Автоматизація процесу виробництва сиру

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Сироваріння виникло, як тільки людина навчилася доїти свійських тварин. У невикористаній частині молока відбувалося згортання молока й ферментація складових частин його молочнокислими мікроорганізмами. Згусток, що утворився, стискувався й виділяв сироватку. Зливаючи сироватку людина одержувала найпростіший сир. Слово «курт», що використалося, для позначення цього сиру, можна зустріти в різних мовах.

До XIX ст. сироваріння майже цілком залежало від місцевих умов. Склад кормів і порода свійських тварин спричиняли біохімічний і мікробіологічний склад молочної сировини, а кліматичні умови й традиції в технології визначали, якими будуть сири, виготовлені в конкретній місцевості. Так з'явилися й зберегли свої відмінні ознаки сири голландський круглий, степовий, рокфор, латвійський, чедер, пармезан та ін.

У XIX ст. сироваріння втратило локальний характер. Експорт технології викликав перш за все необхідність штучного культивування суміші молочнокислих мікроорганізмів певного складу, а також вибору молочної сировини з певними властивостями й складом.

У XX ст. з'явилася можливість управляти процесами одержання молока із заданими біохімічними й технологічними показниками, підбирати й консервувати спеціальні бактеріальні закваски, здійснювати різноманітні фізико-хімічні й біологічні прийоми обробки сировини, а також проміжних продуктів. У результаті з'явилася велика кількість нових різновидів сирів. У наш час асортимент сирів нараховує близько 600 найменувань, та продовжує збільшуватися.

1. Технологічна лінія виробництва сиру

1.1 Характеристика продукції, сировини і напівфабрикатів

Сир -- висококалорійний харчовий продукт, що виробляється з молока шляхом коагуляції білків, обробки отриманого білкового згустка і подальшого дозрівання сирної маси. Білковий згусток утримує воду, жирові кульки і інші складові частини молока. При обробці згустка частина води, молочного цукру, мінеральних речовин, вітамінів і ферментів переходять в сироватку. напівфабрикат сировина виробництво устаткування

За технологічними ознаками натуральні сири ділять на сичужні і кисломолочні. Сичужні сири виробляють згортанням молока сичужним ферментом, а кисломолочні - шляхом квашення молока заквасками.

Натуральні сири за зовнішніми ознаками ділять на три групи:

- тверді сири (сичужні з щільною або твердою консистенцією);

- м'які сири (сичужні або кисломолочні з м'якою консистенцією);

- сири розсолів (дозрівають в розсолі і містять підвищену масову частку куховарської солі).

До твердих сичужних сирів відносяться: російський, пошехонський, швейцарський, костромський, калачевскій, голландський, ярославський, емментальский, едамский, чеддер і ін. До м'яких сичужних і сичужно-кислих відносяться: російський каламбер, смоленський, дорожній, п'ятигористий, рокфор, чайний, вершковий і ін. До розсольних сичужних сирів відносяться бринза, адигейський, тушинський, сулугуні, чечиль і ін.

Сири містять 15... 30 % білка, 10...32 % жиру, 30...80 % волога, близько 1% кальцію і 0,8 % фосфору. Енергетична цінність 100 г голландського брускового сиру складає 1510 кДж, радянського, -- 1674 кДж.

1.2 Особливості виробництва і споживання готової продукції

У основу виробництва сиру традиційним способом покладений принцип концентрації складових частин молока (білка і жиру) шляхом відділення сироватки від молочного згустка, отриманого в результаті сичужної або кислотно-сичужної коагуляції.

Нормалізація молока в сироварінні полягає в отриманні певного співвідношення між жиром і сухим залишком жиру. При виробництві сирів молоко пастеризується при 71...72 °С з витримкою 20...25с. Пастеризацію зазвичай суміщають з дезодоруванням в цілях отримання сиру високої якості. Після пастеризації молоко піддається дозріванню для підвищення його кислотності на 1...5 °Т і збільшення розчинності солей кальцію.

Після дозрівання молоко заквашують закваскою, доза і склад якої залежать від виду сиру, що виробляється. Згортання молока сичужним ферментом є спеціальною операцією у виробництві сиру.

Перед згортанням в молоко додаються закваска, хлорид кальцію і сичужний фермент. Доза хлориду кальцію відповідає 10...40 г сухої солі на 100 л молока. Доза сичужного ферменту складає 2,0...2,5 г ферменту на 100 л молока. Фермент вносять до молока у вигляді 1,0...2,5 %-ного розчину, приготованого на воді або кислій освітленій пастеризованій сироватці. При розчиненні ферменту температура кислої сироватки повинна бути 35...40 °С, а води -- 25...35 °С.

Готовність сичужного згустка оцінюють за тривалістю згортання і щільністю згустка. При розрізанні готового згустка виходить рівний розкол і виділяється прозора зелена сироватка. Тривалість згортання для різних груп сирів приймається від 15...30 до 40...60 хв.

При виробництві твердих сирів для обезводнення сирної маси недостатньо її дроблення і наростання кислотності. У зв'язку з цим проводять друге нагрівання з метою регулювання мікробіологічних процесів, створення умов для розвитку певних видів мікроорганізмів і посилення виділення сироватки із зерна. По температурі другого нагрівання сири ділять на: сири з низькою температурою другого нагрівання (38...42 °С), тобто вище за температуру згортання на 6...8 °С (голландський, пошехонець, естонський, ярославський і ін.); сири з високою температурою другого нагрівання (50...60 °С), тобто вище за температуру згортання на 20...25 °С (швейцарський, кубанський, алтайський, український і ін.). Крім того, виробляють м'які сири без другого нагрівання або іноді сирну масу нагрівають на 1...2 °С вище за температуру згортання.

Після обсушування сирного зерна і часткового соління починають формування сиру, яке може здійснюватися з пласта, наливанням, насипом і викладанням необробленого згустка у форми. За формуванням сиру слідує самопресування і пресування. Перед пресуванням сир маркується металевими або казеїновими цифрами.

Відпресований сир піддають просолці (у розсолі, сухою сіллю, соляною гущею, в зерні). Соління в розсолі здійснюється шляхом занурення в нього окремих головок сирів або контейнера з сируми. Тривалість соління в розсолі сирів різних груп складає від 20 хв до 8 діб.

Посолений сир дозріває при визначеному температурно-вологістному режимі. При цьому молочний цукор зброджується молочнокислими і запахоутворюючими мікроорганізмами. Білки сиру піддаються протеолізу в результаті дії ферментів. Молочний жир в процесі дозрівання піддається гідролітичному розпаду і окисленню. Сир дозріває на стелажах або контейнерах. Дозрівання сиру в полімерних контейнерах запобігає розвитку цвілі на поверхні сиру і виключає миття сиру.

Для регулювання дозрівання білка в молоці при виробництві твердих сирів застосовують ультрафільтрацію.

1.3 Стадії технологічного процесу

Виробництво сиру можна розділити на наступні етапи:

- підготовка молока до вироблення сиру;

- згортання молока, отримання і обробка згустка;

- формування сиру;

- самопресування і пресування сиру;

- соління сиру;

- дозрівання сиру.

1.4 Характеристика комплексів устаткування

Лінія починається з комплексу устаткування для підготовки молока до вироблення сиру, до складу якого входять насоси, фільтри, відокремлювачі повітря, лічильники місткості, місткості для дозрівання і нормалізації молока, пастеризаційно-охолоджувальні установки, дозатори і сепаратори.

Ведучим в лінії є комплекс устаткування для підготовки молока до сепарації, а також для отримання і обробки згустка, що складається з апаратів для вироблення сирного зерна, пульта управління, збірок і насосів.

Лінія складається з комплексу устаткування для формування сиру, до складу якого входить пересувний стіл і формувальні апарати.

Наступний комплекс устаткування представляють преси з конвеєром і вагами. напівфабрикат сировина виробництво устаткування

Далі слідує комплекс устаткування для соління сиру, що складається із засільного етажеру, підйомника і охолоджувача розсолу.

Кінцевий комплекс устаткування для дозрівання сиру складається з пересувних стелажів, електронавантажувача, а також комплексу устаткування для догляду за сиром в період дозрівання.

Машинно-апаратурна схема лінії виробництва голландського сиру приведена на рис. 1.

1.5 Пристрій і принцип дії лінії

Молоко насосом 1 прокачується через фільтр 2, очисник повітря 3 і лічильник 4 в місткості для молока 5, охолоджуючись в охолоджувальній установці 6. Охолоджене молоко насосом 7 з ємкостей для зберігання молока 5 прямує на пастеризацію в охолоджувальну для пастеризації установку 10, на дезодорування в дезодоратор 9 і на нормалізацію в сепаратор 8.

Пастеризоване і нормалізоване молоко з кислотністю не більше 20 °Т направляють в апарати для вироблення сирного зерна 11, куди з пульта управління 12 вносять розчин хлориду кальцію і бактерійну закваску мезофільних молочнокислих бактерій в кількості 0,5...1,0 %. Для прискорення згортання допускається вносити біопрепарат (гідролізат) в кількості 0,05...0,5%. Згортання молока проводять при температурі 30...34 °С протягом 25...35 хв. Готовий згусток розрізають протягом 15...25 хв до розмірів зерен 7...9 мм, під час постановки 30...40 % сироватки видаляють, далі зерно вимішують, після чого доливають ще 15...20 % сироватки.

Друге нагрівання здійснюють протягом 10...20 хв при температурі 38...42°С. Для поліпшення консистенції відразу ж після другого нагрівання проводять часткове соління сирної маси в зерні, для чого в суміш зерна з сироваткою вносять розчин хлориду натрію з розрахунку 200...300 г на 100 кг молока. Після другого нагрівання сирну масу вимішують до тих пір, поки зерно не набуває достатньої пружності.

Вимішування продовжується 10...15 хв, після чого насосом 13 сирне зерно прямує на пересувний стіл 16 і завантажується у формувальні апарати 17. Насосом 15 сироватка із збірки 14 відводиться на переробку.

У формувальному апараті 17 сирне зерно підпресовується протягом 15...25 хв при тиску 1,0...2,0 кПа, потім розрізається на бруски, які відповідають розмірам форм. Самопресування у формах проводять протягом 20...50 хв. Через 15 хв перевертають, маркують, накривають кришками і знову залишають до закінчення самопресування.

За допомогою конвеєра 18 сир завантажують в преси 19 і пресують протягом 1,5...2,5 год при постійно зростаючому тиску від 10 до 50 кПа. При необхідності через 30...60 год сири перепресовують. Відпресований сир повинен мати рН від 5,5 до 5,8. Оптимальна масова частка вологи в сирі після пресування 43...45 %.

Після зважування на вагах 20 сир підйомником 22 прямує в засіл этажер 21 для соління в розсолі з концентрацією хлориду натрію 20 % при температурі 8...12 °С протягом 2,5...3,5 діб. Розсіл насосом 23 циркулює через охолоджувач розсолу 24.

Вийняті з розсолу бруски обсушують протягом 2...3 діб при температурі 8...12°С і відносній вологості повітря 90...95%, після чого сир електронавантажувачем 26 направляють на дозрівання на пересувні стелажі 25. Перші 13... 15 діб сир дозріває при температурі 10...12 °С і відносній вологості повітря 85...90 %, потім до одного місяця при 14...16 °С, а надалі до кінця дозрівання його витримують при температурі 12...14 °С і відносній вологості 75...85 %. У комплект устаткування для догляду за сиром в період дозрівання (27 -- 33) входить пристрій для розвантаження сирів 27, а також машина для миття сиру 28, в якій сири миють при появі цвілі і слизу теплою водою (30...40°С) не рідше ніж через 10... 12 діб.

В процесі дозрівання сири слід перевертати кожного тижня, потім через 10...12 днів, причому їх підсушують в машині для сушки сирів 29. Сири парафінують у віці від 15 до 20 діб в парафинері 30. У комплект устаткування для догляду за сиром входять також машина для миття і обсушування полиць 31, а також пристрій для завантаження сиру на полиці 32.

2. Параметри які регулюються

При виробленні сирів до складу й властивостей молока пред'являються наступні підвищені вимоги:

Сири виробляють із суміші свіжого молока, ретельно відсортованого й нормалізованого по жирності. Оптимальна доза зрілого молока становить 20...50% від кількості перероблюваної суміші. Зміна дози в ту або іншу сторону викликає негативні наслідки.

Температура пастеризації молока впливає на зрілі сири з високою температурою другого нагрівання: зміна її з 71...72 до 75...78 °С приводить до різкого погіршення оганолептичних показників сиру.

При переробці молока, обробленого споровою мікрофлорою, рекомендується застосування бактеріовідділеня. Обробка молока цим способом практично повністю звільняє його від спор масляно кислих бактерій.

У процесі згортання молока, одержання й розділу згустку й обробки сирного зерна необхідно контролювати рівень молочнокислого бродіння шляхом визначення титруємої кислотності сироватки на початку різання згустку, перед другим нагріванням, наприкінці другого нагрівання й наприкінці обробки сирного зерна. Про інтенсивність молочнокислого бродіння судять як по абсолютних величинах кислотності сироватки, так і по наростанню її кислотності в процесі обробки сирного зерна.

У момент розділення згустку й формування сирного зерна кислотність 12°Т є оптимальною. За період вимішування сирного зерна до другого нагрівання кислотність сироватки повинна збільшитися на 0,5...1,0°Т. Після додавання води під час другого нагрівання кислотність сироватки знижується до 11,5... 12°Т. Загальне наростання кислотності за весь період обробки сирного зерна становить 1,0...1,5°Т.

Готовність сирного зерна має важливе значення для подальших операцій. Пересушені зерна погано склеюються, а іноді й зовсім не склеюються, тоді зовнішній шар сиру пристає при пресуванні до серпянки або перфори й відділяється, коли їх міняють. Недосушені зерна склеюються дуже швидко, що утрудняє виділення сироватки із зерна при пресуванні.

На рисунку 2.1 показана схема параметрів регулювання.

Список використаної літератури

1. Технология молока и молочних продуктов / Твердохлеб Г.В., Дилянин З.Х., - М.: Агропромиздат, 1991. - 463с.

2. Степанова Л.И. справочник технолога молочного производства. Том 1. Цельномолочные продукти. - СПб.:ГИОРД, 2002. - 384с.

3. Технология сыра: Справочник / Белова Г.А., Бузов И.П. и др. Под общ. ред Г.Г. Шиллера - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984.-312с.

Размещено на Allbest.ru