5. TOJÁS IPARI FELDOLGOZÁSA
5.2. A TOJÁS IPARI FELDOLGOZÁSA
Fontos termékek a tojás készítmények. Egyik termékcsoport a nyerstojás, amely a minőségi kategorizálás során kerül fogyasztásra. A másik a csoportot képezik a tovább feldolgozott tojáskészítmények. Ilyen a pasztőrözött tojáslé (melange), valamint a tojásporok, így a tojásfehérje por, tojás sárgája por és a teljes tojáspor.
A tojás feldolgozásának a folyamatai
A közvetlen fogyasztásra kerülő tojásokat nem mossák, sőt hazai rendelkezés által ez tiltva van. Viszont, ha a tojás további feldolgozásra kerül, mint tojáspor-készítése, ez esetben szükséges a tojásfelület mosása. A tapasztalat az, hogy a tojásnak a héja rendszerint szennyezett baromfi ürülékkel, vérrel, sárral, illetve e felületre rátelepedett mikroorganizmusokkal.
A tojáshéjat száraz állapotban kell tisztítani a minőség megőrzése céljából.
Ha a tisztítás szárazon nehezen valósítható meg, ez esetben szükséges a tojások mosása. A tojás kutikula rétegét a mosószer eltávolítja. Ennek lehet következménye az, hogy a mikroorganizmusok könnyebben juthatnak be a tojásba. Ezért a mosást követően a tojást minél hamarabb szükséges felhasználni. Ipari keretek között a tojás mosásához 0,5%-os nátronlúg oldatot alkalmaznak. Gyakori jelenség az, ha tojást a saját hőmérsékleténél hidegebb oldattal mossák le. Ekkor a tojás beltartalma összehúzódik, és ennek következménye lehet, hogy a héj felületéről a mikróbák a tojás belsejébe bejutnak. Ennek következménye lehet a tojás romlása. A vibrációs, kefés tojásmosó berendezés a legalkalmasabb a tojás mosására. Itt, gumigörgők találhatók és erre helyezik el a tisztítandó tojásokat és a görgős szalag felett egy vibrációs kefeszerkezet van, amely tisztítja a tojásokat. A görgős szalag felett légszárító található, és egy ventillátor, amely egy elektromos légfűtőn keresztül egyenletesen fújja a levegőt. A szárító részlegtől a mosott tojások az átrakó berendezéshez kerülnek, majd innen a lámpázó és mérlegelő egységre jutnak.
A tojás osztályozása
A közfogyasztásra szánt tojásoknál szükséges a minőségi és a mennyiségi osztályozás. A minőségi osztályozás módszere a lámpázás, míg a mennyiségi
178
osztályozást speciális tömegosztályozó berendezéssel végzik.
Tojás minőségi meghatározása
Ennek egyik eljárása az u.n. lámpázás. Sötét térben speciálisan megvilágítva vizsgálják a tojásokat. A fénysugarakat a tojáshéj és a kettős héjhártya részben engedi át, míg a tojásnak a tartalma eltérő mértékben. Így a speciálisan megvilágított tojások belső minősége meghatározható. A tojást átvilágító lámpák zöld üvegből készült szűrőkkel rendelkeznek. Azért használnak zöld fényt, mert az emberi szem a zöld fényre a legérzékenyebb. A tojás-tartalom lámpázáskor világos-rózsaszínű-sárga, a sárgája ellenben sötétebb vöröses színű. A hibás tojásokat a lámpázás segítségével elkülönítik, míg az egészséges tojások a szalagon maradnak és mérlegelésre kerülnek.
Tojás mennyiségének meghatározása
Mérlegelő osztályozó berendezés végzi a tojás mennyiségének a meghatározását.
Speciális szemes láncszerkezet szakaszosan mozogva a mérleg fölé szállítja a tojásokat. A mérőegység elvégzi a mérést, a meghatározott tömegértékeknek megfelelően.
Tojáslé készítés
Azok a tojások, melyek étkezési célra felhasználhatók, a technológia során feltörik és tojáslevet készítenek belőle. Minden olyan tojásból, amelynek héjhártyája nincs megsérülve, romlást lámpázáskor nem észlelnek és megfelel az érzékszervi vizsgálat elvárásainak, a tojáslé gyártására alkalmas.
Mosás
A gyakorlat sok esetben azt igazolja, hogy az öregebb tojások a higiénikus tárolás ellenére is nagyobb fokú mikrobás szennyezettségnek vannak kitéve. Ezért a tojásokat a feltörés előtt le kell mosni. A mosás hatásfokát növelni tudjuk a mosóvíz melegítésével, illetve a fertőtlenítőszerek hozzáadásával. Fertőtlenítés céljából általában 1,2%-os, aktív klór-tartalmú oldatot alkalmaznak. Ibolyántúli sugárzást is alkalmaznak – jó hatásfokkal – fertőtlenítésre.
Törés
Az eljárás folyamán szétválasztjuk a meszes héjat és a héjhártyákat a tojás beltartalmától, ugyanakkor ez egy lehetőség a tojásfehérje és sárgája szétválasztására is. A technológia megvalósítható kézi, illetve gépi erővel.
Tojás a törőgépre kerül, a szalag segítségével. Tojás a törőasztalon keresztül haladva önműködő billenő csészékbe jut. Tojások, az anyaggyűjtő csészékben kör kerülete mentén helyezkednek el. Egy adott ponton alulról egy penge megüti a tojáshéjat, majd annak tartalma egy lejjebb megtalálható csészébe kerül. Innén egy lejjebb elhelyezett csatornába ürül, amelynek végén egy gyűjtő tartályba torkol.
Művelet során, van lehetőség a csészékből kifolyó tojásfehérjének a sárgájától való külön gyűjtésére. Egy közbeiktatott szűrőn keresztül, a nyers tojáslé egy szivattyú alkalmazásával a pasztőröző berendezés táptartályába kerül. E technológiával kiszűrjük a tojáslében található héj, valamint más szennyeződéseket. Ezen kívül a szivattyú és a szűrő együttes hatására a homogenizálás is megtörténik.
Szűrés
Szűrés során eltávolítják a tojásanyagban lévő szennyeződéseket, valamint a
179
bekerült héjtöredéket. Fémszitákon szivattyúzzák át a nyersanyagot, rozsdamentes acélból készült fogaskerék segítségével. Ikerszűrő alkalmazása célszerű a folyamatos üzemeltetéshez. Míg az egyik szűrő tisztítása folyik, addig a másik zavartalanul működhet. A szívó, valamint a nyomóvezeték átkötése elősegíti a nyomóvezeték nyomásának egyenletesebbé tételét, illetve a szivattyú teljesítményének könnyű és gyors szabályozását.
Homogenizálás
A tojáslé készítés fontos tulajdonsága a megfelelően homogenizált nyersanyag előállítása. Ennek folyamata a szűrőn való átszivattyúzás, illetve keverés. A homogenizáló hatás tovább fokozható, ha a homogenizáló berendezésben túlnyomást létesítünk. A lapátos keverők alkalmazása során, előfordulhat, hogy nem megfelelően homogenizálja az anyagot, illetve a tojáslébe keverés közben káros levegő kerülhet. Nagy jelentősége van a fagyasztva tárolásnak, mert csak a jól homogenizált tojásanyag hasznosítható felengedés után, minőségi romlás nélkül.
A tojáslé tartósításának a módszerei
Ezek a következők: pasztőrözés, porlasztva történő szárítás és ultraszűrés.
A pasztőrözés hőfokát úgy kell megválasztani, hogy megfelelő legyen a káros mikroorganizmusok hőpusztulásához. Arra viszont nagyon kell ügyelni, hogy az alkalmazott hő ne a fehérjék kicsapódását eredményezze. Ezek a hőértékek a tojás sárgája esetén kb. 65°C, fehérje esetén 59°C, míg melange esetén 63°C. Hő hatására, mivel a tojásnak az anyaga instabil rendszer – irreverzibilis változásokon megy keresztül és géllé alakul – gyakorlatilag megalvad. A tojáslé pasztőrözése 67°C-on történik. E hőmérsékleten, kimondottan csak a Gram-negatív csírák pusztulnak el.
Napjainkban laprendszerű berendezéseket alkalmaznak. Tojáslé pasztőrözés céljára szerkesztették a lemezes tejpasztőrözésre is alkalmazható szerkezetet.
Tojáslé pasztőrözésének a folyamata
Az eljárás során lemezes pasztőrt alkalmaznak, amely rozsdamentes acélból készül.
A szerkezet három szektorból áll, ezek a hevítő, hőcserélő, hűtő. Tojáslé a táptartályba kerül, majd kb. fél óráig áll az anyag. A törés és szállítás során bekerült buborékok eltávoznak. A tojáslé a szivattyú segítségével a pasztőröző előmelegítő részébe jut, felmelegszik kb. 40°C-ra, majd az anyag továbbítódva a hevítőbe eléri a 67°C-ot. Ezután áthalad a hőtartón, majd visszakerül az előmelegítő részbe. A technológia folyamán a nyers tojásanyag előmelegítését más pasztőrözött anyaggal végezzük. A további tárolás és eltarthatóság céljából hűtőszektor alkalmazása
36. ábra. Tojás pasztőröző berendezés.
180
ajánlatos. Csővezeték által – megelőzően a csomagolást – a szakszerűen pasztőrözött tojáslé, a tárolótartályba kerül. Forró gőz alkalmazásával történik a melegítő víz hevítése. A melegítőegység részei forróvíz előkészítő, centrifugaszivattyú, illetve hőérzékelők és az aktuális hőmérsékletet rögzítő műszerek.
Porlasztva történő szárítás
A folyamat segítségével a szárítandó folyékony anyagot porlasztják. A porlasztott részecskéket lebegő állapotban meleg levegő-áramban szárítják, majd a száraz port a levegőből leválasztják.
A porlasztó legfontosabb egységei: porlasztótárcsa, szárítókamra, levegő-elosztó, levegőhevítő, ventillátor és porleválasztó.
Négy szakaszban történik a szárítási folyamat:
1. szárítandó anyag porlasztása, cseppképzés, permetképzés;
2. szárító levegő alkalmazásával a permet keverése;
3. permet szárítása;
4. szárító levegőből a szárított por leválasztása.
Műszaki adatok: 8-9000 f/perc a tárcsa fordulatszáma, cseppátmérő 50-100 mikron,
belépő levegő hőmérséklete 120-130°C, kilépő levegő hőmérséklete 60-70°C, szemcse hőmérséklete max. 80°C.
A tojáslé szárításának folyamata
A feldolgozandó anyagot egy tojásadagolóval ellátott, nagy kerületi sebességgel forgó tárcsa központjába vezetik. E szerkezetben a tojás nyersanyag a tárcsa kerülete felé áramlik, felgyorsul, ezután nagy sebességgel elhagyva a porlasztótárcsát a szárító levegőbe jut, majd fellépő turbulens erők hatására cseppekre bomlik. Így egy kíméletes szárítási módot valósítunk meg. A porlasztás célja a szárítandó anyag felületének nagymértékű növelése. Száradáskor a cseppméret egy meghatározó tényező. JÁVOR irodalmi utalásai nyomán (2007) az ideális permetben a részecskék diszperziója homogén jellegű és egymástól elkülönült cseppekből áll. A megfelelő száradási körülmények feltétele a cseppek méretének a homogenítása, ami döntő a termék minősége szempontjából.
A szárító levegőt felmelegitik és ventillátor alkalmazásával juttatják a szárítókamrába. A levegő bevezetése történhet porlasztva szárító berendezésekbe egyen-, ellen- és keresztáramban.
Élelmiszerek esetében célszerű egyenáramú porlasztó valamint szárító berendezéseket alkalmazni. E technológia segítségével a legmelegebb levegő a még nedves anyaggal is érintkezik, és így minimális a hőkárosodás mértéke. A cseppköd, a bevezetett meleg szárító levegővel keveredik, és megtörténik a cseppek száradása.
Két szakaszban megy végbe a cseppek száradása. Az első szakasz a párolgás.
Hőmérséklet hatására, a csepp felületén lévő telített párafilmből megy végbe a párolgás folyamata. A száradás második szakaszában csökken a száradás sebessége.
Emelkedik a hőmérséklet és a csepp felületén száraz kéreg képződik. A felületi kérgen keresztül megy végbe a víz diffúziója, melyet diffúziós száradásnak is nevezzük. Száradás, a szárító levegő hőmérsékletével jól szabályozható.
A megszáradt tojáspor jelentős része a szárítókamra alsó részén elkülönül a szárító levegőtől, és a gravitáció segítségével kilép a szárítókamrából. Viszont ciklon vagy ciklonok segítségével fogják fel a kamrában a szárítólevegőtől el nem különült finom port. A folyamat lefolyása, hogy a levegőnél nehezebb porszemcsék
181
a fellépő centrifugális erő hatására a ciklon kerülete, illetve a fal irányába mozdulnak el, majd a gravitáció eredményeképpen a ciklon kúpos alján gyűlnek össze, és egy porfogó zsilip alkalmazásával, gravitációs úton a ciklonból kilépnek.
Az előállított tojáspor, amely a kamrából és a ciklonból lép ki, a porgyűjtő, illetve a pneumatikus szállítócsatornába kerül. A por felületén adszorbeálódott nagy nedvesség-tartalmú szárítólevegőt lecserélik a porgyűjtő csatornába beszívott friss kis nedvesség-tartalmú levegővel. Ez alatt a por pneumatikusan a zsákolóciklonba kerül, majd itt a port a hűtőlevegő és a por keverékéből leválasztják.
Instant tojáspor előállítása
A gyorsan és tökéletesen oldódó tojásport instant terméknek nevezzük. Tojáspor esetében a késztermék akkor tekinthető instantnak, ha az újraoldódás folyamata 15s alatt végbemegy.
A tojáspor nedvesedő-képessége függ a por kapillaritásától, illetve a porrészecskék fajlagos térfogatától. A kapillaritás növekedése – a szemcsék állandó fajlagos térfogata mellett – kedvező hatással bír a nedvesítésre. A kisebb fajlagos térfogat, azaz a nehezebb szemcsék esetében – állandó kapilaritás mellett – a nedvesedés kedvező.
Az kívánatos, hogy a részecskék szétoszlása és újraoldódása a lesüllyedés közben menjen végbe, vagyis a tojáspor ne süllyedje le a fenekére.
Abban az esetben, ha a víz felületére helyezett tojáspor lesüllyedt, akkor a tojáspor megnedvesedettnek tekinthető. A süllyedés tehát akkor következik be, ha a részecskék sűrűsége nagyobb, mint a folyadék sűrűsége.
A tojáspornak az egyedi részecskék alakjában való eloszlása és a vízben való diszpergálódása, összefüggésben van a porrészecskék szerkezetével, illetve a fehérjék állapotával.
A technológia során arra ügyelni kell, hogy a diszpergálódás feltételeinek a szabályozása úgy történjék, hogy a részecskék ne tapadjanak össze és ne képezzenek csomókat. A por agglomerációja a módja, a fajlagos felület csökkentésének. A kis 20-30 mikrométer nagyságú primer tojásporszemcsék nagyobb méretű, 300-500 mikrométer nagyságú porózus szekunder részekké alakulhatnak át, amelyek, így agglomerátumokat képeznek. A tojás szemcsék elfogadható felületi adhéziója az egyik fontos feltétele az agglomerációnak. Az agglomerációt csak a tojás szemcse felületének megfelelő nedvesség-tartalmával lehetséges előállítani. A fehérje-tartalom részben denaturálódik az agglomerációt követő végső víz-fehérje-tartalomra történő szárítás alkalmából, amelynek következménye a primér szemcsék közötti hidak létrejötte.
A kapillaritás az agglomerálás mellett növelhető, ha a hidrofób tulajdonságú felületet, felületaktív anyagokkal vonják be. Így a tojáspor felületét – a technológia függvényében eltérő mennyiségű szabad zsír vonja be. Az instant tejpor gyártásakor felület aktív anyagként lecitin használnak fel.
Az agglomerálási technológia jellege szerint egylépcsős és visszanedvesítéses intstantizálást lehet megkülönböztetni.
JÁVOR irodalmi utalásai szerint (2007), az egy lépcsős instantizálás során a porlasztva szárítást és a por agglomerálását egy munkafolyamatban végzik el, míg a visszanedvesítéses instantizálásnál a porlasztva szárított kész tojásport agglomerálják, és az agglomeráláshoz szükséges nedvesség-tartalmat a primer porszemcsék újranedvesítésével, egy külön munkafolyamatban alakítják ki.
Ultraszűrés és hiperszűrés
Az eljárás azon az elven alapul, hogy a különböző nagyságú részecskéket tartalmazó
182
oldat egy meghatározott pórusmérettel rendelkező membrán felületén két frakcióra különül el, az oldatra gyakorolt adott nagyságú nyomás hatására. Ezek közül az egyik a pórusméretnél kisebb részecskék frakciója vagy a permeátum, míg a másik a koncentrátum. Az ultraszűrésnél 0,05-10 µm, míg hiperszűrésnél 0,0005-0,05 µm az elválasztandó részek mérettartománya.
Az ultra- és a hiper szűrés feltételei:
a. legalább egy nagyságrenddel kell, hogy eltérjenek az oldatban lévő elválasztható oldott anyagok, illetve az oldószer és a koncentrálódott anyagok részecske méretei, vagy molekulasúlyai egymástól.
b. Az elválasztandó részecskék méretei közé kell, hogy kerüljön az elválasztást végző membrán pórusmérete. Viszont a pórusméret értékeknek közel kell lenni a visszatartandó részecskék méretéhez.
c. a koncentrátum és a permeátum ozmózisnyomásának különbségénél, a nagyobb nyomást biztosítani kell állandóan.
Ultraszűrés esetén a permeatum oldószert, vagy vizet, valamint főleg valódi oldatot képező anyagokat tartalmaz. A membrán szinte teljes mértékben visszatartja a nagyméretű fehérjéket. Ennek következtében a koncentrátum szárazanyag-tartalma és relatív fehérje-szárazanyag-tartalma gyarapodik. Hiperszűrés alkalmazásakor az alkalmazott membrán pórusmérete kisebb, mint ultraszűréskor, ennek következtében a permeátum gyakorlatilag csak oldószerből áll.
Legfontosabb tényező az ultraszűrés és hiperszűrésnél a frakcionálás hatásfoka vagy a szelektivitás, valamint a folyamatsebesség vagy a fajlagos teljesítmény.
Az ultraszűrés rendszerint 5-10 bar, míg a hiperszűrés 30-80 bar nyomáson megy végben. Mindkét eljárás alkalmazásakor legfeljebb 26-28% koncentrátum szárazanyag-tartalom érhető el.
A membránok ipari célú alkalmazásánál cellulóz-acetátot, illetve kopolimert alkalmaznak, amelyek gyakorlatilag 0,1-0,2 mm vastagságú hártyák. A készítmény
„bőr oldalán” található a meghatározott pórusméretű aktív réteg. A membránok struktúrája térhálós.