Конспект урока по дисциплине Организация и технология отрасли на тему Технология сахарного, кондитерского и крахмало-паточного производства

Тема «Технология сахарного, кондитерского и крахмало-паточного производства»
ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ:
Образовательная: ознакомиться с технология сахарного, кондитерского и крахмало-паточного производства Развивающая: развивать умение обобщать информациюВоспитательная: воспитать в учащихся интерес к совершенствованию знаний
Форма организации урока: комбинированный урок
Программно-дидактическое обеспечение: лекция, видео, презентация, схемы
Межпредметные связи: экономика, маркетинг, организация производства, менеджмент
Ход занятия
Организация группы: поприветствовать группу, провести перекличку, подготовка группы к занятию.
Мотивация познавательной деятельности: тема урока «Технология сахарного, кондитерского и крахмало-паточного производства»
Задача урока: ознакомить с технологическим процессом изготовления сахара и крахмала
АКТУАЛИЗАЦИЯ:
1.сырье для сахарного и крахмало-паточного производства.
2 виды сахара
3.технологический процесс изготовления сахара-песка и сахара-рафинада
4.видеофильм
ФОРМИРОВАНИЕ НОВЫХ ПОНЯТИЙ И СПОСОБОВ ДЕЙСТВИЯ
Сахар – товар первой необходимости, спрос на который не подвержен спаду
Сахар – ингредиент алкогольных напитков, кондитерских и хлебобулочных изделий, пищевых продуктов. Продукт широко используется не только в пищевой промышленности, но и при изготовлении пластмассы, в фармацевтической индустрии.
Первыми, кто начал производить сахар, были древние индусы. Именно в Индии впервые удалось произвести сахар, и эта технология распространилась по всему миру. На протяжении столетий производство сахара совершенствовалось и на сегодняшний день это полностью автоматизированный процесс. Как правило, сахарные заводы находятся в регионах, где выращивают сахарную свеклу. Это обусловлено тем, что сахарная свекла продукт скоропортящийся и ее, чтобы цена на сахар для агрария была максимальной, обычно сразу перерабатывают после уборки.
Нормативные документы, регулирующие деятельность заводов по производству сахара
ГОСТ Р 52647-2006 – Свекла сахарная. Технические условия;
ГОСТ Р 53036-2008 – Свекла сахарная. Методы испытаний;
ГОСТ 12571-86 – Метод определения сахарозы;
ГОСТ Р 52678-2006 – Производство сахара.
Сырье для производства сахара
Сахарный тростник – тростниковый сахар изготовляют предприятия Бразилии, Индии и Кубы.
Сахарная свекла – на производстве свекловичного сахара специализируются предприятия России, США, Франции и Германии.
Сок пальм – пальмовый сахар изготавливается в странах Юго-Восточной Азии.
Крахмалистый рис или просо – солодовый сахар производится на территории Японии.
Стебли хлебного сорго – сорговый сахар потребляется жителями Китая. Данный вид сахар не обладает конкурентными преимуществами по сравнению с тростниковым или свекольным продуктом.
Виды сахара
Сахар-сырец – представляет собой отдельные кристаллы, состоящие из сахарозы;
Сахарная пудра – тщательно измельченные кристаллы сахара. Сахарная пудра широко используется при изготовлении кондитерских изделий;
Сахар-песок – продукт, который представляет собой сахарозу, кристаллы которой 0,5-2,5 мм. 
Сахар-рафинад – продукт из сахарозы высокой чистоты.
Технологический процесс изготовления свекловичного сахара
Подача. С кагатного поля (кагатные поля - место, где сваливают сахарную свеклу и откуда она с помощью водяного транспортера попадает на переработку) сахарная свекла через сеть гидротранспортёров подаётся на переработку. При подаче свеклы происходит частичная мойка корнеплодов, в устроенных ловушках отделяется большая часть примесей (песка, камней, ботвы).
Очистка и мойка. Свекла, убранная комбайном, содержит значительное количество примесей, которые, попадая в свеклорезки и диффузионные аппараты, вызывают преждевременный износ оборудования, способствуют увеличению потерь сахара. Поэтому перед переработкой свеклу тщательно очищают от посторонних примесей, используя разнообразное оборудование: гидравлические транспортёры, ботво-, камне- и песколовушки, моечные машины.
Для уменьшения вымывания сахарозы из свеклы её транспортируют и отмывают водой температурой не выше 18оС. После свекломоечной машины корнеплоды ополаскивают водой, в которую предварительно добавляют хлорную известь (10…15 кг на 100 т свеклы).
Корнеплоды свеклы после ополаскивания поступают на контрольный ленточный транспортёр, на котором они обдуваются сильной струёй воздуха для удаления оставшихся лёгких примесей и поверхностной влаги.
Измельчение. Мытую и обсушенную сахарную свеклу взвешивают на автоматических порционных весах и выгружают в бункер-накопитель. Из бункера  корнеплоды  самотёком  поступают в  свеклорезки  и  измельчаются  в  стружку  шириной 4…6 и толщиной 1,2…1,5 мм. Свекловичная стружка должна обладать достаточно большой удельной площадью поверхности, упругостью на изгиб и сжатие, а масса её – хорошей проницаемостью слоя в течение всего периода экстракции. Браком считается неразрезанные гребешки, стружка короче 5 мм или толщиной менее 0,5 мм. Для получения свекловичной стружки применяют центробежные, дисковые и барабанные свеклорезки
Диффузия. Это процесс извлечения сахарозы из клеток свекловичной ткани посредством вымывания её горячей водой. На сахарных заводах извлечение сахарозы осуществляется в непрерывно действующих диффузионных установках.
После измельчения свекловичная стружка поступает на транспортёр, подающий её в диффузионные аппараты. Для получения диффузионного сока используют диффузионную колонну, двухшнековую  диффузионную или ротационную установку.
К примеру, в шнековом диффузионном аппарате нагретая стружка перемещается с одного конца аппарата в другой, отдавая потоку воды сахара и растворимые несахара. По мере движения стружка всё более обессахаривается. При выходе из аппарата стружка (жом) содержит 0,2…0,28 % сахара от массы переработанной свеклы.
Свекловичная стружка и сок являются хорошими питательными средами для развития микроорганизмов. Выделяемые микроорганизмами продукты обмена ухудшают качество сахара, создают опасность взрыва. Поэтому для подавления микрофлоры в диффузионный аппарат через промежутки времени вводят 40 %-ный раствор формалина (0,015…0,02 % к массе свеклы).
Свежий жом, выходящий из диффузионного аппарата, прессуют до влажности 12…14 % сухих веществ для скармливания скоту в сыром виде, и до влажности 22…25 %, если он предназначен  для высушивания.
Очистка диффузионного сока. Сок содержит сахарозу и несахара, представленные растворимыми белками, пектиновыми веществами и продуктами их распада.
Очистка сока включает следующие операции: дефекацию предварительную и основную, сатурацию первую и вторую, сульфитацию и контрольную фильтрацию сока.
Одним из основных способов очистки является дефекация – обработка сока известью. Сок, подогретый до температуры 85…900С, дважды обрабатывается известковым молоком
Сгущение сока. Выпаривание – удаляется избыток воды из сока. При выпаривании изменяется химический состав сока. В завершение сироп обрабатывают сернистым газом, фильтруют на механических фильтрах. В результате получают сироп, в котором содержится 50-65 % сахара.
Кристаллизация. Кристаллизация осуществляется в вакуум-аппаратах при температуре 75° С. Сок после сульфитации представляет собой ненасыщенный раствор сахарозы и оставшихся в нем несахаров. При сгущении до пересыщения сахароза начинает осаждаться в виде кристаллов. Сгущение очищенного сока проводят в два этапа: сначала выпаривают воду в выпарной установке до состояния, близкого к насыщению (содержание сухих веществ в сиропе 65…70%), а затем – в вакуум-аппаратах до пересыщения (содержание сухих веществ 92…93%) с последующей массовой кристаллизацией. Сироп проходит через специальный фильтр и в результате действия центробежной силы на нем остаются кристаллы сахара. Они покрыты пленкой сиропа и имеют желтоватый оттенок. Чтобы ее удалить, на полученный сахар подают пар или горячую воду.
Сушка и упаковка. Полученный после кристаллизации сахар-песок высушивают горячим воздухом в сушильной установке до содержания влаги не более 0,14%, упаковывают в мешки массой по50 кг и отправляют на склад.
Производство сахара рафинада
 В свекловичном сахаре-песке содержится некоторое количество несахаров (красящих веществ, зольных элементов и т.д.), придающих ему желтоватый цвет, а также привкус и запах. Основная цель сахарорафинадного производства - получение кристаллического продукта высокого качества с содержанием чистой сахарозы не менее 99,9% (ГОСТ 22). Сахар-рафинад вырабатывают в виде сахара-песка и кускового сахара-рафинада. По органолептическим показателям сахар-рафинад должен соответствовать следующим требованиям: цвет белый (без пятен и посторонних примесей) допускается слегка голубоватый оттенок; вкус – сладкий без посторонних привкуса и запаха; раствор должен быть прозрачным.
 
Технология производства сахара рафинада достаточно проста. Для изготовления продукта необходим тростниковый или свекловичный сахар-песок.
Разработано два способа получения сахара-рафинада:
Прессованный способ – начинается с обработки в центрифуге сахарного сиропа. Далее осуществляется прессование, и высушивание готовой смеси. В завершение прессованный сахар разделяется на кубики.
 Технологическая схема производства прессованного рафинада включает следующие стадии: взвешивание и просеивание сахара-песка; приготовление рафинадного сиропа и клерса; удаление из сиропа механических примесей; адсорбционная очистка сиропа; сгущение сиропа до образования кристаллов; кристаллизация; центрифугирование и пробеливание кристаллов; получение рафинадной кашки; прессование рафинадной кашки; сушка и охлаждение брикетов; фасование и упаковывание сахара-рафинада; складирование и хранение.Сахар-песок, поступающий в производство, взвешивают на автоматических весах, просеивают для удаления примесей и подают для приготовления сиропа и клерса. Рафинадный сироп концентрацией сухих веществ 73% готовят из обычного сахара-песка. Клерс – это продукт, получаемый из растворенного в воде сахара-песка повышенного качества, сухих отходов рафинадного производства и отбора из адсорбентов рафинадной группы. Он служит для пробеливания кристаллов сахара перед центрифугированием. Температура сиропов 75оС, рН не ниже 7,5. Сиропы обязательно фильтруют для удаления механических примесей и подвергают адсорбционной очистке для их обесцвечивания и освобождения от минеральных примесей.
Обесцвеченные сиропы подают в вакуум-аппараты для сгущения.
Для отделения кристаллов сахара сироп обрабатывают на центрифугах. После центрифугирования и пробелки получают полупродукт – рафинадную кашку, которая состоит из кристаллов, покрытых пленкой увлажняющего их клерса.
Рафинадную кашку прессуют под давлением для формирования брикетов. Сырой прессованный сахар-рафинад сушат и направляют на хранение.
 
Литой способ – более материально затратный и трудоемкий процесс. Литой способ подразумевает помещение сахарной массы в специальные формы, в которых она затвердевает. Далее масса заливается сахаром, в котором отсутствуют примеси. Промывание повторяется несколько раз. Затем кусковый сахар, очищенный от патоки, сушится, извлекается из форм. В завершение масса разделяется на кубики.
Использование доброкачественных отходов сахарного производства
Выход мелассы в среднем составляет 4,5-5,5% к массе переработанной свеклы. Она используется в ряде отраслей пищевой и комбикормовой промышленности. Так, в бродильной промышленности меласса идет на производство этилового и бутилового спиртов, молочной и лимонной кислот, глицерина; на сусле, приготовленном из мелассы. Выращивают хлебопекарные дрожжи; в комбикормовой промышленности мелассу используют в качестве ценной добавки при производстве кормов для животных.
Жом представляет собой обессахаренную стружку (мякоть) свеклы. Он прекрасный корм для скота. Для этой цели его используют как в свежем, так и в высушенном виде.
Жом используют также при получении пищевого пектина (для кондитерской промышленности) и пектинового клея (для текстильной и полиграфической промышленности).    
Производство картофельного крахмала
Современная крахмалопаточная промышленность - важная отрасль народного хозяйства. Крахмалопаточные предприятия выпускают сухой крахмал, глюкозу, различные виды крахмальных паток, модифицированные крахмалы, декстрин, глюкозофруктозные сиропы и др. Ассортимент вырабатываемой продукции составляет десятки наименований. Крахмал и крахмалопродукты используют в различных отраслях пищевой промышленности - кондитерской, хлебопекарной, консервной, молочной, пищеконцентратной, а также в медицинской, текстильной, полиграфической, бумажной и др.
Предприятия, перерабатывающие картофель и кукурузу, получают сырой крахмал влажностью 50...52 %. Такой крахмал храниться не может, так как является прекрасной средой для развития микроорганизмов, он закисает. Поэтому сырой крахмал на этих же или на других предприятиях перерабатывают в сухой влажностью для картофельного 20 %, или используют для изготовления патоки, глюкозы и других крахмалопродуктов.Народнохозяйственное значение крахмалопаточной промышленности определяется весьма разнообразным и постоянно расширяющимся спектром использования крахмала и продуктов на его основе. В настоящее время крахмалопродукты широко востребованы в различных отраслях промышленности - от кондитерского производства до нефтебурения. С появлением новых видов крахмалов области их применения постоянно расширяются, и потребность в них стабильно растёт.
Крахмал и его модификации широко применяются в гофрокартонном производстве, при выработке кондитерских и хлебобулочных изделий, колбас, консервов и многих других пищевых продуктов. Огромны возможности использования модифицированного крахмала в технических целях: текстильной и бумажной промышленности, для стабилизации глинистых растворов при нефте- газобурении, для приготовления формовочных смесей в литейном производстве, клея для обоев и во многих других отраслях.
Технология производства картофельного крахмала
 Основная задача производства картофельного крахмала - максимальное извлечение крахмала путем разрыва наибольшего числа клеток клубня и дальнейшая очистка крахмальных зерен от нерастворимых и растворимых примесей. Весь процесс такого производства складывается главным образом из механических операций и основан на двух свойствах зерен крахмала: нерастворимости их в холодной воде и малых размерах при сравнительно большой плотности.
Сырьем для производства картофельного крахмала служит картофель. Химический состав клубней картофеля колеблется в довольно широких пределах и зависит от сорта картофеля, климатических, почвенных и других условий. Средний химический состав картофеля (%): вода-75; сухие вещества-25, в том числе крахмал-18,5, азотистые вещества-около 2, клетчатка-1, минеральные вещества-0,9, сахара-0,8, жир-0,2 и прочие вещества (пектины, пентозаны и др.)-1,6. Содержание крахмала в клубнях картофеля колеблется от 8 до 29 %.
Хранение картофеля при пониженной температуре приводит к увеличению содержания сахаров до 5 %, снижению выхода крахмала и увеличению потерь сухих веществ картофеля.
В картофеле содержится от 0,52 до 1,77 % клетчатки.
В состав картофеля входят органические кислоты - лимонная, щавелевая, яблочная, молочная, но преобладает лимонная кислота.
Кроме перечисленных веществ в картофеле содержится соланин в количестве от 2 до 10 мг на 100 г сырого картофеля. Его содержание резко увеличивается при хранении картофеля на свету, когда он приобретает зеленую окраску. Употреблять такой картофель в пищу нельзя. Соланин также является сильным пенообразователем и затрудняет процесс очистки крахмала от примесей.
В картофеле содержится от 10 до 30мг% витамина С, небольшое количество витаминов группы В и каротиноидов.
Принципиальная технологическая схема получения сырого картофельного крахмала состоит из следующих этапов: хранение картофеля; доставка картофеля на завод; мойка , картофеля; взвешивание картофеля; тонкое измельчение картофеля - получение кашки; выделение картофельного сока из кашки; выделение свободного крахмала из кашки; отделение и промывание мезги; рафинирование крахмального молока; промывание крахмала.
Клубни картофеля хорошо отмывают от почвы в специальных мойках, отделяя при этом солому, камни и другие загрязнения. Чистые клубни измельчают на терках или измельчающих машинах ударного действия. Полученную кашку обрабатывают на осадительных центрифугах для получения концентрированного клеточного сока. Кашку после центрифуг разбавляют жидким крахмальным молоком с сит, на которых промывалась мелкая мезга, и направляют на два первых сита, последовательно отмывающих крахмал от мезги. С сит кашку направляют на окончательное истирание во вторую измельчающую машину, отмывают от свободного крахмала, а полученную мезгу направляют на механическое обезвоживание и использование в качестве корма. Крахмальное молоко, полученное после промывания кашки, поступает для отделения соковой воды на шнековые (осадительные) центрифуги. Соковую воду удаляют в ловушки, а сырой крахмал, разбавленный свежей водой, в виде молока направляют на рафинирование. Здесь получают чистый сырой крахмал и часть крахмала с пониженным качеством.
Для получения высококачественной готовой продукции хорошее качество сырья (сырого картофеля) имеет очень большое, а иногда и решающее значение. Белый цвет крахмала важен при применении его как вспомогательного материала в текстильной, бумажной, полиграфической, пищевой и других отраслях промышленности. Большое значение для многих производств имеет вязкость крахмального клейстера, получаемого при нагревании смеси крахмала с водой. Особенностью картофельного крахмала, отличающей его от многих других крахмалов (например, получаемых из зерна кукурузы, пшеницы и др.), является высокая начальная вязкость крахмального клейстера.
Сырой крахмал сохраняется плохо из-за высокого содержания влаги. Поэтому сразу после выработки целесообразно обезвоживать его (на центрифугах), а затем или немедленно высушить или перерабатывать для получения других видов готовой продукции.
Выход крахмала больше всего зависит от крахмалистости картофеля и качества его измельчения. Поскольку, как отмечалось, картофель теряет при хранении значительное количество крахмала, его перерабатывают как можно быстрее, не допуская хранения в весенние месяцы (начиная с апреля потери крахмала заметно увеличиваются). Поэтому обычный сезон переработки картофеля продолжается 180-200 дней - с сентября по март. В весенне-летние месяцы картофель перерабатывают со значительно худшими показателями. Следует стремиться довести длительность сезона переработки до 120 дней.
ЭТАП ИНФОРМАЦИИ О ДОМАШНЕМ ЗАДАНИИ.
Презентация «Сахар – польза и вред»
Презентация «Где используется сахар»
Презентация «Крахмал – область применения»
Подведение итогов: оценки по пройденному уроку
Этап рефлексии раздать листочки с вопросом «Что нового узнали на уроке?»