Oświadczam, że niniejszą pracę przygotowałem samodzielnie. Wszystkie dane, istotne myśli i sformułowania pochodzące z literatury są opatrzone odpowiednimi odsyłaczami. Praca ta nie była w całości ani w części przez nikogo przedłożona do żadnej oceny i nie była publikowana.

WSTĘP

W Europie przede wszystkim w Holandii a ostatnio także i w Polsce działają największe firmy, zajmujące się produkcją frytek. To wielkie przedsiębiorstwa, mogące na co dzień przetwarzać tysiące ton ziemniaków. Nie są to zwykłe ziemniaki, kupowane od przypadkowych osób. Do produkcji frytek używa się bowiem specjalistycznych odmian, które zapewniają odpowiednie właściwości. Istnieje wiele specjalistycznych firm ogrodniczych, które uprawiają takie właśnie specjalistyczne odmiany ziemniaków dla firm produkujących frytki[ CITATION Por17 \l 1045 ].

Celem niniejszego projektu jest omówienie charakterystyki, bezpieczeństwa i higieny pracy procesu produkcji, a docelowo stworzenie ideowego procesu technologicznego. W rozdziale pierwszym przedstawiona jest charakterystyka wyrobu gotowego jakim są frytki, czyli proces technologiczny i schemat technologiczny ich produkcji oraz parametry jakościowe. Dalsza część projektu zawiera zestawienie maszyn i urządzeń znajdujących się na terenie zakładu. W pracy znaleźć będzie można informacje na temat materiałów pomocniczych stosowanych w procesie technologicznym. Koniec niniejszego projektu zamyka podsumowanie, spis literatury, wykaz fotografii i tabel.

Charakterystyka wyrobu gotowego (produktu)

1.1 Definicja produktu

Frytki ziemniaczane są skalsyfikowane jako uszlachetnione przetwory ziemniaczane. To podłużne kawałki ziemniaków (długości ok. 6÷7 cm i przekroju ok. 1 cm²), podsmażone w tłuszczu jadalnym. Jako produkt przetwórstwa ziemniaczanego poddawane są utrwalaniu (zazwyczaj mrożeniu) i przeznaczone do sprzedaży (nie do bezpośredniej konsumpcji). Surowiec na frytki na frytki najlepiej używać ziemniaki o kształcie podłużnym, o skrobiowości w granicach 14-16% i o dość dużej zawartości suchej substancji (20÷22%), co pozwala ograniczyć wchłanianie tłuszczu podczas smażenia. Zalecana jest niska zawartość cukrów redukujących (glukozy), do ok. 0,5%, wtedy frytki są mniej podatne na ciemnienie. Ziemniaki powinny mieć gęstość w granicach 1,075÷1,083g/cm³. Do podsmażania i smażenia frytek używa się tłuszcz jadalny zwany fryturą.[ CITATION Maś06 \l 1045 ].

1.2 Wartość energetyczna i skład chemiczny produktu

Frytki stanowią bardzo kaloryczną potrawę. W jej 100 gramach znajduje się 331 kilokalorii. Tyle też waży i taka wartość kaloryczną posiada standardowa porcja frytek. 42% stanowią tu węglowodany, 4% białka, a 17% (Tabela 1). Na pozostałe 37% masy frytek składają się inne elementy. Wśród nich można wymienić błonnik, witaminy (głównie C, K i niacyna) oraz minerały, na przykład potas, wapń, żelazo.
Frytki są wprawdzie potrawą zawierającą znaczną ilość węglowodanów i tłuszczu, jednak maja również istotne właściwości odżywcze. Smażone ziemniaki to bowiem źródło błonnika istotnego dla sprawnej pracy jelit, białka budującego mięśnie czy witamin z grupy B odgrywających rolę w procesach metabolicznych[CITATION Roz20 \l 1045 ].

Tabela 1 Wartości odżywcze i skład chemiczny frytek [CITATION Roz20 \l 1045 ]

Skład chemiczny frytek	Ilość składnika w 100g frytek/ Rodzaj składnika
Kalorie	331 kcal
Białko	3,5 g
Węglowodany	41,7 g
Tłuszcz	17,4 g
Błonnik	2,9 g
Witaminy	C, D, E, K, tiamina, ryboflawina, niacyna, B, B12, kwas foliowy
Minerały	wapń, żelazo, magnez, fosfor, potas, potas, sód, cynk, miedź, mangan
Sterole	cholesterol
Woda	64,85 g

1.3 Opakowanie jednostkowe

Frytki produkowane przemysłowo będą jako produkt głęboko mrożony pakowane w opakowania z folii poliuretanowej w porcjach po 2 kg każda. Opakowania z folii polipropylenowych (PP) orientowane, termokurczliwe i rozciągliwe, charakteryzują się one barierowością w stosunku do pary wodnej i gazów oraz wysoką odpornością na zmiany temperatury, dzięki czemu możliwe jest jej zastosowanie do pakowania uszlachetnionych przetworów ziemniaczanych.

1.4 Warunki i czas przechowywania oraz termin przydatności do spożycia

Frytki to produkt głęboko mrożony. Należy chronić go przed rozmrożeniem. Produkt raz rozmrożony nie kwalifikuje się do ponownego użycia. Sposób przechowywania: -6 °C 1 tydzień; w temp. -12 °C 1 miesiąc; w temp. -18 °C.

1.5 Warunki transportu

Najwyższa temperatura w dowolnym miejscu ładunku w czasie załadunku, przewozu i wyładunku nie powinna przekraczać wielkości dopuszczalnej dla artykułów mrożonych wyprodukowanych z ziemniaków. Jeżeli jednak niektóre operacje techniczne, jak np. rozmrażanie parownika środka transportu – chłodni powodują na krótki okres ograniczone podwyższenie temperatury w jakiejkolwiek części ładunku, dopuszcza się wzrost o 3°C temperatury -18°C podanej dla przewozu mrożonych artykułów żywnościowych, w naszym przypadku frytek.

1.6 Warunki przechowywania

Warunki przechowywania można podzielić na warunki przechowywania surowca, czyli ziemniaków oraz wyrobu gotowego czyli frytek.

a) Optymalne warunki przechowywania ziemniaków:

Optymalne warunki przechowywania ziemniaków, które można zapewnić

magazynując ziemniaki w przechowalni, to:

- temperatura 2÷7°C,

- wilgotność 85÷90%,

- ograniczony dostęp światła.

W praktyce, przy przerabianiu bardzo dużych ilości ziemniaków, trudno zapewnić takie warunki; często stosuje się kopcowanie ziemniaków, co powoduje znaczne straty, nawet ok. 15% przechowywanej masy.

W przechowywanych ziemniakach zachodzą zmiany związane z ich oddychaniem,

wskutek którego zmniejsza się masa ziemniaków; do ubytku masy przyczynia się również wysychanie przechowywanych ziemniaków.

Optymalne warunki przechowywania frytek: Wyrób gotowy, a więc głęboko mrożony będzie przechowywany w temperaturze -18˚C w przeznaczonych do tego chłodniach.

1.7 Warunki transportu

Transport samochodowy(ciężarowy). Temperatura wewnątrz chłodni w -18˚C. Ułożenie wielowarstwowe opakowań zbiorczych. Duże kartony 2L będą pakowane w kartony zbiorcze a następnie paletyzowane.

1.8 Proponowana cena detaliczna

Deklarowana cena detaliczna będzie wynosić 9,00 zł za 2L opakowanie frytek głęboko mrożonych.

Charakterystyka surowców podstawowych i dodatkowych oraz materiałów pomocniczych stosowanych w procesie technologicznym

Definicja surowca

Surowcem z którego wytwarzany będzie wyrób uszlachetniony czyli frytki będzie ziemniak. Definicja surowca wymaga poznania jego budowy.

Budowa i skład chemiczny ziemniaka

Budowa bulwy ziemniaka została przedstawiona na rys. 1. Orientacyjny skład chemiczny bulwy ziemniaka jest następujący:

- woda ok. 70÷80%, której wysoka zawartość jest przyczyną dość łatwego psucia się

ziemniaków,

- skrobia ok. 17÷19%, jako najważniejszy dla przetwórstwa składnik ziemniaka

(w ziemniaku pełniąca rolę materiału zapasowego),

- substancje nieskrobiowe ok. 5,75%, w tym:

- substancje azotowe 1,5% (w tym białko),

- celuloza 1,0÷1,2%,

- substancje mineralne 1,0%,

- cukry fermentujące 1,5÷3,0%,

- witamina C ok. 12 mg w 100 g.

Znaczenie ilości i jakości skrobi

Zawartość skrobi w bulwie ziemniaka określa się jako tzw. skrobiowość ziemniaka.

Skrobiowość można określić na podstawie gęstości ziemniaka, odczytując ją ze specjalnych tablic. Im większa jest gęstość ziemniaka (masa właściwa, waha się ona w zakresie 1,05÷1,16 g/cm³) tym wyższa jest także skrobiowość. Ze względu na skrobiowość wyróżniamy ziemniaki: niskoskrobiowe, średnioskrobiowe, wysokoskrobiowe. Skrobia odkłada się w bulwie ziemniaka w formie ziaren w komórkach otoczonych błoną komórkową. Najwięcej skrobi znajduje się w miękiszu, który jest też elementem dominującym budowy ziemniaka. Uboga w skrobie zawierająca więcej białka jest warstwa kory pierwotnej, znajdująca się bezpośrednio pod łupiną. Skrobia jest wielocukrem (polisacharydem) pełniącym rolę materiału zapasowego ziemniaka. Struktur krystaliczne ziarna skrobiowego są tworzone przez makrocząsteczki skrobi o budowie rozgałęzionej – amylopektynę oraz makrocząsteczki o budowie liniowej – amylozę. Ponieważ amyloza i amylopektyna różnią się wieloma istotnymi cechami, dlatego proporcja, w jakiej występują w określonym rodzaju skrobi określa jej właściwości fizykochemiczne. Skrobia jest jednym z najbardziej funkcjonalnych surowców w przemyśle spożywczym, ma zastosowanie również w innych przemysłach. Wykorzystuje się jej naturalne właściwości tworzenia żeli i zagęszczania.

Rys. 1. Budowa bulwy ziemniaka (przekrój) [ CITATION Jar04 \l 1045 ] 1 – skórka (z tkanką korkotwórczą), 2 – kora pierwotna, 3 – wiązki sitowonaczyniowe, 4 – miękisz, 5 – miękisz rdzeniowy, 6, 7– oczka, 8 – pępek

W przemyśle spożywczym skrobia jest stosowana do nadawania produktom odpowiedniej tekstury, wyglądu (postaci), wilgotności, konsystencji i trwałości podczas przechowywania. Wymagania stawiane ziemniakom do produkcji frytek to zawartości skrobi do 15%, podłużny kształt, brak tendencji do ciemnienia, o małej zawartości cukrów redukujących. Ziemniaki dostarczane do zakładu przemysłu ziemniaczanego powinny być odpowiedniej odmiany a ponadto mieć ograniczoną ilość zanieczyszczeń mineralnych i organicznych oraz bulw zepsutych. Zakłady doświadczalne hodowli ziemniaków dostarczają nowych odmian, charakteryzujących się dużym plonem skrobi z hektara i dużą odpornością na choroby. Nowe odmiany wczesne ziemniaków, pozwalają na wcześniejsze rozpoczęcie kampanii produkcyjnej, co powoduje wydłużenie efektywnego okresu produkcji przetworów ziemniaczanych.

Opakowanie transportowe

Opakowanie transportowe dla surowca tj, ziemniaków stanowić będzie 25 kg worek raszlowy (Rys. 2) widoczny na zdjęciu poniżej:

Rys. 2. Worek raszlowy przeznaczony do transporty ziemniaków, Źródło: Internet

Warunki transportu i przechowywania

Ziemniaki przeznaczone do produkcji frytek transportowane będą przenaczonymi do tego rodzaju towaru środkami transportu w warunkach pokazanych poniżej:

Ziemniaki wczesne:

Zakres temperatur: 10-15 °C

Wilgotność: 90-95 %

Okres przechowywania: 10÷14 dni

Ziemniaki dojrzałe:

Zakres temperatur: 4-5 °C

Wilgotność: 95-98 %

Okres przechowywania: 5-10 miesięcy

Charakterystyka procesu technologicznego

2. Opis procesu technologicznego:

1) Kalibracja

Ma pozwolić tylko bulwom o odpowiednio dużych rozmiarach trafić do obierania. W efekcie końcowym prowadzi to także do zmniejszenia strat obierania.

2) Obieranie

Obieranie bezpośrednio kształtuje cały koszt przerobu i cenę wyrobu. Znane są 3 metody:

metoda mechaniczna
metoda ługowa
metoda parowa

3) Doczyszczanie i mycie

Obrane bulwy poddawane są doczyszczaniu. Proces ten jest ściśle powiązany z procesem obierania gdyż straty przy obieraniu i koszty doczyszczania są wzajemnie zależne: małe straty przy obieraniu powodują wysokie koszty doczyszczenia Przy niskich cenach ziemniaków niekiedy jest korzystniej obierać głębiej co mimo większych strat może obniżyć ogólny koszt wytwarzania i jednocześnie podnieść jakość produktu. Obrane i doczyszczone bulwy poddawane są w środowisku wody oddziaływaniom mechanicznym ( mieszanie, szczotkowanie, wibracje) w celu usunięcia resztek skórki.

4) Krojenie

Pozbawione skórki ziemniaki trafiają na halę cięcia. Specjalny system noży umożliwia krojenie ziemniaków na różne kształty:

frytki proste ( 7x7 mm,10x10 mm)
frytki karbowane (12 x 12 mm)
frytki grube cięcie 10 x 20 mm)
talarki proste lub karbowane
ćwiartki ziemniaka ze skórką

Noże wodne zbudowane są z głowic, w których znajdują się skrzyżowane noże. Ziemniaki pod ciśnieniem kilku barów w środowisku wodnym są przepychane przez układ tnący. Zastosowanie noży wodnych zapewnia regularny kształt frytek, a także minimalizuje ewentualne ubytki skrobi, co podnosi wartość żywieniową frytek.

5) Usunięcie frytek krótkich

Proces ten odbywa się na sortownikach, które składają się z metalowych matryc z otworami różnej średnicy. Następnie eliminowane są frytki z zewnętrznymi plamkami. Do tego celu służy sortownik optyczny. Jego konstrukcja umożliwia odrzucenie frytek, które nie spełniają specyfikacji jakościowej. Taki system zapewnia, że ilość „dobrych frytek” w odpadzie nie przekroczy 1%.

6) Blanszowanie

Proces polegający na moczeniu pociętych frytek w gorącej wodzie - najpierw krótko w wysokiej temperaturze, potem nieco dłużej w niższej. Proces trwa kilkadziesiąt minut i zależy od rodzaju cięcia oraz typu produkowanych frytek. Blanszowanie różni się od gotowania tym, że temperatura wody nigdy nie dochodzi do 100°C. Zblanszowane frytki, przed trafieniem do pieca, zostają wysuszone.

7) Wstępne smażenie

Etap, który decyduje o doskonałej chrupkości i złocistym kolorze. Proces ten oznacza także dla konsumenta znaczne przyspieszenie przygotowania produktu w domu, a także umożliwia przygotowanie produktu w piekarniku. Do wstępnego podsmażania frytek stosowane są wyłącznie oleje roślinne (np. rzepakowy). Piec, w którym znajduje się ok. 3 ton rozgrzanego tłuszczu, składa się z wanny oraz przesuwającej się po jej dnie metalowej taśmy. Frytki są transportowane po taśmie, zaś tempo jej przesuwania decyduje o intensywności procesu. Czas przebywania frytek w piecu zależy od ich kształtu oraz rodzaju produktu.

8) Zamrażanie

Schłodzone frytki poddaje się działaniu niskiej temperatury(-30ºC) przez 12 min. Ważne by frytki po zamrożeniu miały konsystencję twardą i sypką oraz by wyrób spełniał wszystkie kryteria jakościowe.

9) Dozowanie i pakowanie

Procesy te przebiegają w automatyzowany sposób. Ważne jest by frytki były pakowane w temperaturze nie mniejszej niż -5ºC. Tak przygotowany produkt przechowywany jest w magazynie w temperaturze -18ºC.

Schemat ideowy procesu technologicznego

Rys. 3. Schemat procesu technologicznego, Żródło: opracowanie własne

4. Schemat szczegółowy procesu technologicznego

Rys. 4. Schemat szczegółowy procesu technologicznego. Źródło: opracowanie własne

5. Schemat graficzny procesu technologicznego

Rys. 5. Schemat graficzny procesu technologicznego produkcji frytek, Źródło: opracowanie własne

Zestawienie maszyn i urządzeń

W skład maszyn i rządzeń w które będzie wyposażona linia produkcji frytek to:

Obieraczka parowa
Stół inspekcyjny, 2 sztuki
System podwójnego cięcia,
Blanszownik, szt. 2,
Suszarka taśmowa,
Separator tłuszczu,
Frytkownica.

Szczegółowy dobór maszyn uzależniony będzie od dostępności maszyn o wymaganych parametrach na rynku urządzeń specjalistycznych.

Określenie zasadniczych stanowisk pracy

Na linii technologicznej do produkcji frytek zaplanowano 3 stanowiska pracy. Zostały one przedstawione poniżej w tabeli 3.2.

Tabela 2. Wyszczególnienie urządzeń i stanowisk pracy

L.p.	Nazwa urządzenia	Liczba urządzeń	Liczba
1	Myjka automatyczna	1	0 proces zautomatyzowany
2	Obieraczka parowa	1	0
3	Stół inspekcyjny 1	1	1 kontorola wizualna
4	System podwójnego cięcia	1	0 proces zautomatyzowany
5	Stół inspekcyjny 2	1	1 kontrola wizualna
6	Blanszownik	1	0 proces zautomatyzowany
7	Separator tłuszczu	1	0 proces zautomatyzowany
8	Frytkownica	1	1

Pomieszczenia zakładu będą wyraźnie wydzielone i powiązane ze sobą funkcjonalnie spełniając jednocześnie określone zadania dotyczące, np. dostawy surowców, produkcji wyrobów, ich dystrybucji, transportu wewnętrznego, przemieszczania pracowników itp. Zgodnie z powyższymi założeniami w zakładzie będzie można wyróżnić następujące części magazynową, produkcyjną, ekspedycyjną i socjalną. Zakład będzie podzielony na strefy wysokiego, średniego i niskiego ryzyka w zależności od prowadzonych w nim procesów w odniesieniu do jakości zdrowotnej produkowanej żywności. Najbardziej istotne zalecenia dotyczące stosowania maszyn i urządzeń w procesie technologicznym można przedstawić następująco:

wszystkie powierzchnie maszyn, urządzeń, sprzętu oraz naczyń i opakowań

kontaktujących się z żywnością będą wykonane z materiału dopuszczonego do kontakt z żywnością;

elementy maszyn stykające się z żywnością, jak również powierzchnie robocze

będą wykonane z materiału trwałego, gładkie i łatwe do utrzymania w czystości;

w żywieniu zbiorowym drobny sprzęt pomocniczy będzie wydzielony dla poszczególnych asortymentów produktów i nieuszkodzony.

Obliczenia powierzchni zajmowanej przez wytwórnię

Powierzchnia zajmowana przez wytwórnie oraz jej poszczególne pomieszczenia zostały przedstawione na rysunku wytwórni w rzucie z góry, patrz. Rys.1.

Rysunek wytwórni

Szczegółowy rysunku wytwórni w rzucie z góry został przedstawiony na rysunku w formacie A3 dołączonym do niniejszego projektu, patrz. Rys 1.

Spis ilustracji:

Rys. 1. Budowa bulwy ziemniaka (przekrój) [4] 1 – skórka (z tkanką korkotwórczą), 2 – korapierwotna, 3 – wiązki sitowonaczyniowe, 4 – miękisz, 5 – miękisz rdzeniowy, 6, 7– oczka, 8 – pępek 9

Rys. 2. Worek raszlowy przeznaczony do transporty ziemniaków, Źródło: Internet 10

Rys. 3. Schemat procesu technologicznego, Żródło: opracowanie własne 14

Rys. 4. Schemat szczegółowy procesu technologicznego. Źródło: opracowanie własne 15

Rys. 5. Schemat graficzny procesu technologicznego produkcji frytek, Źródło: opracowanie własne 16

Spis tabel:

Tabela 1 Wartości odżywcze i skład chemiczny frytek [3] 5

Tabela 2. Wyszczególnienie urządzeń i stanowisk pracy 17

Bibliografia

[1]	P. B. jagodne.pl, „Produkcja frytek: od ogrodnictwa do chłodni,” jagodne.pl, 5 12 2017. [Online]. Available: http://www.jagodne.pl/ogrodnik/produkcja-frytek-od-ogrodnictwa-do-chlodni. [Data uzyskania dostępu: 21 01 2020].
[2]	K. Maśliński, Przetwarzanie ziemniaków, Radom: Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, 2006.
[3]	„Rozmiar.com,” Rozmiar.com, 21 01 2020. [Online]. Available: https://www.rozmiar.com/frytki-kalorie-wlasciwosci-witaminy-wartosci-odzywcze.php. [Data uzyskania dostępu: 21 01 2020].
[4]	A. Jarczyk, Technologia żywności cz. 3, Warszawa: WSiP, 2004.
[5]	J. Postolski i Z. Gruda, Zamrażanie żywności, Warszawa: WNT, 1999.