Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский государственный университет низкотемпературных и пищевых технологий

Кафедра технологии мясных, рыбных продуктов и консервирования холодом

Анализ и контроль пищевых производств

Часть 2 Продукты животного происхождения

Методические указания

к практическим занятиям магистрантов по направлению 260100

Санкт-Петербург 2011

УДК 664.8.037

Бурова Т.Е. Анализ и контроль пищевых производств. Ч. 2. Продукты животного происхождения: Метод. указания к практиче-ским занятиям магистрантов по направлению 260100 / Под ред.  А.Л. Ишевского. – СПб.: СПбГУНиПТ, 2011. – 25 с.

Изложены теоретические положения, цели, задания. Приведены конт-рольные вопросы для проверки знаний и необходимая литература к выпол-нению практических занятий. Издание предназначено магистрантам направ-ления «Технология продуктов питания» по программе «Холодильная техно-логия пищевых продуктов»

Рецензент

Канд. техн. наук, доц. Р.А. Диденко

Рекомендованы к изданию редакционно-издательским советом уни-верситета

 Санкт-Петербургский государственный

университет низкотемпературных и пищевых технологий, 2011

Практическое занятие № 1 операторная модель технологического потока

1. Теоретические положения

В построении операторной модели технологического процесса можно выделить следующие этапы: преобразование, транспортирование и хранение.

Преобразование – это процесс изменения вещества (его состава, свойств, структуры), энергии (взаимопереходов, трансформации) и информации (обработки, изменения формы представления).

Транспортирование – это перемещение вещества, передача энергии и информации.

Хранение – это сохранение вещества (задержка поступления во времени), аккумулирование энергии (накопление), хранение информации (запоминание).

Разрабатывая системы процессов в виде операторных моделей, достаточно показать лишь материальные потоки, которые связывают между собой типовые процессы, отдельные операции и подсистемы, а также связь системы в целом с внешней средой.

Создание операторной модели начинается с осмысления технологии в целом, тщательного и глубокого анализа сущности всех операций. После этого разрабатывают граф целей и задач системы с выявлением автономных технологических целей (подцелей) внутри большого производственного процесса. Построенный граф целей и задач отражает структуру системы и способствует выделению подсистем и операций. Последнее становится возможным, потому что подцели определяют функции подсистемы, а задачи – функции операций. При этом важно абстрагироваться от существующего машинно-аппаратурного оформления, поскольку технология может быть, в принципе, реализована различными техническими средствами.

Приняв за элемент технологической системы технологическую операцию, границы которой в современных технологических потоках, как правило, совпадают с границами машин и аппаратов, систему процессов можно представить в виде операторной модели. В этом случае технологическая операция является совокупностью типовых физических, химических и микробиологических процессов, условные обозначения которых носят название процессоров. Схемы изображения процессоров – условных обозначений типовых процессов технологической операции – представлены на плакате 1.

С помощью этих тринадцати условных обозначений типовых процессов можно графически изобразить любую технологическую операцию перерабатывающих технологий АПК.

При изображении операций типовые процессы соединяются стрелками – связями. Как правило, это материальные, энергетические и информационные потоки. Разрабатывая системы процессов в виде так называемых операторных моделей, достаточно показать лишь материальные потоки, которые связывают между собой типовые процессы, отдельные операции и подсистемы.

Рассмотрим построение операторной модели на примере производства карамели с фруктово-ягодной начинкой. Для начала рассмотрим процесс производства конфет.

1.1. Производство карамели с фруктово-ягодной начинкой

Конфетами называют кондитерские изделия, получаемые из одной или нескольких конфетных масс, имеющих мягкую консистенцию. Конфеты характеризуются высокой пищевой ценностью, разнообразны по составу, форме, отделке и вкусу. Ассортимент конфет насчитывает более 1000 наименований.

В зависимости от способа изготовления и отделки конфеты подразделяются на глазированные, неглазированные и шоколадные.

Изделия, поступающие на глазирование после формования, называют корпусами конфет. Корпуса готовят из кондитерских масс следующих наименований: помадные, пралиновые, сбивные, ликерные, грильяжные, молочные, кремовые, марципановые, фруктовые и др. Корпуса конфет могут изготавливаться из одной, двух и более (многослойные) конфетных масс. В качестве корпусов используют также цукаты, сухофрукты, орехи, заспиртованные ягоды, фрукты и т. п.

Несмотря на большое многообразие конфетных масс и технологических процессов их получения, можно выделить следующие общие стадии производства конфет: приготовление конфетной массы; формование корпусов; охлаждение (выстойка); глазирование; упаковка.

Желейно-фруктовые массы имеют студнеобразную структуру. В зависимости от используемого сырья они подразделяются на три группы: фруктовые, изготовляемые из фруктово-ягодного пюре; желейно-фруктовые, изготовляемые с добавлением к фруктово-ягод-ному пюре агара или агароида, и желейные, изготовляемые с использованием агара, агароида и крахмала.

Эти конфетные массы получают по следующей схеме:

– получение рецептурной смеси;

– уваривание массы;

– получение конфетной массы путем смешивания уваренной массы с вкусовыми ароматизирующими добавками.

Приготовление может осуществляться периодическим или непрерывным способом.

Формование конфетных корпусов – процесс придания определенного внешнего вида и формы – осуществляется различными способами:

– получение сразу отдельных изделий;

– получение пласта или жгута с последующей их резкой на отдельные изделия.

По первому способу формование осуществляется методом отливки или отсадки, по второму – методом прессования, прокатки или размазывания. Выбор метода формования определяется физико-химическими (температура, влажность, состав и др.) и структурно-механическими (вязкость, прочность и др.) свойствами конфетных масс.

Самым распространенным в настоящее время методом формования является отливка. Этим методом формуют массы, обладающие при определенных условиях хорошей текучестью: помадные, фруктово-желейные, молочные, ликерные. Этот метод позволяет получать конфеты разной формы, многослойные изделия и конфеты с твердыми добавками (рубленый орех, цукаты и др.).

Формование методом отливки производится в формы, отштампованные в кукурузном или рисовом крахмале.

Формование отливкой осуществляется на поточно-механизи-рованных линиях, состоящих из непрерывно действующего отливочного агрегата и установки для непрерывной выстойки. В отливочном агрегате производится сразу несколько операций: отливка массы в формы; выборка конфетных корпусов из форм; очистка корпусов от крахмала, его просеивание; заполнение лотков крахмалом; штампование форм; подача лотков с крахмальными формами на отливку; передача лотков на выстойку и их прием после выстойки. В установке для выстойки происходит процесс затвердевания конфетной массы. Длительность выстойки и температурный режим зависят от вида конфетной массы. Процесс отливки и выхода готовых корпусов протекает непрерывно по замкнутому циклу.

При формовании методом выпрессовывания конфетная масса выдавливается в виде жгутов через отверстия в матрицах соответствующего профиля. После охлаждения жгуты разрезаются на корпуса. Выпрессовывание осуществляется с помощью шнеков рифлеными или шестеренчатыми валами. При формовании выпрессовыванием сокращаются возвратные отходы, получается гладкая поверхность изделий. Этот метод в основном используется для формования пралиновых и помадных масс, позволяет получать двухслойные конфеты.

Разновидностью выпрессовывания является отсадка, при которой выдавливание массы осуществляется в вертикальной плоскости с одновременным образованием отдельных изделий. Отсадкой формуют кремовые, помадные, сбивные и ореховые массы.

Готовые конфетные корпуса покрывают тонким слоем различных масс с целью предохранения корпусов от воздействия внешней среды, повышения пищевой ценности, улучшения вкуса и для придания красивого внешнего вида. Этот процесс называется глазированием, а кондитерские массы, которыми покрывают корпуса конфет, – глазурями. Чаще всего используются шоколадные и жировые глазури. Шоколадная глазурь отличается высокими вкусовыми достоинствами, стойкостью при хранении.

Глазированные конфеты с сетки глазировочной машины непрерывно поступают по транспортеру в охлаждающий шкаф с температурой от 6 до 10 °С, продолжительность охлаждения составляет 5–6 мин. Готовые конфеты направляются на заключительные операции.

Готовые глазированные и неглазированные конфеты завертывают, фасуют в коробки или укладывают в ящики. В настоящее время значительная часть конфет выпускается в завернутом или фасованном виде. Конфеты завертывают на машинах в этикетку или фольгу, в этикетку с подверткой из парафинированной бумаги и фольги. Фасовка конфет производится в пачки, коробки. Завернутые фасованные конфеты упаковывают в короба из гофрированного картона, дощатые и фанерные ящики.

Конфеты хранят в сухих, проветриваемых помещениях при температуре не выше 18 °С и относительной влажности воздуха не выше 75 %. Недопустимы резкие колебания температуры и влажности воздуха. Нельзя хранить конфеты рядом с продуктами, облада-ющими стойким специфическим запахом.

1.2. Построение операторной модели

Теперь рассмотрим этапы построения операторной модели, показанные на плакатах 1, 2.

Графическое изображение операторной модели начинают с построения цепочки типовых процессов (см. плакат 1).

Затем в цепочке типовых процессов выделяют технологические операции (элементы системы), являющиеся минимальными носителями специфического качества данной технологии (плакат 2). При этом, по существу, они выполняют процедуру системного анализа.

Следующий этап: объединение операций в свои совокупности – подсистемы (см. плакат 2). Это действие – системный синтез.

Процедуру системного анализа и системного синтеза выполняют поочередно и неоднократно. Такими итерационными действиями уточняют содержание элементов и подсистем и их границ, а также структуры системы.

В окончательном виде операторная модель технологической системы имеет вид, показанный на плакате 2.

На операторной модели технологической схемы могут быть показаны входные, выходные, управляющие и возмущающие параметры (например, температура, влажность, плотность, кислотность, органолептические показатели и т. п.). Основную трудность при этом составляет не само определение этих параметров, а пределы их возможных изменений (допусков).

На операторной модели могут быть нанесены допуски на параметры и требования к сырью и готовой продукции. Кроме того, может быть указана длительность производственного цикла системы в целом и в границах ее подсистем.

Итак, системы процессов графически изображаются следующим образом: прямоугольник ограничивает систему, которая имеет два или более прямоугольника (на плакате 2 – пять), ограничивающих подсистемы; подсистема содержит два или более оператора (например, подсистема В – четыре оператора: I, II, III, IV), которые отражают понятие технологических операций и границы которых в большинстве случаев совпадают в границами машин и аппаратов. Оператор, в свою очередь, состоит из одного, двух или более процессоров (например, оператор IV подсистемы В содержит три процессора), которые, как правило, отражают сущность физических, химических и биологических процессов; линии со стрелками – материальные потоки – являются связями между операторами и подсистемами, а также системой в целом и внешней средой.

Операторные модели отражают, разделяя и взаимоувязывая, две принципиально различные и вместе с тем диалектически связанные стороны любых создаваемых человеком систем: функции, выполняемые системой (т. е. что она делает), и методы (т. е. как и какими способами реализуются эти функции). В операторных моделях функции обозначаются видом связей между операторами, а методы – видом операторов. Это значит, что с помощью операторной модели можно четко разделить и взаимоувязать функции и методы.

Процессы производства осуществляются на оборудовании, которое со временем изменяется. Элементы же операторной модели более консервативны. Это позволяет строить типовые функционально-структурные модели.

Операторная модель системы состоит из цепочки взаимосвязанных элементов-операторов, где качество каждой операции определяется тем, как она выполняется. В такой цепи все методы должны быть равноценными. Следовательно, нет необходимости применять точные, совершенные методы и средства для выполнения одних функций в системе и грубые, примитивные – для других. «Мощность» методов выполнения всех функций в любой целостной системе должна быть примерно одинаковой.

Исходя из того, что определяющей в системе является цель ее деятельности, и рассматривая систему с конца, допускается, что та же самая цель, в принципе, может быть достигнута различными альтернативными путями, т. е. различным образом организованными системами.

Цель практического занятия: изучение этапов построения операторной модели на примере производства карамели с фруктово-ягодной начинкой, а также разработка операторной модели производства мясных продуктов (по выбору).