Производство эмульгаторов для пищевой промышленности

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Федеральное агентство по образованию

 

Тихоокеанский государственный  экономический университет

 

Кафедра пищевой биотехнологии

 

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

 

По дисциплине общая химическая технология

 

 

ТЕМА: « Производство эмульгаторов для пищевой промышленности»

 

 

 

 

Студент431 Пб гр.     Лях В.А.

                                      

Руководитель  Фищенко Е.С.       к.т.н., доцент

 

Курсовая  работа допущена к защите:

 

_____________________________________

подпись руководителя

«____» _________________ 20   г.

 

Курсовая  работа защищена  
с оценкой: _______________________

 

«____» _________________ 20   г.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Владивосток – 2009

 

Тихоокеанский государственный  экономический университет

 

                                                                                      

Кафедра ________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу студента ______________ курса 

 

(фамилия, имя, отчество)

 

(место работы, должность)

1. Тема  курсовой работы: ____________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Цель  и общее направление работы _____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Содержание  работы.

1. _____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

а)______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

б)______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

в)______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

2.______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

а)______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________ б)______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

3.______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

а)______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

б)______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

в)______________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

 

4. Выводы  и предложения: ___________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

5. Сроки выполнения  курсовой работы:

• Начало работы ________________________________________________________________
• Конец работы _________________________________________________________________
• Срок представления работы на кафедру ___________________________________________

 

 

 

Руководитель курсовой работы _______________________________________________

 

Студент ___________________________________________________________________

 

 

 

 

Содержание

Введение…………………………………………………………………………..6

1. Общие сведения об эмульгаторах…………………………………………….8

1.1. Характеристика эмульгаторов…………………………………………....8

1.2. Свойства эмульгаторов…………………………………………………..10

1.2.1. Диспергирование, в частности эмульгирование и пенообразование…………………………………………………..11

1.2.2. Солюбилизация..................................................................................11

1.2.3. Комплексообразование с крахмалом...............................................11

1.2.4. Взаимодействие с белками...............................................................12

1.2.5. Изменение вязкости..........................................................................12

1.2.6. Модификация кристаллов................................................................12

1.2.7. Смачивание и смазка........................................................................12

  1.3. Основные группы пищевых  эмульгаторов............................................13

1.3.1. Моно- и диглицериды жирных кислот и их производные (Е471, Е472а – Е472g).............................................................................................13

1.3.2. Фосфолипиды  (Е322, Е442).............................................................14

          1.3.3. Эфиры полиглицерина (Е475).........................................................15

         1.3.4. Эфиры сахарозы (Е473)...................................................................15

          1.3.5. Эфиры сорбитана (Е491 – Е496).....................................................16

          1.3.6. Эфиры полиоксиэтиленсорбитана (Е432 – Е436).........................16

          1.3.7. Эфиры молочной кислоты (лактилаты, Е481 и Е482)..................17

2. Технология производства эмульгаторов.........................................................18

2.1. Эффективность и интенсивность перемешивания..................................18

2.2. Перемешивание жидких материалов........................................................18

2.2.1. Способы перемешивания жидких  материалов...............................18

2.2.2. Механическое перемешивание.........................................................19

2.2.3. Пневматическое перемешивание......................................................21

2.2.4. Циркуляционное перемешивание  жидкости...................................22

2.2.5. Перемешивание жидкости в  трубопроводах...................................22

2.3. Производство эмульгаторов.......................................................................23

2.3.1.  Технология производства композиционного эмульгатора «Эмул-Лакт»....................................................................................................23

2.3.3. Технология производства композиционного эмульгатора «Эмул-Ди»........................................................................................................25

3. Применение эмульгаторов в пищевой промышленности............................27

3.1. Эмульгаторы для производства хлебобулочных изделий....................27

3.2. Использование эмульгаторов при производстве сосисок для школьного питания........................................................................................................28

3.3. Использование белково-жировых эмульсий в производстве колбасных изделий........................................................................................................30

3.4. Эмульгаторы в производстве салатных заправок и соусов..................31

Заключение............................................................................................................33

Список  использованной литературы...................................................................34

Приложения............................................................................................................37

 

Введение

Эмульгаторы в настоящее  время находят широкое применения в пищевой промышленности для  производства различных пищевых  продуктов (майонезы, различные соусы, мороженое, хлебобулочные изделия  и т.д.).

По различным оценкам потребности отечественной пищевой промышленности в эмульгаторах составляют от семи до десяти тысяч тонн в год. При этом специалисты считают, что этот сегмент российского рынка технологических пищевых добавок вполне сформировался.

Отечественное производство эмульгаторов началось чуть более четверти века назад. В 1979 году в Нижнем Новгороде был построен первый и пока единственный в России завод по их производству — завод ПАВ Нижегородского МЖК. До этого в российской пищевой промышленности использовались эмульгаторы зарубежного производства.

Кардинальные изменения  на отечественном рынке эмульгаторов произошли на рубеже 90-х годов прошлого столетия. В новых условиях хозяйствования предприятиям пищевой промышленности пришлось радикально изменить подход к производству, поскольку формирование конкурентной среды вынуждало их уделять самое пристальное внимание качеству и ассортименту своей продукции. Расширение ассортимента продукции, в свою очередь, привело к значительному увеличению потребности в пищевых добавках и эмульгаторах в частности.

Специалисты отмечают, что  в настоящее время все большую популярность приобретают эмульгаторы с заданными свойствами, которые наиболее эффективны для производства определенных продуктов (разнообразных сортов маргаринов, производства мороженого, использования в хлебопечении и т. п.).

Объемы потребления эмульгаторов в очень большой степени определяются развитием отраслей-потребителей пищевой промышленности: масложировой, хлебопекарной и кондитерской, производства мороженого.

Каждое из этих направлений имеет свои, ярко выраженные тенденции и особенности. Так, специалисты не ожидают значительного роста объемов производства в отечественной масложировой промышленности, поскольку они вполне согласуются с объемами потребления. Однако это вовсе не исключает определенных структурных изменений, к которым рынок эмульгаторов в общем готов. Предполагается некоторое увеличение объемов потребления эмульгаторов в кондитерском производстве, производстве мороженого, а также расширение сферы применения эмульгаторов в других отраслях пищевой промышленности, в частности в производстве колбасных изделий и молочной промышленности.

 

 

Глава I Общие сведения об эмульгаторах

1. Характеристика эмульгаторов

Для получения высокодисперсных и устойчивых эмульсий необходим эмульгатор, основная задача которого заключается в образовании и поддержании в однородном состоянии смеси несмешивающихся фаз. Эмульгатор может образовывать и стабилизировать эмульсию благодаря своей способности концентрироваться на поверхности раздела фаз и снижать межфазное поверхностное натяжение. По химической природе эмульгаторы относятся к коллоидным поверхностно-активным веществам (ПАВ), для проявления эмульгирующих свойств которых требуемся оптимальное соотношение гидрофобного радикала и гидрофильной части молекулы. 'Этим требованиям удовлетворяют соединения с числом атомов углерода в цепи свыше 16 и сильным полярным фрагментом.

Эмульгаторы – вещества, которые будучи добавленными к пищевому продукту, обеспечивают возможность  образования и сохранения однородной дисперсии двух или более несмешивающихся  веществ.

Это достигается способностью образовывать и стабилизировать  эмульсию за счет концентрирования эмульгатора  на поверхности раздела фаз и  снижения межфазного поверхностного натяжения. То есть эмульгатор – это поверхностно-активный агент или поверхностно-активное вещество (ПАВ). Известные первые  пищевые эмульгаторы – натуральные  вещества – камеди, сапонины, лецитины и др. в настоящее время получено большое количество искусственных  или модифицированных ПАВ.[1]

Эмульгаторы, как вещества, уменьшающие поверхностное натяжение  на границе раздела фаз, добавляют  к пищевым продуктам для получения  тонкодисперсных и устойчивых коллоидных систем. Прежде всего, с их помощью  создают эмульсии жира в воде или  воды в жире. При желании получить дисперсность в газовой фазе с  их помощью изготавливают аэрозоли. Они могут вызывать образование  пены, предупреждать вспенивание, а  также придавать материалу эластичность.[2]

У всех поверхностно-активных веществ общим в химическом строении является одновременное наличие  полярных гидрофильных групп и неполярных гидрофобных, которые располагаются  на разных концах одной молекулы. Гидрофобные  части растворяются в воде, гидрофильные – в неполярных растворителях. Дифильное  строение эмульгаторов обеспечивает им формирование ассоциатов в объемной фазе растворителя,  называемых мицеллами.

Возможно образование  двух видов мицелл: классических (масло  в воде) и обращенных (вода в масле). Формирование ассоциатов зависит от строения поверхностно-активной молекулы, от соотношения полярной и неполярной частей в ней. Эти особенности  выражаются в цифровом показателе гидрофильно-липофильного баланса (ГЛБ). Чем выше ГЛБ, тем выше способность ПАВ к образованию  классических мицелл, и наоборот.[1]

Эмульгаторы подразделяются на:

• анионактивные (анионные) – в этих эмульгаторах гидрофильными группами могут быть ионные формы карбоксильных и сульфонильных групп;
• катионактивные (катионные) – в этих эмульгаторах гидрофильными группами могут быть ионные формы соединений аммония с третичными или четвертичными атомами азота (третичные или четвертичные аммониевые основания и соли);
• неионогенные – в этих эмульгаторах гидрофильными группами могут быть гидроксильные группы, кетогруппы, эфирные группировки и др.;
• цвиттер-ионные – в этих эмульгаторах роль гидрофильных групп выполняют ионные группировки, имеющие одновременно положительный и отрицательный заряды.