1-Ma’ruza. Kimyo va oziq-ovqat mahsulotlarining sifatini boshqarish va sifat

1-Ma’ruza. Kimyo va oziq-ovqat mahsulotlarining sifatini boshqarish va sifat

Reja
1. Bijgitishga asoslangan ishlab chiqarishlar

2. Fizik-kimyovij ishlab chiqarishlar
3. Mekhanik-teplofizik jarayonlarga asoslangan ishlab chiqarishlar
4. Kimyovij ishlab chiqarishlar

Oziq-ovqat tekhnologiyasi hom-ashyolarni mahsulotlarga ajlantirishning qajta ishlash usullarini o‘rganadi. U fizika, kimyo, biologiya va boshqa ilmlar qonuniyatlariga asoslanadi, chunki har qandaj tekhnologik jarayon bu hom-ashyoga fizikavij, kimyovij va boshqa ta"sirlar majmuasidir.

Oziq-ovqat tekhnologik jarayonlari mahsulot turlari singari juda hilma-hildir. Tekhnologik jarayonlarni sinflash yoki guruhlarga ajratishda hom-ashyoga ishlov berish usulining o‘hshashligi asos qilib olinadi. Shuning uchun ularni qajta ishlash usullarining umumijligi asosida, shartli ravishda to‘rtta guruhga bo‘lish mumkin: I guruh – Bijgitishga asoslangan ishlab chiqarishlar, II guruh –fizik-kimyovij ishlab chiqarishlar, III guruh- mekhanik-teplofizik ishlab chiqarishlar, IV guruh – kimyovij ishlab chiqarishlar.
I. Bijgitishga asoslangan ishlab chiqarishlarda asosij jarayon bu bijgishdir. Bijgitish non va nonvojchilik drojjilari ishlab chiqarishda, pivo, uzum vinosi, spirt ishlab chiqarish korhonalarida va boshqalarda qo‘llaniladi.
Bu guruh korhonalarning o‘ziga hosligi tekhnologiyalarida uglevodlarni bijgituvchi mikroorganizmlarni qo‘llashidir. Mikroorganizmlarning hayot faoliyati ma"lum tekhnologik jarayonni borishini ta"minlajdi. Mikroorganizmlar o‘z navbatida yashash uchun energiyani organik moddalarning oksidlanishidan oladilar. Mikroorganizmlar aerob (kislorodli) yoki anaerob (kislorodsiz) muhitda yashashlari mumkin. Turli tekhnologik jarayonlarda mikroorganizmlarning bu ikkala sharoitda yashash hususiyatlaridan fojdalaniladi.
Aerob nafas olish sharoitida – mikrobiologik mahsulotlar (nonvojchilik drojjilari, fermentli preparatlar, ajrim vitaminlar va boshqalar) ishlab chiqariladi.
Anaerob nafas olish (bijgish) sharoitida - asosan tarkibida etil spirti bo‘lishi kerak bo‘lgan mahsulotlar (alkogolli ichimliklar, vino, spirt va boshqalar) ishlab chiqariladi.
II. Fizik-kimyovij ishlab chiqarishlar guruhi korhonalariga oq qand, krahmal, o‘simlik mojlari, konditer mahsulotlari va boshqa ishlab chiqarish tekhnologiyalari kiradi. Ularni umumlashtiruvchi jarayon – hom-ashyo tarkibidan kerakli, fojdali moddalarni fizik usullarda ajratib olish va kimyovij usulda qajta ishlashlikdir. Bunda asosij jarayon ekstrakciya yoki diffuziyadir. Masalan, krahmal majdalangan hom-ashyodan suv bilan yuvib (ekstrakciyalab) olinadi. Ajrim sharbatlarni, qand lavlagidan oq qandni (saharoza), kunjaradan o‘simlik mojlarini benzin bilan eritib olish misol bo‘la oladi.
IV.Kimyovij ishlab chiqarishlar asosida kimyovij reakciyalar yotadi. Bundaj tekhnologiyalar krahmalni noorganik va biokatalizatorlar Bilan gidrolizlab, glyukoza ishlab chiqarishda, mojlarni gidrogenlab yoki pereeterifikaciyalab, turli qattiq yog mahsulotlari hamda sovun ishlab chiqarishda, etilenni gidrotaciyalab, etil spirti ishlab chiqarishda va boshqalarda qo‘llaniladi.
Ko‘rib chiqilgan to‘rt guruh ishlab chiqarishlarning har birida o‘ziga hos asosij jarayonlar, ularning tushunchalari va qonuniyatlari mavjud. Kujida har bir guruhga mansub jarayonlarning asosij tushunchalari bilan tanishamiz va asosij qonuniyatlarni ta"riflajmiz.
Birinchi guruh ishlab chiqarish korhonalaridagi bijgitish tekhnologiyasining asosini mikrobiologik va biokimyovij jarayonlar tashkil qiladi. Bu jarayonlar hom-ashyodagi yoki mikroorganizmlar ajratib chiqaradigan fermentlar yordamida boradi. Ma"lumki, fermentlar bu biokatalizatorlardir, Ularning tabiati, turlari, tabiatda tarqalishi, hususiyatlari bilan «Biokimyo» kursida to‘liq tanishilgan. Biotekhnologik jarayonlarni harakatlantiruvchi yana bir kuch bu drojjilardir. Ular bir hujajrali mikroorganizmlar bo‘lib, ularning tuzilishi, turlari, ko‘pajishi va boshqalar haqidagi to‘liq ma"lumot «Mikrobiologiya» kursida to‘liq o‘rganiladi. Tekhnologik jarayonlarda mikroorganizmlarning hom-ashyolarga ta"siriga keladigan bo‘lsak, ularning hayot faoliyati natijasida sintezlangan va ajralib chiqqan fermentlar ishtirokida boradigan biokimyovij o‘zgarishlar natijasida, mahsulot hosil qilinadi. Turli mikroorganizmlar turli fermentlar sintezlajdi. Masalan, spirt ishlab chiqarishda mogor zamburuglarining yoki solodning (undirilgan arpa) amilaza fermetlari suslaning (oraliq mahsulot) krahmali mono- va disaharidlarga ajlantiriladi va so‘ngra ulardan mahsus drojjilarning fermentlari ta"sirida spirt hosil qilinadi. Pivo ishlab chiqarishda esa, solod tarkibidagi kompleks (har hil) amilolitik va proteinazala fermentlari va drojjilar t"sirida etanol, ko‘p atomli spirtlar va boshqa pivoning ta"m-mazasini belgilovchi moddalar hosil qilinadi. Bundaj misollarni vinochilikda, aceton ishlab chiqarishda, ozuqa kislotalaridan limon, sut kislotalari ishlab chiqarishda, choj va tamakini fermentlash jarayonlarida ko‘rish mumkin.
Ikkinchi guruh ishlab chiqarishlarda hom-ashyodan ozuqavij ahamiyatga ega bo‘lgan muhim, fojdali moddalarni ajratib olishning turli usullari ichida keng tarqalgani bu ekstrakciya va presslash usullaridir. Oziq-ovqat sanoatida ektrakciya jarayonlariga qand lavlagisidan qandni; olma siqmalaridan pektin moddalarini; vinochilikda uzum siqmalaridan vino buketiga kiruvchi vino kislotasining tuzlari va qandni; farmacevtikada dastlabki zamburugli hom-ashyodan fermentli preparatlarni; yog-moj sanoatida kunjaradan ekstrakciya mojini ajratish kabi tekhnologiyalarni misol qilish mumkin. Ekstrakciya usuli iqtisodij samarali bo‘lsa, presslab ajratib olingan mahsulotlar ancha sifatli hisoblanadi. Shuning uchun ikkala usuldan ketma-ket fojdalanish samaralidir.
Ekstrakciya bu turli moddalardan tashkil topgan murakkab aralashmadan tanlovchanlik hususiyatiga ega bo‘lgan erituvchi yordamida bir yoki bir nechta moddani eritib, ajratib olish tushiniladi. Hom-ashyo tarkibidagi hujajradan eruvchan moddalarni ajratib olish ikki bosqichli jarayonda boradi. Birinchi bosqichda erituvchi hom-ashyo to‘qimasiga diffuziyalansa, ikkinchi bosqichda erituvchiga hom-ashyodan modda uzatish amalga oshadi. Fik ta"riflagan molekulyar diffuziyaning asosij qonuni ekstrakciyalanayotgan moda miqdori va jarayonning asosij parametrlari (ko‘rsatkichlari) orasidagi bogliqlikni belgilajdi:
dG = - D(c / x) dF d
Bunda, dG –  vaqt ichida, hom-ashyoda modda koncentraciya gradienti c / x bo‘lgandagi, F izokoncentracion yuza orqali shimilayotgan erituvchi miqdoridir.
D – diffuziya koefficienti bo‘lib, hom-ashyoning fizik parametri bo‘lib, shu hom-ashyo koncetraciya gradienti birga teng bo‘lgandagi, bir birlik yuzasidan bir vaqt birligida diffuziyalanadigan moda miqdoriga teng. O‘lcham birligi – m2/ s.
Bu tenglama hom-ashyoda erituvchi to‘planmasa, modda koncentraciyasi o‘zgarmas bo‘lsagina qo‘llanilishi mumkin. Biroq ekstrakciya jarayonida hom-ashyoda doimij ravishda modda koncentraciyasi kamayadi. Shuning uchun bundaj masalalar mahsus differencial tenglamalar bilan echiladi.
Ekstrakciya jarayonining ikkinchi bosqichida ekstrakciyalanayotgan modda qattiq hom-ashyo yuzasidan suyuq fazaga molekulyar diffuziya va konvekciya tufajli harakati amalga oshadi. Bu jarayon ancha murakkab, biroq muhandislik amaliyotida qujidagi tenglama ishlatiladi:
dG = ( Cp - S ) F d
Bunda,  - massa uzatish yoki massa almashish koefficienti, m/s;
Cp – erituvchining oqimdagi koncentraciyasi;
S - erituvchining hom-ashyo yuzasidagi koncentraciyasi.
Diffuziya koefficientidan farqli ravishda massa almashish koefficienti doimij kattalik bo‘lmaj majdalangan hom-ashyo o‘lchamlari va shakliga, erituvchining fizik hususiyatlari va tezligiga, jarayonning harorati va boshqalarga bogliqdir.
Ekstrakciya jarayoninig asosij konuniyati shundan iboratki, ekstrakciyaning harakatlantiruvchi kuchi bu koncentraciyalar farqidir.
Tozalash-rafinaciya. O‘simlik hom-ashyosidan ajratib olingan faza, olinish usulining turidan qat"ij nazar, u qo‘shimcha tozalanishi kerak. Oziq-ovqat sanoatida tozalash rafinaciya deb yuritiladi. Qujida tozalashning keng tarqalgan usullari bilan tanishamiz. Tozalashning fizik va fizik-kimyovij usullari ma"lum. Suyuq moddalarni tozalashning fizik usullariga tindirish, filtrlash, separaciyalash, jarayonlari kiradi.
Tindirish – majda zarrachalarning suyuqlik ichida ogirlik kuchi ta"sirida cho‘kishidir. Tindirish tezligi zarrachalarning zichligiga, o‘lchamiga va suyuqlikning fizik hossalariga bogliq. Sanoatda asosan davrij va uzluksiz ishlajdigan tindirgichlar qo‘llaniladi. Tindirish jarayoninig asosij qonuniyati shundan iboratki, uskunalar unumdorligi ularning balandligiga emas, balki tindirish yuzasining kattaligiga va zarrachalarning cho‘kish tezligiga bogliq.
Filtrlash – govak to‘siqlar yordamida suspenziyalarning tarkibidagi zarrachalarni tutib qolib, suyuq fazasini ajratishdir. Bu jarayonning harakatlantiruvchi kuchi to‘siq oldi va orqasidagi bosimlar farqidir. Bosimlarning bu farqi filtrlanayotgan suspenziyani nasos yordamida uzati yoki gidrostatik bosim hisobiga; vakuum hosil qilish hisobiga; siqilgan havo bosimi hisobiga hosil qilinadi. Oziq-ovqat sanoatida asosan to‘siq va cho‘kma qatlami orqali filtrlash keng qo‘llaniladi. Suspenziya kam koncentraciyali va zarrachalar juda majda bo‘lsa, mahsus (diatomit, perlit, cellyuloza, asbest va boshqa) filtrlovchi moddalar to‘siq yuzasiga yuritilib govaklarning to‘lib qolishining oldi olinadi. Bu moddalar suspenziya tarkibiga 1% gacha qo‘shib ishlatiladi. Sanoatda ramali, patronli, barabanli, diskli va vakuumli filtrlar keng tarqalgan. Filtrlash jarayonining asosij qonuniyatlari qujidagichadir. Qatlam qalinligi oshishi bilan bosimlar farqi o‘zgarmas bo‘lsa, filtraciya tezligi kamayadi. Qatlam qalinligi ortishi bilan bosimlar farqi ortib borsa, filtraciya tezligi o‘zgarmas bo‘ladi. Demak, filtraciya tezligi bosimlar farqiga to‘gri proporcional bo‘lib, to‘siq va qatlam umumij qarshiligiga teskari proporcionaldir.
Fizik-kimyovij tozalash usullariga adsorbciya va dezodoraciya jarayonlarini misol qilsa bo‘ladi. Ma"lumki, adsorbciya bu eritmadan bir yoki bir necha komponentlarni qattiq moda yuzasiga yutilishidir. Adsorbciya tanlovchan va qajtar bo‘lishi mumkin. Adsorbent sifatida govak qattiq moddalar (aktivlangan ko‘mir, silikagel, cellyuloza massasi, kizel’gur, oqlovchi tuproqlar) qo‘llaniladi. Qand ishlab chiqarish, vinochilik, sok ekstrakciyalash va pahta moji ishlab chiqarishda oqlash adsorbciya usulida amalga oshiriladi. Adsorbciya fizik yoki kimyovij bo‘ladi. Kimyovij adsorbciyada, fizik adsorbciyadan farqli ravishda, adsorbent va yutilgan modda molekulalari orasida kimyovij reakciya va kimyovij bog hosil bo‘ladi. Sanoatda jarayonlar, asosan adsorbentning harakatsiz yoki harakatli holatda bo‘lishiga ko‘ra, davrij va uzluksiz turlarga bo‘linadi.
Dezodoraciya – hid beruvchi moddalarni ma"lum sharoitda, ishlov berilayotgan mahsulotning sifatiga zarar etkazmagan holda, buglatib uchrib yuborishdir. Buglatish o‘tkir bug yordamida aralashtirish bilan qo‘shib olib boriladi. Bu jarayon asosan mojlarni doglashda qo‘llaniladi. Mojning oksidlanishini oldini olish uchun bug tarkibida kislorod bo‘lmasligi ta"minlash kerak.
Eritish va kristallash. Kristall moddalar erish hususiyatiga ega. Oziq-ovqat sanoatida erish hodisasi ekstrakciya jarayonida qo‘llanilishini ko‘rib chiqdik. Erigan moddani eritmadan yana kristall holatga keltirish oq qand (saharoza) ishlab chiqarish jarayonining ikkinchi bosqichini tashkil qiladi. Saharoza misolida ko‘radigan bo‘lsak, u faqat o‘ta to‘jingan eritmadan kristall holatga o‘tishi mumkin, Kristallanish markazlarini hosil, kristallni o‘stirish va eritmani o‘ta to‘jingan holatda ushlab turish, qajnatish orqali amalga oshiriladi. O‘ta to‘jinganlik eritmadagi moda miqdorining eritma suvi miqdoriga nisbati bilan o‘lchanadi. Bu koefficient o‘ta to‘jinganlik koefficienti dejiladi. Agar eritmada qand bo‘lmagan moddalar bo‘lsa, saharozaning bundaj eritmadagi eruvchanligi Yana ham ortadi. Bundaj eritmalarda saharoza eritmasining to‘jinish koefficienti (1) kattaligi kiritiladi:
1 = N / N
Bunda, N - saharozaning distillangan suvdagi eruvchanligi
N – saharozaning aralash eritmadagi eruvchanligi.
Eritmaning o‘ta to‘jinganligi (  ) koefficient bilan o‘lchanadi.
 = N1 / N
Bunda, N1 – eritmadagi saharoza miqdorining bir birlik eritma suvi
miqdoriga nisbati.
Agar  = 1 bo‘lsa, eritma to‘jingan;  1 bo‘lsa, eritma to‘jinmagan;
 1 bo‘lsa, eritma o‘ta to‘jingan hisoblanadi.
Sanoatda o‘ta to‘jingan eritmalardan saharoza kristallarini ajratib olishda eritmaning  = 1,0 – 1,1 passiv o‘ta to‘jinganlik oraligi,  =1,1 - 1,3 aktiv o‘ta to‘jinganlik oraligi va   1,3 bo‘lsa, intensiv o‘ta to‘jinganlik holati chegaralari bo‘lib, har bir o‘ta to‘jinish holati ma"lum maqsadda hosil qilinadi. Saharozani kristallash uchun optimal oraliq  =1,1 - 1,3 bo‘lib, shunda ham kristallarni boshlash uchun («zatravka») oz miqdorda qand uni qajnatilayotgan eritmaga solinadi.
Reologiyaning asosij tushunchalari. Oziq-ovqat sanoati hom-ashyo va mahsulotlari asosij reologik hususiyatlariga qovushqoqlik, taranglik, egiluvchanlik va mustahkamlik kiradi. Ajnan bir material holati va ta"sir turiga ko‘ra har hil hususiyat namoish qilishi mumkin. qiladi. Agar asta sekin davomij kuch tasir ettirilsa, qovushqok va yopishqoqlik namoish qiladi. Ko‘plab tekhnologogik jarayonlarda qajta ishlanayotgan material bir reologik holatdan Masalan, makaron hamiri tez kuch ta"sir ettirib qajtarilsa, u taranglik namoish mutloq qarama-qarshi reologik holatga o‘tadi ajrim hollarda qisman o‘zgartiradi. Bunda avval havo yoki suyuqlikni jo‘qotish hisobiga zichlashish, so‘ngra material zarrachalarining zichlashishi hisobiga plastik deformaciyalanish sodir bo‘ladi. Hom-ashyo, yarimmahsulot va mahsulotlarning reologik hususiyatlarini o‘rganish tekhnologik uskunalar konstrukciyasi, asosij qismlari mustahkaligi va kinematikasini qajta ishlanayotgan material fizik-mekhanik hususiyatlari bilan uzvij boglash imkoniyatini beradi. Bosim ostida har taraflama siqilish sharoitida material massasining hajmij deformaciyasini o‘rganish bosimning massa hajmi ichida tarqalishini, material siqilish darajasini, material zichligi va bosim orasidagi bogliqlikni va boshqa masalalarni hal qilish imkoniyatini beradi. Bu esa o‘z navbatida tekhnologik jarayonlarda ohirgi mahsulot sifatiga ijobij ta"sir qiladigan bosimni ta"minlash imkoniyatini beradi.
Oziq-ovqat mahsulotlarining teplofizik tafsiflari va optimal termik ishlov berishni asoslash principlari. Tekhnologik jarayonlarda issiqlik va massa uzatish hodisalari muhim ahamiyatga ega. Ko‘pchilik hollarda bu nostacionar va qajtmas jarayonlar bo‘lib, hom-ashyo va yarimmahsulotlarning hossalari, strukturasi va sifatini o‘ztartirishga olib keladi.
Oziq-ovqat sanoati hom-ashyo va materiallari geterogen sistemalar bo‘lib, turli strukturaga ega bo‘lgan qattiq moddalar va gazlangan suyuqliklardir. Bundaj materiallarning teplofizik ko‘rsatkichlari avvalambor kimyovij tarkibi va namligiga bogliq bo‘lib, qajta ishlash jarayonida sezilarli o‘zgarishi mumkin. Shuni inobatka olish kerak-ki, issitish yoki sovutish usuli va tezligi mahsulot strukturasi va hossasini turlicha o‘zgartirishi mumkin. Materiallarning teplofizik kattaliklarini o‘rganib, ozuqa mahsulotlari-ning teplofizik hususiyatlarini baholash hamda qajta ishlash tekhnologik jarayonlari bilan to‘gri boglash, mahsulot sifatini ta"minlajdi.
Qajta ishlash jarayonining optimal tanlagan termik sharoiti yuqori sifatli mahsulotni yuqori unumdorlik va iqtisodij samara bilan ishlab chiqarishni ta"minlajdi.

Takrorlash uchun savollar

1.Qajta ishlash usullarining guruhlarga bo‘lishi.
2.Bijgitishga asoslangan ishlab chiqarishlar.
3.Fizik-kimyovij ishlab chiqarishlar.
4.Mekhanik-teplofizik jarayonlarga asoslangan ishlab chiqarishlar.
5.Kimyovij ishlab chiqarishlar.
6.Fermentlar va drojjilar ishtirokida boradigan jarayonlarning mohiyati.
7.Presslash va ekstrakciyalash jarayonlarining mohiyati va qo‘llanilishi.
8.Tindirish va filtrlash jarayonlarining mohiyati.
9.Adsorbciya va dezodoraciya jarayonlarining mohiyati va qo‘llanilishi.
10.Eritish va kristallash jarayonlarining mohiyati.
11.Oziq-ovqat hom ashyo va mahsulotlarining reologik ko‘rsatkichlarining ahamiyati.
12.Optimal termik ishlov berish tushunchasi.

«Tayanch» so‘z va iboralar:

Bijgish, ferment, mikroorganizm, drojji, presslash, ekstrakciya, tindirish, filtrlash, adsorbciya, dezodoraciya, eritish, kristallash, reologik ko‘rsatkich, termik ishlov.