательности и степени подготовки его к выплавлению, режима самой варки и др.) При всех условиях, благодаря многокомпонентности коллагена, желатин выплавляется из него по фракционному методу, при котором температура повышается, а качество бульонов ухудшается по мере увеличения порядкового номера фракции (бульона).
Во избежание ухудшения качества продукта и с целью наиболее полного извлечения желатина в практике процесс выплавления организуют с таким расчетом, чтобы воздействию высоких температур подвергалось минимальное количество коллагена.
Фракционный способ выплавления заключается в том что выплавление производят последовательно фракциями повышая температуру каждой следующей фракции, которая содержит продукт определенного качества. Таким путём удается получить значительное количество желатин в условиях варки при минимальных температурах, а значит и наиболее высокого качества.
Выплавляя последние фракции при высоких температурах удается извлечь желатин полностью.
На практике процесс выплавления ведут следующим образом.
Сырье загружают в варочный чан (рис 3), оставляя пространство от борта до уровня загруженного сырья 200-250 мм. Используются металлические чаны из нержавеющей стали с паровой рубашкой и с перфорированным ложным днищем. В чан добавляют горячую воду из расчета на 1 т кожевенного сырья 0,4-0,6 м3, оссеина 0,8-1,0 м3, сухожилий 0,2-0,4 м3, так как при нагреве из набухшего сырья выделяется значительное количество воды.
Желатиновое сырье выплавляют в несколько приемов чтобы извлечь весь глютин.
Первое выплавление проводят при температуре 55-60° С, после каждого слива бульона температуру повышаю примерно на 5° С. Вода заполняет пространство между кусками сырья, концентрация желатина в растворе увеличивается по мере продолжительности выплавления. Пря нормальных условиях обработки сырья концентрация бульона увеличивается на 1 % в час.
Бульоны сливаются самотеком, или их откачивают насосами. При медленном спуске масса сырья в аппарате является своеобразным фильтром и адсорбирует на своей поверхности жир. Оставшееся в аппарате сырье заливают свежей горячей водой для варки второй фракции и т. д. Концентрация последних бульонов обычно не превышает 2 %. В них содержится мало желатина. Такие бульоны упаривать невыгодно. Целесообразно направлять их вместо свежей воды для варки последних фракций в другое варочные аппараты.
От первых четырех-пяти сливов бульона, вываренного при температуре до 75° С получают желатин высокого качества (пищевой, фотографический), из остальных сливов - технический желатин. Выход желатина высших сортов составляет 80-85%.
По мере варки объем сырья в чане уменьшается. По окончании процесса на дне чана остается неразвариваемая часть сырья (варочные остатки), состоящая из эластиновых волоков, кальциевых мыл, эпидермиса, кератина Обычно их обрабатывают серной кислотой для извлечения жира или используют на мясокостную муку.
Количество варочных остатков составляет 5-10% от первоначальной массы сырья.
1.11 Обработка бульона
Полученные бульоны направляют в бульоносборники и тщательно обрабатывают: очищают от примесей, осветляют, консервируют и упаривают.
Часть примесей, находящихся в бульоне, отделяют путем отстаивания или фильтрацией через грубый фильтр (мешковина, марля и др.).
Большая же часть примесей отделяется фильтрованием через целлюлозную массу (коротковолокнистая хлопковая масса). При этом примеси задерживаются не только вследствие незначительного диаметра фильтрующих пор, но и в результате адсорбции сильно развитой поверхности фильтрующей массы. Для очистки бульонов желатина применяют рамный фильтр-пресс. Он смонтирован на тележке и имеет две крышки: переднюю - неподвижную и заднюю - подвижную. Между крышками расположены рамы. Для герметичности применяют резиновые прокладки, установленные в пазах рамы. В чашу каждой рамы закладывают целлюлозный фильтрующий пакет.
Фильтр-пресс (рис.4) имеет входной и выходной краны, смотровое стекло и манометры на входе и выходе. Каждая рама имеет четыре канала. Рамы собирают вручную и зажимают винтом. Для облегчения труда аппаратчиков по сбору и разбору фильтра-пресса предусматривается электротельфер.
Перед пуском бульона через фильтр-пресс прокачивают горячую воду для подогрева фильтруемой массы. Затем подают желатиновые бульоны температурой 60-70 °С. Фильтрование проводят при давлении около 0,4 МПа. В ходе процесса контролируют прозрачность бульонов: для 1-го и 2-го сливов - не менее 20 см, для остальных бульонов высших сортов - не менее 15 см. При недостаточной прозрачности бульоны фильтруют повторно. По окончании фильтрации регенерируют целлюлозные брикеты.
Достоинства фильтра-пресса - большая площадь поверхности фильтрации на единице занимаемой им площади, отсутствие движущихся частей в процессе эксплуатации. Недостатки - ручное обслуживание, быстрое изнашивание фильтрующего пакета.
1.12 Упаривание
Обезвоживание выпариванием экономичнее обезвоживания сушкой. Поэтому, когда это допустимо по технологическим соображениям, клеевые и желатиновые бульоны упаривают. Но желатин очень чувствителен к нагреву, вследствие чего желатиновые бульоны первых фракций, если они способны желатинизироваться, как правило, не упаривают. Лишь в жаркое время, когда температура в помещении выше 250 С, их упаривают до концентрации около 10% по клеемеру. Желатиновые бульоны последующих сливов упаривают до концентрации 20-25%, при которой они достаточно хорошо желатинизируются и студень не плавится во время сушки. Клеевые бульоны упаривают до концентрации не ниже 35-45%, а предназначенные для выпуска в виде галерты - не ниже 49% (из утильного сырья 35-40%). Упаривание до больших концентраций сопряжено с опасностью засорения аппарата слишком вязкой жидкостью. Так как высокие температуры в период упаривания бульонов обусловливают снижение качества продукции, упаривание следует вести под вакуумом.
Бульоны после упаривания темнеют, поэтому необходимо их осветлять.
Наибольшее распространение в качестве консервирующего средства получил сернистый газ, который обладает и некоторым отбеливающим действием. Преимуществами этого консерванта является то, что в небольших дозах он не ядовит и не влияет на фотографические свойства желатина. Однако сернистый газ не уничтожает микробов полностью, а лишь резко снижает их количество в бульоне и подавляет их дальнейшее развитие. В связи с этим бульоны, предназначенные для выработки высококачественного желатина, рекомендуется предварительно пастеризовать при 70 °С в течение 1 ч.
Желатиновые бульоны консервируют 4-6%-ным раствором сернистого газа (сернистой кислоты). Это позволяет строго регулировать количество вводимого в бульон оксида серы. Предельно допустимая норма оксида серы в сухом пищевом желатине 0,075%. В процессе сушки теряется около половины оксида серы. Следовательно, его максимально допустимое количество в бульоне пищевого желатина не должно превышать 0,15% к сухому веществу.
1.13 Желатинизация
Желатиннзация желатиновых бульонов - это переход бульона из состояния золя в состояние геля. Необходимость в желатинизации диктуется тем, что в настоящее время в большинстве случаев желатин обезвоживают поверхностной сушкой в студнеобразном состоянии. В случае обезвоживания распылительной сушкой желатинизация не нужна.
При застудневании частицы желатина, растворенные в бульоне, образуют тончайшую трехмерную сетку (каркас), в которой они соединены локальными (преимущественно водородными) связями по типу узлов. При этом вода вместе с растворенными в ней низкомолекулярными компонентами геля оказывается заключенной (иммобилизованной) в ячейках образующейся сетки. Размеры частиц некоторых из этих компонентов не позволяют выйти им за пределы ячеек в окружающий растворитель. Некоторые из них адсорбированы поверхностью ячеек. И в том и в другом случае они локализуются в ячейках и обусловливают повышенное в сравнении с окружающим растворителем осмотическое давление. Благодаря этому гель удерживает значительное количество осмотически связанной воды. Гель желатина и клея изотропен. Это указывает на отсутствие в нем преимущественной ориентации частиц.
Чем больше длина частиц, образующих сетку студня, тем меньшее число локальных связей оказывается достаточным для прекращения перемещения этих частиц, т. е. для исчезновения текучести. Поэтому при большей длине частиц образование студня происходит при их большей подвижности, т. е. при более высокой температуре. Отсюда желатиновые растворы застудневают быстрее и при более высокой температуре, чем клеевые, и образуют более прочные студни.
Температура и скорость застудневания бульонов зависят от их концентрации. Чем ближе величина рН бульона к изоэлектрической точке желатина, тем быстрее идет застудневание. Его скорость зависит также от наличия в бульоне посторонних веществ. Например, сульфаты (в частности" сульфат аммония) ускоряют застудневание, хлориды и иодиды замедляют его а в присутствии роданидов 5-%-ный желатиновый бульон вовсе не застудневает. Желатинизация бульона производится в желатииизаторах путем непрерывного полива бульона на движущуюся стальную ленту, охлаждаемую снизу водой через форсунки.
Желатинизатор (рис. 5) представляет собой охлаждающий барабан. Корпус выполнен из высококачественной стали, наружная поверхность тонко отшлифована, внутренняя имеет черное двухслойное покрытие. Барабан желатинизатора заполняют циркулирующим рассолом через сквозной вал, приспособленный для заполнения и отвода рассола температурой -5 °С. Температура бульона не должна превышать 45 °С. Только при достижении этих значений желатиновый бульон подают в приемник желатинизатора до определенного уровня, который зависит от концентрации бульона и прочности галлерты (пленка снимаемого студня). Барабан желатинизатора наружной поверхностью захватывает слой бульона и при вращении желатинизирует его на холодной поверхности. Диаметр барабана при длине 700 мм равен 1600 мм. На другом конце барабана расположен валик, который отделяет слой галлерты от барабана.
Расход рассола составляет 2,3 м3/ч. Рабочее давление в рассольной системе равно 0,05 МПа.
Толщину снимаемой галлерты регулируют на 2-3 мм. При увеличении толщины пленки необходимо снизить уровень бульона в приемнике и повысить температуру бульона до 45-50 °С. Производительность желатинизатора при частоте вращения барабана 0,8 с-1 составляет 500 кг/ч.
1.14 Сушка студня
Для длительного хранения желатинового студня применяется сушка, т. е. процесс удаления влаги из материала путем испарения ее и отвода в виде образующегося пара.
Высушенный продукт не загнивает, так как влажность его составляет 15-17%. Сушат упаренные бульоны нагретым воздухом под атмосферным или повышенным давлением, который является одновременно и передатчиком тепла и влагоносителем.
Сушка желатинового студня имеет следующий температурный режим и в принципе ничем не отличается от сушки клея; температура входящего воздуха 40-45° С, отходящего 25-30° С; скорость движения воздуха в канале 2,5-4,0 м/с; продолжительность сушки 12-15 ч для пищевого и 20-25 ч для технического желатина. Во избежание загнивания студня периодически пропускают сернистый газ через сушильный канал.
Для сушки желатинового студня, нарезанного в форме "лапши", применяют сушилки с сетчатыми конвейерными лентами и сушильными камерами, разделенными поперечными перегородками на несколько отсеков, в которых создают разные температурные и аэродинамические режимы сушки для выработки сухого продукта с заданными качественными показателями.
В производстве для сушки желатина применяют тоннельные сушилки. Конвейерная тоннельная сушилка ЛС-2А (рис. 6) состоит из сушильного тоннеля с лотком и комплектом осевых вентиляторов, двух цепных конвейеров для перемещения продукта, транспортера, возврата пустых кассет, вентиляционных систем для подачи воздуха в сушильный тоннель и выброса отработавшего воздуха.
Сушильный тоннель представляет собой сборный металлический каркас, внутри которого установлено 12 шкафов, в каждом из которых смонтировано по два осевых вентилятора, а также калориферы. Они установлены так, что направление движения воздуха в рядом стоящих шкафах противоположно. Этим достигается изменение направления обдувки воздухом макарон при перемещении. С обеих сторон шкафов, через весь тоннель, проходят два цепных конвейера. Со стороны загрузки сушилки конвейеры выходят за пределы тоннеля на 1300 мм, со стороны выгрузки к цепным транспортерам подходят роликовые конвейеры, которые служат накопителями готовой продукции. Привод правого и левого цепного конвейеров осуществляется от электродвигателей через клиноременный вариатор и три червячных редуктора. Ленточный транспортер возврата расположен в двух горизонтальных и одной наклонной плоскостях. Привод ленточного транспортера возврата осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу и червячный редуктор. Теплый воздух в количестве 7000 м/ч подается в сушильную камеру центробежным вентилятором через калорифер. Отсос отработавшего воздуха из верхней зоны сушилки осуществляется центробежным вентилятором, установленным в конце тоннеля. Необходимым условием работы сушилки является некоторое избыточное давление воздуха внутри сушильного тоннеля, при этом не допускается приток воздуха через створки дверей и другие зазоры, так как это ухудшает качество высушиваемого продукта. Сушильный тоннель разделен на две зоны: первая со стороны входа в тоннель - зона предварительной сушки, здесь расположены два шкафа; вторая - зона окончательной сушки, здесь 10 шкафов. Зоны сушки разделены перегородками. В обеих зонах сушильного тоннеля автоматически поддерживается необходимая температура (35...41 °С) и относительная влажность воздуха (55...75 %) путем включения и выключения панели калорифера и количества поступающего пара с помощью электромагнитного вентиля. При производительности сушилки 375 кг/ч расход теплоты на сушку составляет 209340 кДж/ч.
1.15 Дробление, смешивание и упаковка
Чтобы выпускать желатин крупными товарными партиями, полученный в разных производственных партиях продукт, измельчают и смешивают в товарные партии. Дробление и смешивание желатина осуществляют путем подбора производственных партий на основании данных лабораторного анализа, чтобы низкокачественный продукт не смешивался с высококачественным. Дробить желатин следует строго по партиям. Для дробления применяют машины с зубчатыми валами, которые измельчают желатин острыми кромками зубьев, где он получается более однородным и с меньшим содержанием пыли, чем на молотковых дробильных машинах. Дробленый желатин калибруют на сите на три калибра: до 1 мм, от 1 до 10мм, и более 10 мм. Последний калибр направляют на повторное дробление. Необходимость в калибровке вызвана тем, что мелкие частицы при подготовке к растворению быстро набухают налипают на крупные и затрудняют их набухание. Пробы желатина, отобранные из разных мест (упаковочных единиц), должны иметь одинаковые качественные показатели. Такой контроль осуществляется лабораторией.
Упаковывают желатин, соблюдая требования, предусмотренные действующими стандартами (техническими условиями). Упаковку производят на фасовочной машине АРЖ с вертикальным пакетообразователем. Она предназначена для фасования сыпучих продуктов в пакеты из термосвариваемой полиэтиленовой пленки.
Желатин пищевой и фотографический упаковывают в фанерные барабаны, в которые предварительно помещают мешки из крафт-бумаги или полиэтилена. Полиграфический и технический желатин упаковывают в трех- или четырехслойные мешки из крафт-бумаги, или в фанерные барабаны, где имеются однослойные бумажные мешки. Пищевой желатин выпускают также в мелкой расфасовке- полиэтиленовых пакетах или картонных коробках массой 25, 50 и 100 г, которые упаковывают в фанерные ящики. Упакованный продукт направляют его на хранение.
Документ
Категория
Рефераты
Просмотров
5 614
Размер файла
1 368 Кб
Теги
технология, производства, желатина
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа