Производство клея и желатина

Наиболее распространенным консервирующим средством является сернистый газ, который обладает и некоторым отбеливающим действием. Преимуществами этого консерванта является то, что в небольших дозах он не ядовит. Сернистый газ, однако, не уничтожает микробов полностью, а лишь резко снижает их количество в бульоне и подавляет их дальнейшее развитие. Для пищевого желатина иногда бульоны последовательно обрабатывают сернистой кислотой и перекисью водорода.

Желатиновые бульоны консервируют 4—6%-ным раствором сернистого газа (сернистой кислоты). Это позволяет строго регламентировать количество вводимого в бульон сернистого ангидрида, предельно допустимая норма для которого в сухом пищевом желатине 0,075%. В процессе сушки теряется около половины сернистого ангидрида. Следовательно, максимально допустимое количество сернистого ангидрида в бульоне пищевого желатина не должно превышать 0,15% к сухому веществу.

Количество сернистой кислоты, вводимой в бульон (в % сернистого ангидрида к сухому веществу), составляет для пищевого желатина 0,10—0,15, для технического—0,20—0,30. Количество консерванта, вводимого до упаривания, должно быть не более 0,1%. К техническому желатину, кроме того, добавляют 1,5—2,0% сернокислого цинка, который образует гидросульфит цинка, обладающий хорошим отбеливающим действием.

Для консервирования и отбеливания  клеевых бульонов, которые имеют темную окраску, пользуются различными веществами, обладающими как консервирующим, так и сильным отбеливающим действием. Чаще всего клеевые бульоны консервируют, насыщая их сернистым газом с добавлением цинковой пыли.

 Фильтрование бульонов.  Вываренные бульоны содержат значительное количество примесей различного происхождения и различной степени дисперсности вплоть до коллоидных. К их числу относятся остатки кости и мягких тканей, кальциевые соли и кальциевые мыла, белковые частицы, жир и пр. Эти примеси делают желатин и клей мутными, ухудшают желатинизацию и уменьшают клеящую способность.

Часть этих примесей может быть удалена  отстаиванием перед сливом бульона из варочного котла. Часть можно отделить фильтрованием через ткань. Однако значительное количество примесей представляет собой настолько мелкие взвеси, что их не задерживает самая плотная ткань. Поэтому бульоны очищают фильтрованием через целлюлозную массу, задерживающую примеси не только вследствие незначительного диаметра фильтрующих пор, но и их адсорбции сильно развитой поверхностью фильтрующей массы. Такая фильтрация уменьшает также содержание жира в бульоне.

Почти все коллоидные частицы примесей в бульонах заряжены отрицательно. Поэтому хороший результат дает фильтрующая масса с положительным зарядом. Но, так как частицы желатина и клея также заряжены отрицательно, такой фильтр очень быстро забивается. Лучший технологический эффект дает целлюлоза со слабым отрицательным зарядом.

Хорошей очистки и осветления бульона  можно достигнуть обработкой его  активированным углем. Таким путем  можно удалять из бульона не только взвеси, но и вещества, придающие желатину нежелательный привкус и запах, если сырье было недостаточно хорошо подготовлено к выварке. Активированный уголь с активностью не менее 85%, добавляют к бульону в количестве 0,3% к массе при тщательном перемешивании.

Упаривание бульонов. Обезвоживание выпариванием экономичнее обезвоживания сушкой (расход пара в 2—2,5 раза меньше). Поэтому, когда это допустимо по технологическим соображениям, клеевые и желатиновые бульоны упаривают. Подбирать условия упаривания и выпарной аппаратуры нужно с учетом чувствительности желатина к нагреву и свойств бульонов, от которых зависит интенсивность его кипения, в частности от способности смачивать поверхность нагрева.

Бульоны с небольшим поверхностным  натяжением и высокой вязкостью, т. е. концентрированные (35—50%), упариваются медленно. По этим причинам желатиновые бульоны первых фракций, поскольку они хорошо желатинизируются, предпочитают не упаривать. Лишь в жаркое время года, когда температура в помещении выше 25° С, их упаривают до концентрации около 10% по клеемеру. Желатиновые бульоны последующих сливов упаривают до концентрации 20—25%, при которой они достаточно хорошо желатинизируются, и студень не плавится во время сушки. Клеевые бульоны доводят до концентрации 35—45%, а предназначенные для выпуска в виде галерты—не ниже 49% (из утильного сырья 35—40%).

Так как высокие температуры бульонов обусловливают снижение качества продукции, упаривание следует вести под вакуумом.

                                  Желатинизация бульонов и резка студня

Необходимость в желатинизации  диктуется тем, что в настоящее время в большинстве случаев желатин и клей обезвоживают сушкой в студнеобразном состоянии. В случае обезвоживания распылительной сушкой желатинизация не нужна.

Способы желатинизации различают  в зависимости от размеров и формы получаемого при этом студня и техники охлаждения бульона: желатинизация в блоках (в формах), на непрерывно движущейся ленте и в каплях. При желатинизации бульон охлаждают воздухом, водой, рассолом или органической жидкостью, не смешивающейся с бульоном.

Продолжительность процесса 6—16 ч. Конечная температура студня не выше 8° С.

                                              Сушка желатина и клея

Обезвоживание желатина и клея придает  им устойчивость к микроорганизмам, увеличивает содержание полезных веществ в единице массы и объема готового продукта и делает их более транспортабельными. В промышленной практике в настоящее время обезвоживается желатин и клей исключительно сушкой.

Желатиновый и клеевой студни относятся  к типичным коллоидным материалам. Этим определяется характер связи влаги с желатином и клеем, а значит весь процесс и конечные результаты сушки. Как коллоидные тела желатин и клей удерживают воду в основном в результате адсорбции и осмотических явлений. Осмотически связанная влага поглощается желатином и клеем в процессе формирования геля путем иммобилизации в ячейках его. Количество адсорбционной влаги, удерживаемой желатином, составляет около 30% к массе сухого белка. Общее количество влаги, поглощаемое желатином, доходит до 2000% к сухому белку.

Сушка желатинового и  клеевого студня. Клеевой и желатиновый студни сушат преимущественно конвективным способом. Тип сушилки и технику сушки подбирают, сообразуясь с размерами и формой образцов (плитки, пластины, кубики, гранулы и пр.). Наиболее перспективны способы сушки в мелких образцах, размеры которых обеспечивают большую суммарную поверхность влагообмена и, следовательно, минимальную продолжительность сушки. Тем не менее пока наиболее широко распространена сушка студня в плитках и пластинах.

Желатин и клей в пластинах (плитках) сушат в канальных или туннельных сушилках.

В сушилках, снабженных только калориферами, относительная влажность воздуха целиком зависит от времени года. В связи с этим наблюдаются резкие колебания продолжительности сушки. Если, например, сушка клея зимой заканчивается через 5-8 суток, то летом для этого требуется 10-12 суток.

В жаркое время года и суток, когда  температура внешнего воздуха оказывается выше температуры плавления студня, вообще сушить желатин и клей невозможно. Приходится вести сушку только ночью. Поэтому во многих случаях для подготовки воздуха к сушке целесообразно и даже необходимо устанавливать аппараты для кондиционирования. Подбор режима сушки клея и желатина в плитках (пластинках) начинают с температуры воздуха на выходе из сушилки. Она должна быть несколько ниже температуры плавления студня, поступающего в сушилку: около 20° С для клея и около 25° С для желатина. Температура нагретого воздуха на входе в сушилку при одноступенчатой сушке подбирается с таким расчетом, чтобы не вызвать плавления студня в ходе самой сушки. В среднем для одноступенчатых сушилок перепад температур воздуха на входе в сушилку и выходе из нее не более 13° С летом и 20° С зимой. С учетом этого температуру нагретого воздуха при одноступенчатой сушке принимают: для клея 30— 35° С, , для желатина 35—40° С.

Относительная влажность воздуха  на входе должна быть наименьшей. Чем  больше относительная влажность  отработанного (на выходе из сушилки) воздуха, тем экономичнее процесс сушки. Поэтому относительная влажность воздуха на выходе из сушилки должна быть возможно более высокой. Ее верхний предел определяется технологическими соображениями: при соприкосновении отходящего воздуха с холодной поверхностью студня не должны конденсироваться пары воды из воздуха. Увлажнение студня  влечет частичное оплавление его поверхности и способствует его плесневению и загниванию. Предельная величина относительной влажности на выходе при сушке противотоком около 75—80%. В случае превышения этого предела необходимо уменьшать загрузку сушилки.

Сушка желатинового и клеевого студней  практически (уже после первого часа) идет с падающей скоростью. Падение скорости обусловлено  возникновением на поверхности  корочки с более низкой  влагопроводностью и ее постепенным утолщением, а также и  тем, что по мере обезвоживания студня удаляется более прочно связанная влага.

В начальный период сушки поверхность  образца остается влажной. Температура  студня в этот период не должна превышать температуры его плавления. Эта температура может быть принята как предельная для воздуха. При этом условии температура студня будет ниже температуры воздуха на психрометрическую разность. С началом формирования на поверхности студня сухой пленки, имеющей более высокую температуру плавления, увеличивается прочность студня. Вместе с этим несколько повышается температура плавления и в глубине образца в связи с увеличением концентрации студня. В конечной зоне сушки температура плавления студня продолжает повышаться соответственно уменьшению его влажности.

Сообразно повышению температуры плавления студня повышается и предельно допустимая температура сушки. При одноступенчатой сушке на всех ее этапах температура студня оказывается значительно ниже предельно допустимой. Иначе говоря, сушка идет при недостаточном использовании температурного фактора.

Более рационально вести сушку  в две и даже три ступени, перемещая  материал по мере его обезвоживания  в другую зону сушилки с более  высокой температурой воздуха (зонные сушилки). При двухступенчатом режиме вначале сушку ведут при более низкой температуре до формирования сухой пленки на поверхности студня. После этого студень, достигающий к этому времени влажности около 30%, перемещают в зону с более высокой температурой, сообразуясь с предельно допустимой температурой для материала. При трехступенчатой сушке предусматривается промежуточная зона. Переход к двухступенчатой сушке позволяет сократить общую продолжительность процесса примерно на  30%.

Сушка желатинового студня. Отличительной особенностью сушки желатина является высокая (900—1000%) начальная влажность студня. Вследствие высокой начальной влажности для процесса сушки желатина характерен длительный период постоянной скорости (до критической влажности). Вместе с этим удалению такого большого количества влаги из материала сопутствует очень большая величина объемной усадки, а значит, и большая степень изменения геометрических размеров и формы сушимых образцов. Желатин сушат при температуре воздуха на входе 35— 40° С. В среднем продолжительность сушки желатина составляет: технического 2—4 суток, пищевого 14—24 ч.

По окончании сушки желатин  сортируют по форме, толщине, цвету  и прозрачности пластин. Ломаные пластины отбирают для дробления.

Сушка в малых образцах. Большая продолжительность сушки клея и желатина в плитках и пластинах снижает экономичность производства. Наиболее эффективный путь уменьшения продолжительности сушки студня - это уменьшение размеров сушимых образцов. Благодаря этому увеличивается удельная площадь поверхности и уменьшается длина пути диффузии внутри образца.

Распылительная сушка. Сушка желатинового и клеевого бульонов методом распыления, помимо общих достоинств этого метода, имеет еще и то преимущество, что исключает необходимость в предварительной желатинизации бульонов.

При сушке в распыленном состоянии желатиновый и клеевой бульоны, нагретые до 50—60° С, распыляются тем или иным способом до капелек размером 0,01—0,04 мм. Структура сухого продукта при распылительной сушке зависит от концентрации и вязкости бульона, способа распыления и температуры сушки. Вследствие высокой вязкости концентрированных бульонов при высокой температуре сушки, когда влага испаряется прежде разрушения струй, продукт приобретает вид ваты, состоящей из волокон не толще 20 мкм. При меньшей концентрации (для клея менее 30%) продукты приобретают вид объемистого порошка. В таком виде он удобнее для последующей обработки.

И в том и в другом случае сухой желатин или клей имеет рыхлую структуру и очень небольшой объемный вес (40— 60 кг/м³). Такой продукт нетранспортабелен, при хранении слеживается в плотные комья, при растворении в воде всплывает. Поэтому сухой порошок желатина или клея прессуют в брикеты диаметром до 8 см и толщиной 3—4 см, а затем дробят до размеров 1—5 мм. В таком виде он обладает способностью растворяться вдвое быстрее, чем полученный высушиванием в канальной сушилке.