Лекции по дисциплине «Технология мяса и мясных продуктов»

Благодаря высокой дисперсности, достигаемой распылением крови, основная масса воды удаляется за несколько секунд, что обуславливает устойчивость белков к последующему воздействию повышенных температур. В то же время высокая интенсивность испарения влаги из материалов в начальный момент сушки приводит к резкому снижению температуры теплоносителя и обеспечивает сравнительно низкий температурный уровень высушиваемого продукта. Температура материала на заключительном этапе сушки не поднимается выше 50 – 60⁰С, хотя сушильный агент поступает с температурой выше 100⁰С.

Кратковременность воздействия  повышенных температур в процессе обезвоживания  крови позволяет свести к минимуму денатурационные изменения белков и тем самым обеспечивает высокую степень их растворимости в высушенном продукте. Полученный в результате распылительной сушки тонкий порошок при контакте с водой весьма быстро без предварительного измельчания переходит в раствор.

Высокая скорость растительной сушки позволяет осуществить  процесс в непрерывном потоке при его полной автоматизации. Кровь  можно распылять с помощью  форсунок или центробежных дисков.

Распыление форсунками может быть пневматическим и гидравлическим. Пневматические распылительные устройства действуют по принципу инжектора. Распыление жидкости в них достигается действием струи сжатого воздуха давлением 2,5 - 7·10⁵ Па. Кровь в форсунки подается самотеком. При небольшой производительности пневматические форсунки требуют сравнительно больших затрат энергии и сложны в обслуживании.

Гидравлические (механические) распылительные устройства представляют собой перемещающиеся по окружности или неподвижные форсунки, через  отверстия которых под давлением 50·10⁵ Па и выше выбрасывается крвь. Установки с подвижными форсунками в зависимости от производительности имеют 4,6 и 9 форсунок, диаметр выходных отверстий которых имеют 0,5 – 1 мм. Устройства с неподвижными форсунками имеют их 2 – 3 с диаметром отверстий 1,3 – 1,7 мм.

Скорость струи является функцией давления, под которым подается кровь в форсунку. Увеличение дисперсности позволяет повышать температуру подаваемого воздуха, практически не влияя на содержание растворимых белков.

Гидравлический способ распыления достаточно экономичен по расходу энергии. Однако его существенным недостатком является забивание отверстий форсунок примесями, что вызывает необходимость обязательной фильтрации крови перед распылением. Кроме того, под шлифующим действием струи жидкости диаметр отверстий в форсунках довольно быстро возрастает, что приводит к нарушению нормального режима работы сушилки.

Центробежное распыление крови производится при помощи быстро возрастающегося диска, снабженного четырьмя или более каналами, расположенными радиально. Кровь самотеком подается в воронку диска, откуда попадает в каналы, сечение которых уменьшается в радиальном направлении. Степень распыления крови вращающимся диском является функцией окружной скорости.

Зависимость степени  распыления от величины центробежного ускорения выражена уравнением:

 

 

 
Частота вращения составляет (8 - 10)·10³ имн ^–1. Производительность диска около 0,5 м³/ч. Увеличение частоты вращения до 3·10⁴мин^-1 обеспечивает значительно большую дисперсность крови, а, следовательно, и возможность повышения температуры сушки. Дисковое распыление обеспечивает высокую степень дисперсности крови, причем отверстия в диске во время работы не засоряются, и нет необходимости останавливать сушилки для очистки распыливающих устройств, как это имеет место при форсуночном распылении.

При всем различии, в контракциях распылительных сушилок общими для всех сушилок является следующие элементы: сушильная камера, распыляющее устройство, устройство для улавливания порошка, уносимого воздухом, подогреватель, приспособление для выгрузки сухого продукта, вентиляторы и фильтр для очистки воздуха, воздуховоды и распылитель воздуха.

Обезвоживаемый материал распыляется в сушильной камере, где смешивается с нагретым воздухом и обезвоживается. Большая часть сухого материала в виде пыли падает на дно камеры и непрерывно отводится оттуда разгрузочным устройствам. Отработавший воздух с уносимой им частью сухого порошка удаляется из камеры через пылеуловительные устройства и выбрасывается в атмосферу.

 В зависимости от направления движения теплоносителя относительно направления потока распыленного материала сушилки могут быть прямоточными, противоточными, со смешанным движением теплоносителя и воздух.

Сушильные камеры (башни) распылительных сушилок бывают цилиндрической и цилиндроконической формы. Преимущество последней состоит в том, что при направленном потоке воздуха по спирали сушильные камеры работают как циклон и поэтому не нуждаются в специальном разгрузном устройстве.

Важным элементом распылительных установок являются устройства для улавливания пыли. Высушенные частицы могут длительное время, находится во взвешенном состоянии, особенно при наличии воздушного потока. Значительная часть пыли высушенного материала увлекается потоком отходящего воздуха или газа. Величина уносимой пыли может составлять в распылительных устройствах до 40% общего количества высушенного материала. Поэтому улавливание пыли необходимо как с точки зрения экономических соображений, так и с точки зрения предотвращения загрязнения окружающей среды. Кроме того, осаждение пыли на поверхности трущихся частей механизмов ведет к их преждевременному износу.

Пыль от отходящего воздуха  отделяется либо с помощью встряхивающих  рукавчатых фильтров, либо в циклонах. Рукавчатый фильтр состоит из прямоугольного или цилиндрического кожуха с коническим днищем, образующим бункер. Внутри кожуха  находятся матерчатые рукава, которые периодически встряхиваются для удаления осевшей пыли.

Основными достоинствами  рукавных фильтров  являются высокая  степень обеспыливания (95 – 96%) и удобства выгрузки пыли. К недостаткам таких фильтров относят колебания в производительности вследствие запыленности ткани и забивка ее при фильтрации влажной пыли, что резко сказывается на снижении производительности.

Наряду с рукавными фильтрами в распылительных установках широко применяют циклоны, действие которых основано на использовании центробежной силы. Степень обеспыливания отходящих газов в циклонах зависит от размера частиц, удельной массы пыли, ее концентрации в очищенном газе, скорости воздуха на выходе в циклон и размеров циклона.

Обогрев воздуха, подаваемого  в сушилку, можно производить  в калорифере или путем смешения с газообразными продуктами сгорания топлива. Обычно для подогрева употребляют паровые пластические калориферы, значительно реже – электрические и огневые.

При получении пищевой  продукции важно, чтобы наружный воздух, поступающий в калорифер, был очищен. Для этой цели перед  калорифером устанавливают серию  рам с натянутым материалом, проходя через которые воздух очищается. Часто воздух очищают с помощью висциновых фильтров (пустотелые кольца или клетчатые рамы, смазываемые вискузином).

Кровь из емкости поступает  в полость распылительного диска. Воздух, нагретый в калоифере, за счет работы всасывающего вентилятора выходит в камеру через распределительные жалюзи, имеющий температуру 140⁰С, приобретает вихреобразное движение, и, контактируя с распыленной кровью, ее обезвоживает.

Высушенная кровь в  виде порошка падает на дно сушильной  башни, откуда непрерывно удаляется вращающимися радиально расположенными скребками, направляющими ее к отверстиям, через которые он ссыпается в шнек, а затем поступает в линию пневмотранспорта. Отработавший воздух отсасывается вентилятором и проходит через циклоны. Отделенные частицы сухого продукта поступают в систему трубопроводов пневмотранспорта, соединенного с циклоном, для окончательного их отделения.

В сушилках с форсуночным  распылением кровь, поступающая  на обезвоживание из бака, проходит через стаканчиковые фильтры  и плунжерным насосом под давлением 5·10⁵ Па нагнетается во вращающиеся на колонке форсунки, которыми выбрасывается в камеру, образуя факел распыленной крови. Воздух, нагретый в калорифере, поступает через хобот в верхнюю часть башни через воздухораспределитель в виде шлицы. После высушивания основная масса обезвоженной крови опускается на дно башни и непрерывно вращающимися скребками сметается в бункер, откуда попадает в разгрузочный шнек. Задержанные фильтром частицы высушенного материала ссыпаются вниз и из бункера отводятся шнеком.

Экономичность распылительной сушки можно значительно повысить, предварительно упаривая кровь и  используя тепло и влагоемкость отходящего воздуха для  предварительного подогрева и частичного обезвоживания крови, подаваемой в сушилку. Предварительным упариванием можно удалить до 60% содержащейся в крови влаги, что повысит содержание сухого остатка с 17 до 35%. Во избежание денатурации белков крови выпаривание следует вести при температуре не выше 35 – 40⁰С в условиях вакуума при остаточном давлении 5,32 – 6,66·10⁵ Па.

Кровь и ее фракции  можно сушить в виброкипящем слое на установке А1 – ФБУ. Кровь с  помощью пневматической форсунки наносится  тонким слоем на гранулы из инертного  материала (фторопласт - 4), расположенные  на вибрирующей решетке. Воздух поступает в камеру с температурой 100 – 125⁰С в противотоке движения гранул. В результате горения гранул высушенная пленка крови отделяется и уносится с помощью отсасывающего вентилятора в циклон.

В ряде случаев кровь  обезвоживается сублимационной сушкой.

Концентрирование плазмы крови.

 

Высокое содержание воды в плазме крови ограничивает возможности  ее использования при производстве некоторых видов мясопродуктов. Весьма перспективным представляется концентрирование плазмы или сыворотки  методом ультрафильтрации. Ультрафильтрационные установки снабжены полупроницаемыми мембранами, через поры которых проходит растворитель и низкомолекулярные вещества. Это приводит к увеличению концентрации макромолекул. Движущий силой процесса является перепад давлений порядка 1·10³ кПа. Разделение проводится при температуре окружающей среды, что обеспечивает сохранение нативных свойств белка.

Проверенными по ВНИКИМе  исследованиями установлено, что применение ультрафильтрации позволяет увеличить концентрацию белков в плазме до 20% при сохранении их исходных свойств. Применение ультрафильтрации в сочетании с сушкой будет способствовать снижению расхода энергии и обеспечит высокое качество высушенного продукта.

В Швеции предложен метод  криоконцентрирования плазмы крови. Этот метод основан на повышении содержания сухих веществ в водной фазе в результате выделения кристаллов льда. По данным МТИММП, содержание белков в плазме крови можно увеличить благодаря криоконцентрированию до 15% при высоком уровне сохранения их нативных свойств.

В Швеции разработана  и запатентована установка для  переработки крови крупного рогатого скота и свиней, в которой происходит стабилизация крови, разделение ее на форменные элементы и плазму, концентрирование белков плазмы с помощью ультрафильтрации с последующей сублимационной сушкой аппаратах непрерывного действия.

 

Модуль 1. Лекция 5.

 

Тема: Обработка шкур верхнего покрова направление промышленного использования шкуры. Необходимость в консервировании шкур. Требования стандартов.

Обработка шкур верхнего покрова направление промышленного использования шкуры. Необходимость в консервировании шкур. Морфология кожного покрова. Состав и строение основных способов топография шкуры. Требования стандартов. Характер подготовительных операций. Мездрение. Коптурирование шкур. Способы консервирования и их оценка. Выбор способа консервирования в зависимости от вида шкур. Консерванты поваренная соль и др.. Способы посола: сухой посол, тузлукование, сухосоленый способ, кислотно-солевой способ. Их оценка. Основные технологические операции. Поточно-механизированные линии с применением аппаратов периодического и непрерывного действия, их технологическая и экономическая оценка. Методы регенерации рассола и их оценка. Технологические средства. Режим хранения. Обработка кератиносодержащего    сырья (рога, копыта, волос, щетина, пух, перья). Кератин  и  его  основные  свойства. Промышленное использование сырья. Основные операции, техника и режим обработки.

 

Содержание:

Обработка шкур.

Производственная  номенклатура и классификация шкур.

Шкуры по своему строению и свойствам  существенно отличаются в зависимости  от вида животных, их пола и возраста.

С л и з о к  – шкура не родившихся или мертворожденных телят.

О п о е к –  шкура молодняка крупного рогатого скота, которого поят молоком.

В ы р о с т  о к – шкура молодняка крупного рогатого скота, освоившего растительный корм.

Я л о в к а  – шкуры коров.

Б ы ч и н а  – шкура кастрированных быков.

Б у г а и н  а – шкура некастрированных быков.

Шкуры свиней имеют редкий шерстный покров и толстый эпидермис. Волосяные сумки насквозь пронизывают дерму, вследствие чего свиная кожа водопроницаема.

В соответствии с видовым  и возрастными особенностями  различают мелкое, крупное и свиное кожевенное сырье.

К мелкому кожевенному  сырью относят шкуры молодняка крупного рогатого скота (склизок, опоек независимо от массы  и выросток до 10 кг), овец, непригодные для мехового и шубного производства, и шкуры коз. Шкуры мелкого скота (о в ч и н ы ) различают также и по длине шерстного покрова: овчину шерстную (длина шерсти свыше 6 см), полушерстную (от 2,5 до 6 см), голяк (до 2,5 см).

В крупное кожевенное сырье входят шкуры крупного рогатого скота: п о – л у к о  ж а н и к  (шкура подтелка и бычка, масса 10-13 кг, средняя – 17,25 кг, тяжелая – свыше 25 кг), б у г а и н а  (легкая – 17-25 кг, тяжелая – свыше 25 кг).