Харчове виробництво, як хіміко-технологічна система. З основами розрахунку біологічної цінності харчових продуктів

МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ ТА ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ

ВІННИЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

 

 

 

Факультет технології виробництва та переробки продукції

тваринництва

 

 

 

 

Кафедра технології

м’яса, молока та

мікробіології

 

 

 

 

 

Курсовий проект

 

 

з дисципліни "Теоретичні основи технологій харчових виробництв″

на тему″Харчове виробництво, як хіміко-технологічна система. З основами розрахунку біологічної цінності харчових продуктів″

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Виконала: Горбонос М.М.

Перевірив: Бігун П.П.

 

 

 

 

 

 

 

Вінниця 2012 

ЗМІСТ

 

ВСТУП……………………………………….…………….……….…….……….3

РОЗДІЛ 1. Харчове виробництво, як хіміко-технологічна система

(огляд літератури)……………………………………………………….…6

1.1. Технологічні операції, як системи  фізичних, хімічних, біологічних процесів……………………………………………………………….….…6

1.2. Фізико-хімічна кінетика........................................................................11

1.3. Принцип раціонального використання енергоресурсів та

устаткування…………………………………………….………………….17

РОЗДІЛ 2. Основи розрахунків біологічної цінності харчових продуктів……20

2.1. Основи технологічних розрахунків…………………………………..20

2.2. Технологічні розрахунки (завдання 1)……………………………….25

2.3. Технологічні розрахунки (завдання 2)……………………………….31

2.4. Технологічні розрахунки (завдання 3)……………………………….37

2.5. Технологічні розрахунки (завдання 4).………………………………43

РОЗДІЛ 3. Охорона навколишнього середовища………………………………50

РОЗДІЛ 4. Охорона праці…………………………….……….……….………....59

4.1. Обов’язкові медичні огляди працівників певних категорій………..60

4.2. Навчання з питань охорони праці……………………………….……61

4.3. Фінансування охорони праці………………………………………….64

4.4. Регулювання охорони праці у колективному договорі, угоді…..…..65

ВИСНОВКИ……………………………………………………………….………67

ПРОПОЗИЦІЇ……………………………………………………………………...70

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ…………………………………….71

ДОДАТКИ………………………………………………….…………….…….….73

 

ВСТУП

 

Харчова промисловість являється складовою частиною промисловості України, яка представляє собою важливу частину народного господарства країни. Провідна роль промисловості обумовлена тим, що вона вносить рішучий вклад в створення матеріально – технічної бази усього суспільного виробництва, а також виготовляє більшу частину матеріальних цінностей, призначених для задоволення потреб населення.

Забезпечення населення якісними продуктами харчування є одним з головних напрямів соціально – економічного розвитку будь – якої держави. В Україні є всі об’єктивні передумови для створення високорозвиненої індустрії продуктів харчування, спроможної задовольнити внутрішні потреби в продовольстві та забезпечити значні валютні надходження від його реалізації на світовому ринку.

В будь-якій науковій роботі повинен бути основний предмет та об’єкт дослідження. Предметом розміщення продуктивних сил є вивчення сукупності соціально – економічних і природно – екологічних чинників і явищ, що зумов-люють характер територіальної організації продуктивних сил світу та окремих країн та регіонів. Об’єктом розміщення продуктивних сил є самі продуктивні сили, вони можуть бути виражені засобами виробництва, трудовими ресурсами, наукою.

Розвиток харчової промисловості повинен стати одним з пріоритетних напрямів економічної політики України. Необхідно зорієнтувати цю галузь на одержання кінцевого результату діяльності всього агропромислового комплексу (АПК), що забезпечить істотне підвищення його ефективності, а також стане надійним джерелом поповнення державного бюджету і значних валютних надходжень.

Харчова промисловість – одна з найбільших та найважливіших галузей промисловості України. Від рівня її розвитку, стабільності функціонування залежить стан економіки і продовольча безпека держави, розвиток внутрішнього і зовнішнього ринків, рівень життя населення.

Продукція АПК в експортному потенціалі становить 26,5%, в тому числі сільського господарства – 14% , харчової і переробної промисловості – 12,5%. Саме на сільське господарство припадає близько 20% загального обсягу валового продукту держави. В Білорусі та Казахстані, наприклад, цей показник становить відповідно 13% і майже 7%.

Для України характерні досить значні за світовими мірками обсяги виробництва різних видів продовольчої продукції. Україна входить до першої десятки країн світу за показниками виробництва окремих видів зернових і зернобобових культур, цукрових буряків та цукру, соняшнику і соняшникової олії, картоплі, окремих видів плодоовочевої продукції, молока та деяких молочних продуктів, меду. Незважаючи на аграрну кризу і значний спад сільськогосподарського виробництва, Україна за рівнем виробництва продукції на душу населення не поступалася як країнам Європи, так і світу. За даними Інституту аграрної економіки УААН, у 1996 р. Виробництво зерна на душу населення в Україні становило 490,5 кг, у світі – 365,2 кг, цукрових буряків – відповідно 442,0 кг і 44,3 кг.

Засобом промислової обробки до потрібної споживачам якості доводиться більша частина сільськогосподарської продукції. На базі різноманітних технологічних процесів харчова промисловість може виготовляти продовольчі товари з якісно новими споживацькими властивостями. За рахунок збалансованого вмісту корисних речовин в продуктах харчування, екологічної чистоти, бажаного асортименту та якості, підвищення термінів придатності за рахунок спеціальної обробки та упаковки повинні забезпечувати умови для нормального фізичного та розумового розвитку людини, задоволення його потреб у смаку та різноманітній їжі. Економічна діяльність, пов’язана із сільським господарством, була, є і залишиться фундаментальною основою суспільного виробництва України.

Промислове виробництво продовольчих продуктів сприяє значній економії суспільної праці, направленої на приготування їжі. Використання нових харчових технологій дозволяє промисловості випускати продукти харчування, які не поступаються за смаком та зовнішньому вигляду продуктам, виготовленим в домашніх умовах.

Варто зауважити, що на продовольчих підприємствах створюються умови для більш економних витрат сільськогосподарської сировини в результаті комплексної переробки та використання відходів та побічних продуктів для годування тварин та птахів. Інтенсивний розвиток переробної промисловості на базі нової техніки та технологій дозволяє підвищити забезпеченість населення продуктами харчування. Відходи виробництва промисловості використовуються і в інших галузях промисловості, таких як легка, фармацевтична тощо.           

Харчова промисловість виробляє майже третю частину національного доходу. Сільськогосподарське виробництво – основа всього економічного, соціального і політичного життя України. Більше половини вартості виробленої продукції (56%) сільське господарство реалізує у вигляді сировини, майже четверта частина іде безпосередньо у фонд споживання, тобто використовується як продовольство.

Технологія одержання певних видів продукції, як правило, складається із різних процесів. Їх кількість, склад, послідовність виконання залежить від вихідної сировини, її підготовки, складності і кількості обладнання, знарядь праці, організації виробництва.

Харчові технології – це одержання, зберігання та переробка харчової сировини та напівфабрикатів із метою виробництва певних харчових продуктів.

Варто зазначити, що головною проблемою цих технологій є така важлива особливість харчових продуктів, як нестійкість їх якісних показників, то що харчова сирвина має здатність швидко псуватись. Тому, я вважаю, необхідні такі технології харчових продуктів, щоб вони запобігали швидкому псуванню сировини та напівфабрикатів, передбачали оптимальні умови їх зберігання, а також необхідно повинен бути контроль зя якістю продукції.

 

 

РОЗДІЛ 1

ХАРЧОВЕ ВИРОБНИЦТВО, ЯК ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНА СИСТЕМА.

 

1.1. Технологічні операції, як системи фізичних, хімічних, біологічних  процесів.

Кожна технологічна операція є системою типових процесів (фізичних, хімічних, біологічних та ін.), в ході яких сировина або проміжний продукт поступово змінює свої характеристики. В той же час кожен з цих типових процесів можна розглядати як сукупність (систему) взаємодіючих об’єктів (твердих тіл, рідин, газів). Наприклад, операція миття сировини в мийній машині є системою таких взаємодій:

– взаємодія сировини з робочими органами і стінками машини;

– взаємодія окремих частин сировини між собою;

– взаємодія сировини з водою (або іншим миючим агентом);

– взаємодія води з робочими органами та стінками машини.

У більш складних операціях таких взаємодій може бути набагато більше. В залежності від природи явищ, які відбуваються при взаємодії, розрізняють:

– фізичні системи взаємодіючих тіл, коли відбуваються суто фізичні зміни;

– хімічні системи, коли взаємодії визначаються хімічними закономір-ностями;

– фізико-хімічні системи;

– біологічні (в тому числі мікробіологічні) системи;

– біохімічні системи.

Згідно з вимогами другого закону термодинаміки будь-яка система взаємодіючих об’єктів прагне досягти такого стану, коли запас її внутрішньої енергії є мінімальним, а ентропія максимальна. Таким станом для взаємодіючих систем є стан рівноваги, при якому вплив одних факторів компенсується дією інших. Для технологічних систем, як сукупності операцій, стан рівноваги встановлюється, коли вхідні потоки сировини, що надходить на переробку, врівноважуються вихідними потоками готової продукції та потоками втрат сировини і проміжного продукту. Рівноважний стан притаманний як окремим операціям, стадіям, так і всьому технологічному процесу в цілому. Рівновага систем або їх частин є динамічним станом, тобто вона може встановлюватися лише за певних умов. При зміні умов рівновага порушується, а система змінює свій стан доти, поки знову не встановиться рівновага, але вже за нових, змінених умов існування системи. Для більшості фізичних, хімічних та інших систем взаємодії можливість і умови рівноважного стану визначаються законом рівноваги (правилом фаз Гіббса), який описується таким рівнянням:

 

                                                     S=K+п-Ф; (6)                                            (1.1)

 

де: S – кількість ступенів свободи системи (мінімальна кількість факторів, які можна змінювати незалежно один від одного без порушення системи);

K – кількість незалежних елементів системи;

П – кількість зовнішніх факторів, що впливають на стан рівноваги системи;

Ф – кількість фаз у системі.

Системам, в яких може встановлюватися стан рівноваги (рівноважні системи), притаманні загальні закономірності, серед яких для технології мають важливе значення наступні:

1. Поведінка рівноважної системи обумовлюється її запасом внутрішньої енергії, який вимірюється потенціалом і рушійною силою системи. Під потенціалом розуміється відстань (віддаленість) системи в певний момент часу від її рівноважного стану. Рушійною силою є різниця потенціалів системи в початковому (або проміжному) і рівноважному стані.

Чим далі віддалена система від стану рівноваги на початку процесу, тим більший її потенціал і рушійна сила, тим з більшою швидкістю система рухається до рівноважного стану. Ця закономірність широко використовується в технології.

2. Система, яка знаходиться  в стані рівноваги, сама, без зовнішнього  втручання, не може змінити цей стан і буде перебувати в ньому скільки завгодно довго.

3. Щоб вивести систему  зі стану рівноваги, необхідно  вплинути на неї зовні шляхом зміни параметрів системи (температури, тиску, концентрацій тощо).

Оскільки стан рівноваги є динамічним, у рівноважній системі можуть відбуватись два протилежних за напрямом процеси. Один, спрямований на досягнення стану рівноваги, називають прямим, а другий – спрямований на зміну рівноважного стану, – зворотним. Який з цих процесів буде переважати в певний момент часу, визначається потенціалом системи. Процеси, які можуть перебігати в обох напрямах отримали назву зворотних, а ті, що не мають такої властивості – незворотними.

Більшість фізичних процесів, які мають місце в харчових технологіях (подрібнення, осадження, фільтрування, пресування, соління, коптіння, сушіння та інші), є практично незворотними тому, що при їх проведенні створюють такі умови (потенціал), при яких вони можуть рухатися тільки в одному напрямку. Однак деякі процеси навіть при жорстких технологічних режимах не проходять до кінця. Наприклад, процеси кристалізації, екстрагування, конденсації, абсорб-ції є зворотними. Це є причиною суттєвих втрат або зниження виходу кінцевого продукту в деяких харчових технологіях. Також зворотними є більшість хімічних процесів, тому завданням технолога є пошук та реалізація таких режимів проведення процесу, які б дозволяли зробити його максимально економічним і ефективним.

Всі зворотні фізичні та хіміко-технологічні процеси мають місце при низькому потенціалі системи, тобто поблизу стану рівноваги, при якому швидкості перебігу прямого та зворотного процесів зрівнюються, тому головним технологічним засобом прискорення таких процесів є підвищення потенціалу і рушійної сили. Вибір параметрів для впливу на перебіг технологічного процесу в рівноважних гомо – та гетерогенних системах здійснюється на підставі принципу, який вперше був сформульований видатним французьким вченим Ла-Шательє для хімічних реакцій. Відповідно до технологічних систем він формулюється так: „У системі, яка виведена зістану рівноваги впливом