Сырьем для выработки технических жиров и кормовых продуктов являются непищевые части туш и отходы пищевых производств.
- Органы и части туши, забракованные ветеринарно-санитарным надзором, как непригодные в пищу — конфискаты.
- Органы, обладающие низкой питательной ценностью (аорта, трахея, негодные для употребления кишки, ушные раковины).
- Отходы пищевых производств (жир из жироуловителей, мелкие мясные и жировые обрезки и зачистки).
- Половые органы и эмбрионы.
- Трупы павших (на территории мясокомбината) животных.
Одним из важных условий получения максимального выхода высококачественного жира является сортировка сырья. Вне зависимости от метода вытопки сырье следует сортировать по степени жирности. Совместная переработка в одном котле сырья с различным количеством жира может привести к ухудшению качества жира и к уменьшению его выхода.
Некоторые виды сырья, как, например, печень и легкие, содержат очень мало жира. Поэтому совместная переработка такого вида сырья с более жирными приводят к уменьшению выхода жира за счет впитывания жира нежирными материалами.
На производстве, в зависимости от содержания жира, сырье подразделяют на три основные группы:
а) с незначительным содержанием жира (до 5%) — нежирсодержащее сырье, куда относятся конфискованные печень, легкие и селезенка, эмбрионы, половые органы, телячьи кишки, концы кишок с колбасного завода (без шпагата), шлам, фибрин;
б) сырье с большим (относительно) содержанием жира (до 20%) — жирсодержащее сырье, куда относятся обрезки кишок и неиспользуемые кишки, бракованное мясо, бракованные сердца, гортань, летошки, очистки с рубца и обрезки;
в) сырье со значительным содержанием жира — жировое сырье, куда относятся жир-сырец, поступающий из районов с явно неудовлетворительной органолептической оценкой и наличием альдегидов (обнаруженных химическим анализом), жир-сырец, получаемый при мездрении шкур на машинах в шкуропосолочном цехе, жир-сырец, получаемый при мездрении шкур с хряков, остатки тонущего жира-сырца (мясные прирези) из промывных и охлаждающих чанов.
Все это сырье в основном состоит из влаги, жира и белковых веществ, причем процент их колеблется в широких пределах, в зависимости от вида, возраста, степени упитанности животного, а также от происхождения органа, с которого получено то или иное сырье.
Сырье, содержащее большой процент кости, необходимо смешивать с мягким сырьем, так как надлежащее количество кости в сырье способствует получению шквары, хорошо поддающейся прессованию. Слишком большое количество кости придает шкваре клейкость и уменьшает ее пластичность. В этом случае шквара плохо прессуется. Более рыхлая структура массы, обусловливаемая наличием кости, способствует сокращению продолжительности сушки. Поэтому, как правило, к мягкому сырью добавляют 15—20% кости.
Сырье доставляют в цех технических фабрикатов в железных ковшах по подвесным путям (грузоподъемностью 125 и 250 кг) или в напольных тележках (емкостью 0,25 и 0,42 м3), или по трубам при помощи аппаратов для передувки горизонтального или вертикального типа.
Неизмельченное говяжье сырье транспортируется по трубам диаметрам 170 мм, а свиное диаметром 120 мм.
Передувка сырья длится менее минуты.
Аппарат для передувки заполняют сырьем, герметически закрывают и подают в него сжатый воздух или пар давлением не выше 4 атм, который выдавливает сырье в соответствующий приемник.
Передувка сырья по трубам высвобождает рабочих и обеспечивает высокое санитарное состояние производства.
В настоящее время на мясокомбинатах применяют передувочные аппараты периодического действия, горизонтальные и вертикальные.
Автоматические передувочные аппараты могут засасывать сырье из нескольких точек и не требуют заглубления аппарата при установке.
Предварительная обработка сырья
Предварительной обработке подвергается все сырье, которое по номенклатуре является техническим и идет на выработку технического жира и кормовой муки, а также конфискаты, т. е. целые туши, части туш или отдельные органы, которые бракуются при осмотре ветеринарным надзором, как полученные от больных животных при условии, что эти болезни не являются заразными для человека. К таким болезням относятся туберкулез, акгиномикоз, ящур, эхинококки, фасциелоз, перипневмония, финноз, трихинеллоз. пневмония, чума и рожа свиней.
Туши животных, павших от остроинфекционных болезней, предварительной обработке не подвергают, а перерабатывают в неразделенном виде в специальных аппаратах, допускающих за грузку целой туши и обеспечивающих наименьшее соприкосновение рабочих с сырьем. К таким болезням относятся: сибирская язва, сап, бешенство, чума крупного рогатого скота, эмфизематозный карбункул, эпизотический лимфангоит. При отсутствии специальных аппаратов такие туши сжигают.
Целью предварительной обработки является улучшение качества готовой продукции. Это достигается прежде всего промыв кой сырья. Практика показывает, что жир при этом получается с меньшей кислотностью. Еще более эффективна промывка предварительно измельченного сырья. Кроме того, измельченное сырье быстрее и равномернее прогревается в котле. Предварительная обработка сырья сводится к следующим операциям.
Сортировка. Сырье сортируют на столах или в бетонных низких чанах по степени жирности. Одновременно удаляют видимые металлические примеси и посторонние предметы.
Разделка туш павших животных. С туш, допускаемых к предварительной обработке, а также с выпоротков снимают шкуру, которую после дезинфекции направляют в шкуропосолочный цех. После снятия шкуры туши вскрывают и удаляют из них внутренние органы, которые промывают после измельчения. Туши вручную разрубают на части (туши крупного рогатого скота на четыре части свиней на три части) и направляют на дробление Туши мелкого рогатого скота и выпоротков поступают на измельчение без деления на части.
Измельчение и промывка мягкого сырья. Для этой операции пользуются комбинированной резательно-моечной машиной, промывной перфорированный барабан которой установлен с уклоном в 2—3°. Вода подается через дырчатую трубу.
Вода (15—18°) через перфорированную поверхность барабана стекает в корыто, расположенное под барабаном, откуда уходит в канализацию через жироуловитель.
При вытопке сырья сухим методом целесообразно применять резательно-моечную машину с двумя барабанами, из которых один служит для промывки сырья, а второй для его обезвоживания. Предварительное удаление влаги, приобретенной сырьем во время промывки, при сухом методе вытопки сокращает продолжительность процесса, уменьшает расход пара и позволяет полнее использовать емкость котла.
Производительность резательно-моечной машины составляет 0,6—0,7 г сырья в час при мощности электродвигателя 6,8 квт.
Для измельчения легких, печени, выпоротков применяются также молотковые дробилки.
Измельчение твердого сырья. Для измельчения твердого сырья (разрубленных на части туш крупного рогатого скота и свиней или целых туш мелкого рогатого скота) используют дробилку (гриндер), работающую по принципу измельчения стружки, соскабливаемой при помощи быстровращающихся ножей.
На валу дробилки насажено, в зависимости от нужной производительности, несколько стальных барабанов, на которых укреплены шесть выступающих вперед ножей.
Дробилку загружают через расположенное наверху отверстие. Ножи барабана при быстром вращении разрезают сырье и протаскивают его через узкую щель между корпусом и барабаном дробилки. Щель ограничивается съемной стальной пластинкой. После прохождения смотрового люка, где щель расширяется, продукт встречает вторую съемную стальную пластинку, ограничивающую вторую, еще более узкую щель. Измельченный продукт выпадает из дробилки через разгрузочное отверстие, которое расположено в нижней части корпуса.
Такие дробилки изготовляются производительностью 30 т сырья в час с электродвигателем 93 квт и 10 т сырья в час с электродвигателем 41 квт.
Для измельчения сырой кости (кулаков и рядовой) применяют двухвальцовую костедробилку.
Варка шляма и крови. Для выработки кормовой муки используют также кровь, фибрин и шлям. Шлям представляет собой слизистую оболочку и слизь, удаляемые с внутренней поверхности кишок при их очистке. Фибрин получается в результате дефибринирования как пищевой, так и технической крови. Эти виды сырья содержат значительное количество воды. Для частичного обезвоживания в целях ускорения процесса высушивания и экономии расхода тепла — это сырье подвергают перед сушкой нагреванию острым паром для денатурации содержащихся в нем белковых веществ.
Методы получения технических жиров и кормовых продуктов термическим путем
Наличие в сырье большого количества влаги при одновременном содержании белковых веществ и жира, а также ряда ферментов способствует его быстрому загниванию и разложению. В начальной стадии гнилостного распада белков последовательно образуются альбумозы, полипептиды и аминокислоты. Дальнейший распад ведет к образованию органических соединений, среди которых одни токсичны, а другие обладают неприятным запахом. В конечном результате образуются неорганические вещества (углекислый газ, аммиак, сероводород, вода).
Для предотвращения гниения и разложения сырья и во избежание ухудшения качества конечных фабрикатов техническое сырье необходимо немедленно доставлять в цех технических фабрикатов для немедленной переработки. Задержка в переработке сырья на 8—10 час. вызывает повышение кислотного числа жира до 30.
Термическая переработка сырья распадается на две стадии: стерилизацию вместе с разварной и сушку. Для получения продукта, пригодного для кормовых целей, должны быть уничтожены в сырье все микроорганизмы.
Споры некоторых бактерий погибают лишь при температуре свыше 130° при нагревании в течение некоторого времени. Поэтому для получения вполне стерильного продукта сырье должно быть подвергнуто воздействию температуры не ниже 135° не менее 30—40 мин.
В процессе стерилизации (и разварки) сырье разваривается до такой степени, что жир может свободно выделяться. Повышением температуры стерилизации можно было бы сократить продолжительность термической обработки, но тогда усилился бы распад веществ, находящихся в составе сырья.
В сильно нагретой муке усиливается дезаминирование аминокислот и получаются вещества темного цвета, обогащенные углеродом, которые по химическим свойствам напоминают гуминовые соединения. Способность такой муки к набуханию и расщеплению ее ферментами гораздо слабее.
Сушка разваренного сырья создает такие условия, при которых предотвращается развитие микроорганизмов в готовом продукте. Применение вакуумной сушки намного сокращает длительность производственного процесса и позволяет вести его при низкой температуре, что обеспечивает получение более усвояемой кормовой муки.
Для предотвращения нежелательных изменений как в составе, так и в весе муки содержание влаги в ней не должно превышать 9—12%.
Порча влажной муки часто связана с самонагреванием ее вследствие развития в ней термогенных бактерий и окислительных процессов. Особенно быстро разогревается мука с повышенным содержанием жира. Поэтому, если мука недостаточно высушена (недостаток пара, неисправность аппаратуры), то ее нельзя упаковывать, а следует рассыпать тонким слоем в закрытом помещении и перелопачивать.
В зависимости от типа применяемых аппаратов различают мокрый и сухой методы термической обработки.
Сухой метод осуществляется в вакуумных горизонтальных котлах.
Для вытопки мокрым методом применяют:
- двустенные горизонтальные аппараты с боковой загрузкой и с внутренним вращающимся перфорированным цилиндром, позволяющим загружать тушу крупного рогатого скота целиком; в этих аппаратах происходит и разваривание сырья, и сушка разваренной массы (однокотельная система);
- одностенные горизонтальные аппараты с внутренним вращающимся цилиндром и с центральной загрузкой и одностенные вертикальные аппараты, в которых обрабатываются туши, предварительно расчлененные на части; сушка разваренной массы производится в отдельном аппарате (двухкотельная система);
- открытые одностенные котлы с огневым обогревом (только для вытопки технических жиров из неинфекционного сырья без выработки кормовой муки).
При сухом методе вытопки в горизонтальных вакуумных котлах сырье не подвергается непосредственному воздействию острого пара, при мокром (в закрытых аппаратах) — подвергается, поэтому в процессе переработки, помимо жира, получается клеевой бульон, который образуется за счет перехода коллагена в глютин, растворяющийся в горячей воде. Под воздействием высокой температуры глютин в значительной степени гидролизуется, расщепляясь на глутозу, пептоны. Желатинизирующая способность и клеевые качества бульона снижаются. Кроме того, присутствие жира в бульоне, идущем на упаривание, ухудшает качество клеевой галлерты, понижая клеющую способность галлерты, а иногда и уничтожая ее.
Сухой метод переработки технического сырья по сравнению с мокрым имеет значительные преимущества.
- Высокое качество жира. При вытопке жир меньше находится в соприкосновении с водой, отчего его кислотность ниже, чем при мокром.
- Высокая кормовая ценность муки. Продолжительность периода разваривания сырья при сухом методе около 2 час., при мокром около 4 час., поэтому усвояемость кормовой муки, получаемой при сухом способе выше, чем при мокром.
- Разница в продолжительности разваривания обусловливается энергичным перемешиванием массы при вытопке в вакуумных котлах.
- Высокий выход кормовых продуктов. Белковые вещества, растворяясь в клеевом бульоне, понижают выход готового кормового продукта. В среднем выход кормовой муки, получаемой в вакуумных котлах, составляет 20—22%, выход же муки в аппаратах, применяемых при мокром методе, — 15% к весу сырья.
- Лучшее обезжиривание муки. В муке отпрессованной шквары из вакуумных котлов жира содержится 7—12%, в кормовой же муке из аппаратов мокрого метода остается жира 16—18%.
- Легкое освобождение жира от взвешенных примесей. Совместное пребывание небольших количеств жира с большим количеством клеевого бульона (при мокром методе) приводит к образованию стойких эмульсий.
- Лучший цвет и запах кормовой муки.
- Меньший расход пара (примерно в 1,5 раза). При мокром способе необходимо затрачивать пар на упаривание клеевого бульона.
К недостаткам сухого метода можно отнести невозможность переработки остроинфекционного сырья (целые туши в такой котел загружать нельзя) и несколько более темный цвет жира из-за пригара сырья у стенок котла.
При сравнении между собой различных систем, работающих по мокрому методу, предпочтение следует отдать таким аппаратам, в которых жир и бульон в течение всего периода разваривания непрерывно удаляются в жироотделитель и которые позволяют загружать тушу без расчленения ее на части.
Вытопка в вакуумных горизонтальных котлах
Вытопка, по существу, аналогична вытопке пищевого жира-сырца, но ведется обязательно в три фазы.
Для переработки технического сырья применяют вакуумные горизонтальные котлы различных конструкций. Основное различие между ними заключается в размерах теплопередающей поверхности, в конструкции привода и в числе оборотов мешалки.
Котлы Главпродмаша (емкостью 4,87; 3,5 и 2,8 м3) имеют паровую рубашку в цилиндрической части и снабжены мешалкой, делающей 20 об/мин.
Котел завода «Прогресс» Главхиммаша (емкостью 4,6 м3) имеет паровую рубашку не только в цилиндрической части, но и в торцовой (торцовые крышки — сферические с паровой рубашкой). Мешалка делает 25 об/мин.
Имеются также котлы с обогревом мешалки (вал и лопасти мешалки обогреваются паром). Мешалка в таких котлах делает 27 об/мин. Эти котлы целесообразно применять для сырья без кости.
Опыты, проведенные на мясокомбинате фирмы «Кудаи» (США), показали, что оптимальным числом оборотов мешалки являются 38 в мин. В этих условиях при загрузке 3600 кг сырья котел дает два оборота за 8 час.
Для получения жира более высокого качества с меньшим содержанием свободных жирных кислот при переработке жирового и жирсодержащего сырья целесообразно выделившийся при разварке жир слить из котла через разгрузочную дверцу до окончания третьей фазы (через 30—40 мин. после ее начала). После этого продолжают процесс высушивания разваренной массы.
Во избежание отрицательного действия высокой температуры в течение периода стерилизации и разварки сырья во второй фазе после достижения максимального давления внутри котла (около 3 ати) открывают вентиль в атмосферную линию и понижают давление до 1,7—2 ати. Поддерживают давление на этом уровне до конца второй фазы.
Общая продолжительность процесса составляет 4,5—7,5 час., в зависимости от вида перерабатываемого сырья и конструкции котла (в котлах с дополнительным торцовым обогреванием процесс вытопки длится меньше).
Вытопленный жир очищают в отстойнике, либо пропускают через фильтрпресс.
После отекания жира (4 часа при 80°) в отцеживателе шквара содержит 20—35% жира; ее подвергают прессованию на шнековом или гидравлическом прессе.
При сухом методе вытопки клеевые вещества остаются в жирной шкваре и частично выпрессовываются вместе с жиром
Клеевые вещества и мелкие взвешенные частицы шквары удаляют из жира отстаиванием, отделением его от осадка и последующей промывкой жира 20%-ным горячим раствором поваренной соли. Наиболее целесообразно такую промывку проводить в котле с коническим дном с двумя змеевиками (для острого пара и сжатого воздуха). Промывка длится 1 час. Содержимое котла нагревается до 100° острым паром и перемешивается сжатым воздухом; жир сливается в отстойник, где окончательно отстаивается от воды.
Промывку жира можно заменить сепарированием на сепараторе ИСБ.
Технические жиры, соответствующие I сорту по всем показателям, кроме кислотного числа (при кислотном числе не выше 25), могут быть подвергнуты щелочной рафинации. Для этой цели обычно применяют 8%-ный раствор NaOH.
Жиры I сорта, не соответствующие требованиям ГОСТа только по цвету, могут быть подвергнуты отбелке.