Производство пастеризованного молока

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

Курсовой проект содержит 37 стр, 10 источников.

Объектом исследования является производство пастеризованного молока.

Цель работы: описать процесс производства пастеризованного молока, подготовить исходные данные для проектирования и спроектировать технический регламент.

Основными задачами курсового проекта являются:

1) изучение теоретических основ производства пастеризованного молока;

2) изучение технологической схемы производства пастеризованного молока;

3) расчет материального баланса производства пастеризованного молока

Введение

Молоко - продукт питания, наиболее совершенный по своему составу. Ценность молока заключается в идеальной сбалансированности питательных веществ. Молочные продукты играют огромную роль в питании человека, снабжая организм необходимыми для здоровья элементами. Молоко - наименее заменимый продукт, особенно для детского питания.

Молоко различных сельскохозяйственных животных отличается по химическому составу и питательной ценности. Наиболее широко в питании людей используется коровье молоко. В рационе народов различных регионов присутствует также молоко коз, овец, кобылиц, верблюдиц, ослиц, буйволиц, самок зебу, яка, северного оленя.

Молоко - сложнейший продукт по своему химическому составу. В состав молока входят: вода, белки, молочный жир, молочный сахар - лактоза, минеральные вещества и микроэлементы - кальций и фосфор, большинство известных витаминов, ферменты, способствующие пищеварению; гормоны, иммунные тела, газы, микроорганизмы, пигменты.

Молоко - сырье для производства кисломолочных продуктов и напитков, сыра, сливочного масла, сливок, мороженого.

Цель работы: описать процесс производства пастеризованного молока, подготовить исходные данные для проектирования и спроектировать технический регламент.

Основными задачами курсового проекта являются:

1) изучение теоретических основ производства пастеризованного молока;

2) изучение технологической схемы производства пастеризованного молока;

3) расчет материального баланса производства пастеризованного молока

1. Литературный обзор

1.1 Химический состав пастеризованного молока

Молоко содержит все необходимые для жизни человека вещества. В его состав входят белки, молочный жир, молочный сахар, минеральные соли, витамины, ферменты и др.

Белки молока (казеин, альбумин, глобулин) почти полностью усваиваются организмом. Белков в молоке 3,5%.

Высокая пищевая и биологическая ценность молока обусловлена прежде всего содержащимися в нем белками, которые характеризуются оптимальным аминокислотным составом.

Молочный жир легко расщепляется, хорошо эмульгируется. Жира в молоке от 3,0 до 6%, он имеет низкую температуру плавления (27--34°С), поэтому также хорошо усваивается.

Молочный сахар (лактоза) придает молоку сладковатый вкус, лактоза необходима для нормальной работы сердца, почек, печени.

Под действием ферментов лактоза подвергается брожению и образуется молочная кислота. Это свойство лактозы используется для получения кисломолочных продуктов -- простокваши, кефира, сметаны, творога и др.

Молоко и молочные продукты являются важнейшими источниками кальция, который содержится в оптимальном соотношении с фосфором, что и определяет эффективность их усвоения. В молоке содержатся микроэлементы -- цинк, йод, кобальт, фтор, олово и др.

В молоке насчитывается достаточно большое количество витаминов, содержание которых возрастает в весенне-летний период.

В пищу используется молоко коз, овец, оленей, кобылиц; в продажу поступает в основном коровье.

Пастеризованное молоко в зависимости от содержания жира выпускают в ассортименте -- нежирное -- 1,5%, 2,5%, 3,2%, 3,5%, 6,0%, топленое -- 1,5%, 4%, 6%; белковое (с повышенным содержанием белка) -- 1,0%, 2,5%; витаминизированное (с витамином С)-- нежирное: 2,5%, 3,2% жира.

Молоко -- это продукт нормальной секреции молочной железы коровы. С физико-химических позиций молоко представляет собой сложную полидисперсную систему, в которой дисперсионной средой является вода, а дисперсной фазой -- вещества, находящиеся в молекулярном, коллоидном и эмульсионном состоянии. Молочный сахар и минеральные соли образуют молекулярные и ионные растворы. Белки находятся в растворенном (альбумин и глобулин) и коллоидном (казеин) состоянии, молочный жир -- в виде эмульсии.

Состав молока непостоянен и зависит от породы и возраста коровы, условий кормления и содержания, уровня продуктивности и способа доения, периода лактации и других факторов. Период лактации у коров длится 10-11 мес, в течение этого времени от коров получают доброкачественное молоко.

Химизация сельского хозяйства, лечение заболеваний крупного рогатого скота, загрязнение окружающей среды предприятиями и транспортом привели к увеличению содержания в молоке посторонних веществ.

Компоненты молока делят на истинные и посторонние, а истинные -- на основные и второстепенные исходя из их содержания в молоке (Рисунок 1).



Рисунок 1 - Компоненты молока

Такие основные компоненты, как молочный жир, лактоза, казенны, лактоальбунин, лактоглобулин, являются соединениями, которые синтезируются в молочной железе и встречаются только в молоке.

При производстве, оценке состава и качества молока принято выделять содержание жировой фазы и молочной плазмы (все остальные компоненты, кроме жира).

С технологической и экономической точек зрения молоко можно разделить на воду и сухое вещество, в которое входит молочный жир и сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО) (Рисунок 2).



Рисунок 2 - Среднее процентное содержание составных частей молока

Наибольшие колебания в химическом составе молока происходят за счет изменения воды и жира, содержание лактозы, минеральных веществ и белков постоянно. Поэтому по содержанию СОМО можно судить о натуральности молока.

Белки молока. За последние годы сформировалось устойчивое мнение, что белки являются самой ценной составной частью молока. Белки молока -- это высокомолекулярные соединения, состоящие из ос-аминокислот, связанных между собой характерной для белков пептидной связью.

Белки молока делят на две основные группы -- казенны и сывороточные белки.

Казеин относится к сложным белкам и находится в молоке в виде мицелл. Эти мицеллы формируются при участии ионов кальция, фосфора и др. Казеиновые мицеллы имеют округлую форму и величина их зависит от содержания ионов кальция. С уменьшением содержания в молоке кальция эти молекулы распадаются на более простые казеиновые комплексы.

По современным представлениям рассматривают a_s-, В-, х-казеины коровьего молока.

а_s-казеин -- основная часть казеинов молока (60%), состоит из трех фракций: a_sl a_s2 a_s3.

В-казеины являются фосфопротеинами, более чувствительны, чем а_з-казеин, к температуре при осаждении ионами кальция.

х-казеин является единственным углеводсодержащим казеином.

Казеин в сухом виде -- белый порошок, без вкуса и запаха. В молоке казеин находится в коллоидном растворе в виде растворимой кальциевой соли. Под действием кислот, кислых солей и ферментов казеин свертывается (коагулирует) и выпадает в осадок. Эти свойства позволяют выделять общий казеин из молока. После удаления казеина в молоке остаются сывороточные белки (0,6%).

Основные сывороточные белки -- альбумин и глобулин. Альбумин относится к простым белкам, хорошо растворим в воде. Под действием сычужного фермента и кислот альбумин не свертывается, а при нагревании до 70 °С выпадает в осадок.

Самая большая часть в альбуминовой фракции приходится на (3-ла-ктоальбумин, а а-лактоальбумин -- самый термостабильный сывороточный белок. Альбумин содержит ценную незаменимую аминокислоту триптофан (до 7%), которую не содержат ни один белок.

Глобулин присутствует в молоке в растворенном состоянии. Он также относится к простым белкам, свертывается при нагревании в слабокислой среде до температуры 72 °С. Альбумин и глобулин относятся к белкам плазмы крови. Глобулин является носителем иммунных тел. Количество сывороточных белков увеличивается в молозиве до 15%.

Из других белков наибольшее значение имеет белок жировых шариков, который относится к сложным белкам. Оболочки жировых шариков состоят из соединений фосфолипидов и белков (липопротеиды) и представляют собой лецитино-белковый комплекс.

Сывороточные белки все шире используют в качестве добавок при производстве молочных и других продуктов. Сывороточные белки с точки зрения физиологии питания более полноценные, чем казеин, так как содержат больше незаменимых кислот и серы. Степень усвоения белков молока -- 96-98%.

Молочный жир в чистом виде представляет собой сложный эфир трехатомного спирта глицерина, предельных и непредельных жирных кислот. Молочный жир состоит из триглицеридов насыщенных и ненасыщенных кислот, свободных жирных кислот и неомыляемых веществ (витаминов, фосфатидов).

Молочный жир находится в молоке в виде жирных шариков размером 0,5--10 мкм, окруженных лецитино-белковой оболочкой. Оболочка жирового шарика имеет сложную структуру и химический состав, обладает поверхностной активностью и стабилизирует эмульсию жировых шариков.

В молочном жире преобладает олеиновая и пальмитиновая кислоты. Молочный жир в отличие от других жиров содержит повышенное (около 8%) количество низкомолекулярных (летучих) жирных кислот (масляной, капроновой, каприловой, каприновой).

Для характеристики жирно-кислотного состава молочного жира используют важнейшие химические числа: омыления, йодное, Рейхерта-Мейсля, Поленске. Молочный жир способен подвергаться фазовым изменениям. Он может находиться в отвердевшем (кристаллическом) и расплавленном состоянии, температура застывания -- 18-23 °С, температура плавления 27-34 ⁹С. Плотность молочного жира при температуре 20 °С составляет 0,930-0,938 г/см³.

В зависимости от температурных условий среды глицериды молочного жира могут образовывать кристаллические формы, отличающиеся построением кристаллической решетки, формой кристаллов, температурой плавления.

Молочный жир малоустойчив к воздействию высоких температур, световых лучей, водяных паров, кислорода воздуха, растворов щелочей и кислот. Под влиянием этих факторов он гидролизуется, осаливается, окисляется и прогоркает.

Кроме нейтральных жиров в молоке содержатся жироподобные вещества: фосфатиды (фосфолипиды) и стерины. Основные фосфа-тиды -- лецитин и кефалин, а стерины -- холестерин и эргостерин. Энергетическая ценность молочного жира составляет 37,7 кДж, усвояемость -- 95%.

Молочный сахар (лактоза) по современной номенклатуре углеводов относится к классу олигосахаридов (дисахарид). Из общего содержания сухих веществ на лактозу приходится около 40% и 26% калорийности молока.

Лактоза играет важную роль в физиологии развития, так как является практически единственным углеводом, получаемым новорожденными млекопитающими с пищей. Химическая формула лактозы Этот дисахарид расщепляется ферментом лактазой, является источником энергии и регулирует кальциевый обмен.

В желудке человека фермент лактазу обнаруживают уже на третьем месяце развития плода, и содержания ее достаточно на протяжении всей жизни, если молоко постоянно входит в рацион питания.

Лактоза существует в двух изомерных формах, которые обладают разными физическими свойствами. Это а- и В-формы лактозы, каждая из которых может быть гидратной и ангидридной (безводной).

Взаимный переход лактозы может происходить по следующей схеме:

Взаимный переход а- и В-форм лактозы зависит от температуры и концентрации раствора.

Лактоза по сравнению с сахарозой менее сладкая и хуже растворяется в воде. Если принять сладость сахарозы за 100 ед., то сладость фруктозы будет 125 ед., глюкозы -- 72 ед., лактозы -- 38 ед. При температуре 20 °С растворимость лактозы 16,1%, при 50 °С -- 30,4%, при 100 °С -- 61,2%, в то время как растворимость сахарозы при этих температурах составляет 67,1; 74,2 и 83%. Лактоза является главным источником энергии для молочнокислых бактерий, которые сбраживают ее на глюкозу и галактозу и далее до молочной кислоты. Под влиянием молочных дрожжей конечные продукты распада лактозы -- главным образом спирт и углекислый газ.

Особенность лактозы -- медленное всасывание (усвоение) стенками желудка и кишечника. Достигая толстого кишечника она стимулирует жизнедеятельность бактерий, продуцирующих молочную кислоту, которая подавляет развитие гнилостной микрофлоры.

В молоке преобладает а-форма лактозы, которая придает молоку сладковатый привкус, легко усваивается организмом, но не проявляет выраженных бифидогенных свойств (не является регулятором микробиологических процессов).

Кроме лактозы в молоке содержатся в небольших количествах другие сахара -- это прежде всего аминосахара, которые связаны с белками и действуют как стимуляторы роста микроорганизмов.

Усвояемость молочного сахара составляет 99%. Энергетическая ценность лактозы 15,7 кДж.

Минеральные вещества (соли молока). Под понятием минеральные вещества подразумеваются ионы металлов, а также неорганические и органические кислоты молока. В молоке содержится 0,7-0,8% минеральных веществ. Большую часть составляют средние и кислые соли фосфорной кислоты. Из солей органических кислот присутствуют главным образом соли казеиновой и лимонной кислот.

Минеральные вещества содержатся во всех тканях организма, участвуют в формировании костей, поддерживают осмотическое давление крови, являются составной частью ферментов, гормонов.

Соли молока и микроэлементы наряду с другими основными компонентами обусловливают высокую пищевую и биологическую ценность молока. Недостаток или избыток солей влечет за собой нарушение коллоидной системы белков, в результате чего они выпадают в осадок. Это свойство молока используется для коагуляции белка в производстве кисломолочных продуктов и сыров.

В зависимости от концентрации в молоке ионы делятся на микро- и макроэлементы.

Содержание макроэлементов в молоке зависит от породы коров, стадии лактации, средние их значения приведены в Таблице 1.

Таблица 1 - Минеральный состав

Наряду с макроэлементами в молоке присутствуют в виде ионов и микроэлементы (мг/1000 см³). Микроэлементы являются жизненно необходимыми веществами. Они входят в состав многих ферментов, активизируют или ингибируют их действие, могут быть катализаторами химических превращений веществ, вызывающих различные пороки. Поэтому концентрация микроэлементов не должна превышать допустимых значений.

Высокую потребность организм человека испытывает в таких микроэлементах, как Fe, Си, Со, Zn, J. Растущий детский организм особенно нуждается в таких минеральных веществах, как кальций, фосфор, железо, магний.

Витамины. Витамины относятся к низкомолекулярным органическим соединениям, не синтезирующимся в организме человека. Они поступают в организм с пищей, не обладают энергетическими и пластическими свойствами, проявляют биологическое действие в малых дозах.

По Международной химической номенклатуре витамины делят на растворимые в воде, растворимые в жирах и витаминоподобные вещества.

В молоке содержатся все жизненно необходимые витамины, некоторые в недостаточных количествах. Содержание витаминов зависит от сезона года, породы животных, качества кормов, условий хранения и обработки молока.

Усредненный витаминный состав молока приведен в Таблице 2.

Таблица 2 - Витаминный состав

Жирорастворимые витамины устойчивы к нагреванию и начинают разрушаться при температуре свыше 120 °С (витамин А), но не устойчивы к действию воздуха, ультрафиолетовых лучей, кислот. Витамин А придает желтый цвет сливочному маслу. Витамин Е является антиокислителем жиров и защищает витамин А от окислительного разрушения.

Водорастворимые витамины, за исключением витаминов С и В₁₂, устойчивы к нагреванию. Они хуже выдерживают нагревание в щелочной среде. Витамин РР практически полностью сохраняется после тепловой обработки и хранения молока. Наиболее разрушается при пастеризации и хранении витамин С.

Ферменты катализируют многие биохимические процессы, протекающие в молоке, и при производстве молочных продуктов. Они образуются из молочной железы животного (нативные ферменты) или выделяются микроорганизмами. Важную роль играют такие ферменты молока, как лактаза, фосфатаза, редуктаза, пероксидаза, липаза, протеаза, амилаза.

Лактаза (галактозидаза) расщепляет молочный сахар на глюкозу и галактозу, выделяется микроорганизмами.

Фосфатаза (фосфомоноэстераза) бывает животного (нативного) и микробиологического происхождения. По наличию фосфатазы судят о пастеризации молока.

Редуктаза образуется за счет развития посторонних микроорганизмов. Редуктазная проба свидетельствует о классе чистоты молока по бактериальной обсемененности.

Пероксидаза -- фермент животного происхождения, разрушается при кратковременном нагревании до 75-80 °С. По наличию в молоке фермента пероксидазы судят от эффективности пастеризации молока.

Липаза (гидролаза эфиров глицерина) может быть нативного и микробиологического происхождения. Ее присутствие в молочных продуктах с повышенным содержанием жира нежелательно, так как она расщепляет молочный жир на глицерин и жирные кислоты, что приводит к появлению прогорклого вкуса. Разрушается липаза при температурах 80-85 °С.

Таким образом, ферменты молока играют положительную или отрицательную роль, их активность зависит от температуры, величины рН, концентрации сухих веществ молока, количества самого фермента и др.

Иммунные тела {антитела), гормоны обладают бактерицидными свойствами. Они образуются в организме животного, на непродолжительное время подавляют развитие микроорганизмов. Время, в течение которого проявляются бактерицидные свойства молока, называется бактерицидной фазой. Продолжительность ее зависит от температуры молока и составляет при 30 °С 3 ч, при 5 °С -- более суток.

Красящие вещества (пигменты) имеют двоякую природу (животного и растительного происхождения). Пигменты растительного происхождения попадают в молоко из кормов (каротин, хлорофилл). Наличие в молоке пигмента рибофлавина придает желтый цвет молоку и зеленовато-желтый -- сыворотке.

Газы содержатся в молоке в небольшом количестве (50-80 см³ в 1000 см³), в том числе 50-70% углекислоты, 10% кислорода и 30% азота. При тепловой обработке часть газов улетучивается.

Вода -- основная составная часть молока. Количество воды определяет физическое состояние продукта, физико-химические и биохимические процессы. От активности воды, ее энергии связи зависит интенсивность биохимических и микробиологических процессов, а также сохраняемость молочных продуктов.

2. Технологическая схема производства пастеризованного молока

Производство пастеризованного молока включает в себя следующие стадии:



Молоко, отобранное по качеству и очищенное (на сепараторах-молокоочистителях, фильтрах различной конструкции и другом оборудовании), нормализуют по массовой доле жира при выработке нормализованного пастеризованного молока и топленого молока. Для белкового молока его дополнительно нормализуют по массовой доле сухих обезжиренных веществ.

В зависимости от производственной мощности и технической оснащенности предприятий молоко нормализуют в потоке или технологических емкостях различной вместимости.

Молоко нормализуют в потоке в сепараторах-нормализаторах либо путем сепарирования части цельного молока в сепараторах-сливкоотделителях для отбора сливок (если жирность нормализованного молока меньше, чем цельного) или обезжиренного молока (если жирность нормализованного молока больше, чем цельного).

С применением сепараторов-нормализаторов молоко нормализуют следующим образом. Вначале молоко подают в секцию рекуперации пластинчатой пастеризационно-охладительной установки для подогрева, затем в сепаратор-нормализатор. Нормализованное до заданной жирности молоко направляют в секцию пастеризации, а затем в секцию охлаждения пастеризационно-охладительной установки.

При отсутствии сепараторов-нормализаторов применяют сепараторы-сливкоотделители. В этом случае одну часть молока, подогретого в секции рекуперации пастеризационно-охладительной установки, направляют в сепаратор-сливкоотделитель, а другую - в сепаратор-молокоочиститель.

Обезжиренный продукт на выходе из сепаратора-сливкоотделителя смешивается в потоке с цельным молоком, поступающим в трубопровод из молокоочистителя. Нормализованная смесь далее поступает в секции пастеризации и охлаждения пластинчатой пастеризационно-охладительной установки.

Молоко следует нормализовать перед пастеризацией. Однако известны технологические схемы его нормализации в закрытом потоке, когда пастеризованное горячее цельное молоко повышенной жирности смешивают с пастеризованным горячим обезжиренным.

Сырое цельное молоко после перемешивания из промежуточной емкости насосом перекачивается для подогрева в секцию рекуперации пастеризационно-охладительной установки, затем поступает в сепаратор-молокоочиститель и возвращается в секцию пастеризации.

Часть горячего пастеризованного молока после выдерживателя подается по молокопроводу к сепаратору-сливкоотделителю. Для сепарирования подводят из общего потока рассчитанное количество молока (в зависимости от массовой доли жира в нем) через регулирующий кран.

Полученное горячее обезжиренное молоко отводят от сепаратора-сливкоотделителя по молокопроводу, где оно смешивается с цельным горячим пастеризованным молоком. Нормализованное молоко поступает в секции рекуперации, а затем охлаждения. Охлажденное нормализованное молоко собирают в технологических емкостях для проверки массовой доли жира.

Нормализованное по жиру молоко подогревают, очищают и гомогенизируют. Гомогенизацию нормализованного молока можно проводить раздельно. Для этого нормализованное молоко сепарируют, а полученные сливки гомогенизируют на двухступенчатом гомогенизаторе.

Гомогенизированные сливки смешиваются в потоке с обезжиренным молоком, выходящим из сепаратора-сливкоотделителя, и направляются в секцию пастеризации пастеризационно-охладительной установки. Сливки можно гомогенизировать также перед их смешиванием с обезжиренным молоком при составлении нормализованного молока.

После гомогенизации нормализованное молоко пастеризуют. Режим пастеризации молока на предприятии выбирают в зависимости от имеющегося оборудования с учетом бактериальной обсемененности сырья и эффективности пастеризации.

3 Спецификация оборудования контрольно измерительных и регулирующих приборов

Установка для пастеризации и охлаждения молока (пастеризатор) ПМР-0,2Вт

Предназначена для пастеризации и охлаждения молока в закрытом потоке из накопительных емкостей с целью прекращения жизнедеятельности болезнетворных форм бактерий тифа, туберкулеза, кишечной палочки, бруцеллеза и теплостойких микробов.

Используется для пастеризации напитков и * других жидких пищевых продуктов (сливки, кефир, меланж, майонез, соки и др.). Энергетическая оптимизация происходит путем использования роторного нагревателя.

Возможны достижение более высоких температур пастеризации (от 70 до 150°С) и стерилизации, частичная гомогенизация (12-16%). Технологическая унификация с сепаратором-сливкоотделителем/очистителем. Саморегулирующийся процесс пастеризации за счет автоматического устройства блокировки предупредительное сигнализации. Использование отходящего тепла для подогрева исходного продукта.

Установка работает надежно на рабочих режимах при температуре окружающей среды от 5 до 40°С и относительной влажности 65% при 20°С.

Молоко из емкости для хранения поступает в приемный бак, насосом подается в фильтр и далее в пластинчатый теплообменный аппарат. В секции регенерации аппарата молоко подогревается за счет теплоты, передаваемой от продукта, поступающего из выдерживателя, и подается в роторный нагреватель. Температура обработки молока в нагревателе измеряется термометром сопротивления и отображается с помощью цифрового индикатора на пульте управления. В случае нарушения заданного режима пастеризации молоко с помощью автоматического клапана возврата направляется на повторную обработку. Нагретое до нужной температуры молоко подается в выдерживатель, где находится 15...20 с, а затем последовательно перемещается через секции регенерации и охлаждения пластинчатого теплообменного аппарата.

Пастеризатор оснащен электронным управлением, что позволяет непрерывно контролировать его рабочие параметры.

Производительность при температуре входящего молока 15-20°С и мощности электродвигателя нагревателя, л/ч: 11 кВт (ПМР-1) 1200

Температура, °С: поступающего на обработку молока 4-30 пастеризации (по требованию заказчика) 74-96

Установленная мощность, кВт 6,5-16

Климатическое исполнение УХЛ 4,2 по ГОСТ 15150-69

Температура охлажденного молока (при температуре хладоносителя 1…3⁰С и при интенсивности подачи не менее 1,5 м³\ч), ⁰С 6-10

Длительность выдержки (по требованию заказчика возможно увеличение времени выдержки), с 20-40

Фильтр цилиндрический (фильтрующий элемент) нетканый материал или сетка

Длительность прогрева установки, мин 15

Занимаемая площадь, м² 2,1

Габаритные размеры, мм 1900x1200x1200

Масса, кг 300-40

Гомогенизатор П8-ГМ-1,25/20 (Рисунок 3)

Предназначены для гомогенизации молока, жидких молочных продуктов, смесей для мороженого, продуктов детского питания, плодово-ягодных соков.



Рисунок 3- Гомогенизатор

Продукт, подлежащий гомогенизации, подается плунжерным насосом под высоким давлением в гомогенизирующую головку, в которой, проходя через узкую щель между седлом и клапаном с большой скоростью, подвергается гомогенизации, образуя равномерную мелкодисперсную среду.

Производительность, м³/ч 1,25

Максимальное давление гомогенизации, МПа 20

Мощность двигателя, кВт 11

Габаритные размеры, мм 780x660x1240 (0,52м²)

Масса, кг 200

Выбранное оборудование приведено в Таблице 3 и 4.

Таблица 3 - Технологическое оборудование

Наименование оборудования	Тип марка	производительность	Габариты, мм.	Занимаемая площадь	Количество оборудования	Общая площадь м2
			длина	ширина	высота
Оборудование для производства пастеризованного молока
Пластинчатый охладитель	ОП-1000М	1000л\ч	850	500	1300	0,425	1	0,425
Резервуар	РМ-В-2	2м3 2000л	1510	1510	2110	2,28	3	6,84
Резервуар	РМ-В-1	1м3 1000л	1265	1265	1845	1,61	1	1,61
Насосы	Г2-ОПА	6м3\ч 6000л\ч	515	310	390	0,16	3	0,48
Насос шестереночный							1
Пластинчатая пастеризационно охладительная установка	ПМР-0,2Вт	1200л\ч	1900	1200	1200	2,1	1	2,1
Сепаратор	ОСПЦ-1,5М	1200л\ч	700	500	1140	0,35	1	0,35
Гомогенизатор	П8-ГМ-1,25/20	1,25м3\ч 1250л\ч	780	660	1240	0,52	1	0,52
Линия по розливу молока в пакете по 1л.	РТ-УМ-21Ж	50уп\мин	1200	720	1500	0,865	1	0,865
Промежуточная емкость	10.03пр-0,6	0,6м3 600л				0,768	1	0,768
счетчик-расходометр РМ-5П
Всего		14,12

Таблица 4 - Оборудование производственного корпуса

отделения	Оборудование	Тип, марка	Площадь, м2
Приемное	Резервуар для хранения молока	РМ-В-2	2,28
	Центробежный насос для молока	Г2-ОПА	0,16
	Охладитель	ОП-1000М	0,415
	Резервуар для хранения молока	РМ-В-1	1,61
			4,465
Аппаратное	Промежуточная емкость	10.03пр-0,6	0,768
	Резервуар для хранения молока	РМ-В-2	2,28
	Центробежный насос для молока	Г2-ОПА	0,16
	Насос шестереночный		0,16
	Сепаратор	ОСЦП-1,5М	0,35
	Гомогенизатор	П8-ГМ-1,25/20	0,52
	Пластинчатая пастеризационно охладительная установка	ПМР-0,2Вт	2,1
			6,338
Розлива	Линия для розлива пастеризованного молока	РТ-УМ-21Ж	0,865
	Центробежный насос для молока	Г2-ОПА	0,16
	Резервуар для хранения молока	РМ-В-2	2,28
			3,305
Всего	11		14,12

4. Характеристика сырья

К молоку как сырью для производства высококачественных молочных продуктов предъявляют требования по физико-химическим, органолептическим и санитарно-ветеринарным показателям. Молоко должно быть натуральным, получено от здоровых коров, иметь чистый, приятный, сладковатый вкус и запах, свойственный свежему молоку; цвет от белого до светло-кремового, без каких-либо цветных пятен и оттенков; консистенция однородная, без сгустков белка и комочков жира, без осадка, плотностью не ниже 1027 кг/м³.

Не подлежит приемке молозиво в первые 7 дней после отела и стародойное молоко за 10... 15 дней перед запуском коровы. Не допускается в молоке резко выраженных кормовых привкусов, особенно лука, чеснока, полыни, которые не исчезают и во время технологической обработки. Нельзя принимать молоко со стойким запахом химикатов и нефтепродуктов, с добавлением нейтрализующих веществ; с остаточным содержанием химических средств защиты растений и животных, а также антибиотиков; с прогорклым, затхлым привкусом, тягучей консистенции, что свидетельствует о наличии в больших количествах гнилостной и посторонней микрофлоры.

При приемке молока проводят также контроль его санитарно-микробиологического состояния один раз в декаду на механическую загрязненность, редуктазной или резазуриновой пробами на бактериальную обсемененность.

По результатам анализов молоко подразделяют на три сорта, каждый из которых перерабатывается отдельно.

Молоко, идущее на выработку продуктов детского питания, сычужных сыров, стерилизованных продуктов, должно отвечать требованиям высшего и первого сортов, но с содержанием соматических клеток не более 500 тыс/см ,

по термоустойчивости не ниже II группы (продукты детского питания и стерилизованные), по сычужно-бродильной пробе не ниже II класса (сычужные сыры).

Химический состав молока, оказывая существенное влияние на его технологические свойства, выход, качество и пищевую ценность молочных продуктов, может изменяться в широких пределах в зависимости от периода лактации, возраста, состояния здоровья животных, условий их кормления, содержания, периодичности доения. Наибольшим изменениям подвергнуто содержание жира, затем белка, в меньшей степени лактозы и минеральных веществ.

С повышением содержания этих компонентов в молоке, увеличением размеров жировых шариков и мицелл казеина повышается выход сливочного масла, творога, сыра, сметаны, интенсивнее проходят технологические операции их выработки, улучшаются вкус и консистенция продуктов.

Биологическая ценность молока дополняется наличием почти всего комплекса известных и необходимых для организма человека витаминов, содержание которых изменяется в зависимости от рациона кормления животных.

Один литр молока удовлетворяет суточную потребность взрослого человека в животном жире, кальции, фосфоре; на 53 % в животном белке; на 3,5 % биологически активных незаменимых жирных кислотах и в витаминах А, С, тиамине; на 12,6 % в фосфолипидах и т. д. Энергетическая ценность молока составляет 2720 кДж/кг.

5. Изложение технологического процесса

При производстве цельного пастеризованного молока производят его очистку, нормализацию, гомогенизацию, пастеризацию, фасование.

Начальные стадии технологического процесса производства пастеризованного молока выполняются при помощи комплексов оборудования для приема, охлаждения, переработки, хранения и транспортирования сырья. Для хранения принимаемого молока используют металлические емкости (танки). Молоко и продукты его переработки перекачиваются насосами. Приемку сырья осуществляют при помощи весов (молокосчетчиков), сепараторов-молокоочистителей, пластинчатых охладителей, фильтров и вспомогательного оборудования.

Ведущий комплекс линии состоит из подогревателей, сепараторов-сливкоотделителей, гомогенизаторов, пастеризаторов, охладителей и емкостей для хранения полуфабрикатов.

Завершающий комплекс оборудования линии обеспечивает фасование, упаковывание, хранение и транспортирование готовых изделий. Он содержит фасовочно-упаковочные машины и оборудование экспедиций и складов готовой продукции.

Машинно-аппаратурная схема линии производства пастеризованного молока приведена на рисунке 1 «Машинно-апаратурная схема линии производства пастеризованного молока».

Рисунок 1 Машинно-апаратурная схема линии производства пастеризованного молока

Вначале оценивается качество молока и производится его приемка, в процессе которой молоко перекачивается центробежными насосами 1 из автомолцистерн. Для определения количества молока на заводах используют устройства для измерения массы весы и объема расходомеры-счетчики 2. Масса принимаемого молока может устанавливаться также за счет использования емкостей 3 с тензометрическим устройством или путем использования тарированных емкостей.

Принятое молоко проходит первичную обработку, в процессе которой оно сначала очищается от механических примесей на фильтрах или сепараторах-молокоочистителях, а затем оно охлаждается до 4...6 °С на пластинчатых охладителях 4 и насосами 1 по трубам через уравнительный бачок 5 направляется в емкости хранения 3. Молоко с температурой не выше 10 °С допускается принимать без охлаждения. Охлажденное молоко хранится в емкостях 3 и нормализуется.

С помощью нормализации доводят до требований стандарта содержание в молоке жира или сухих веществ. В зависимости от жирности исходного сырья и вида вырабатываемого молока для нормализации по содержанию жира используют обезжиренное молоко или сливки, по содержанию сухих веществ сухое обезжиренное молоко. На практике, как правило, приходится уменьшать жирность исходного молока.

Нормализацию молока проводят двумя способами: в потоке или путем смешивания. Для нормализации в потоке используют сепараторы-нормализаторы, в которых непрерывная нормализация молока совмещается с очисткой его от механических примесей.

Перед поступлением в сепаратор-нормализатор молоко предварительно нагревается до 40...45 °С в секции рекуперации пластинчатой пастеризационно-охладительной установки 6.

На предприятиях небольшой мощности молоко обычно нормализуют смешиванием в резервуарах 3. Для этого к определенному количеству цельного молока при тщательном перемешивании добавляют нужное количество обезжиренного молока или сливок, рассчитанное по материальному балансу. При производстве белкового молока используют сухое молоко, которое предварительно растворяют в емкости 10.

Для предотвращения отстоя жира и образования в упаковках сливочной пробки при производстве молока топленого, восстановленного и с повышенной массовой долей жира (3,5...6,0 %) нормализованное молоко подогревают до 40...45 °С и очищают на центробежных сепараторах-молокоочистителях 7 и обязательно гомогенизируют в гомогенизаторах 8 при температуре 45...63 °С и давлении 12,5... 15 МПа. Затем молоко пастеризуют при 76 °С (±2 °С) с выдержкой 15.. .20 с и охлаждают до 4...6°С с использованием пластинчатых пастеризационно-охладительных установок 6. Эффективность пастеризации в таких установках достигает 99,98 %.

При выработке топленого молока нагрев осуществляют при температуре 95...99 °С в трубчатых или пластинчатых пастеризаторах 9. Процесс топления молока проводят в закрытых емкостях 3 в течение 3.. .4 ч. После топления молоко охлаждают в пластинчатых пастеризационно-охладительных установках до температуры 4...6 °С.

Затем молоко при температуре 4.. .6 °С поступает в промежуточную емкость 5, из которой направляется на фасование. Перед фасованием выработанный продукт проверяют на соответствие требованиям стандарта.

Пастеризованное молоко выпускают в стеклянных бутылках и бумажных пакетах, мешках из полимерной пленки, а также во флягах, цистернах с термоизоляцией, контейнерах различной вместимости. Фасование молока в мелкую упаковку проводится на автоматических линиях большой производительности, состоящих из нескольких машин, соединенных между собой конвейерами.

Линии по фасованию молока в стеклянные бутылки имеют производительность от 2000 до 36 000 бутылок в час. Заполнение молоком по уровню осуществляется с помощью фасовочной машины карусельного типа, укупоривание бутылок алюминиевыми колпачками производится на укупорочной машине. Затем бутылки автоматически укладываются в ящики.

Все шире используется для фасования пастеризованного молока тара разового потребления полиэтиленовые мешки, бумажные пакеты. Такая тара значительно легче, компактнее, исключает сложный процесс мойки, гигиеничнее, удобнее для потребителя и транспортирования, требует меньших производственных площадей, трудовых и энергетических затрат.

Бумажные пакеты имеют форму тетраэдра (тетра-пак), снаружи покрыты парафином, внутри полиэтиленом: формы бруска (брик-пак) с двусторонним покрытием полиэтиленом и применением аппликаторной ленты, что обеспечивает большую прочность швов по сравнению с пакетами тетра-пак.

В пакеты тетра-пак молоко фасуют на машинах, которые из движущейся и стерилизуемой (бактерицидной лампой) бумажной ленты сваривают рукав, заполняемый молоком. Через определенные промежутки времени зажимы с нагревателями пережимают рукав, образуя гирлянду пакетов с молоком, которые разрезают и ставят в корзину.

Для фасования молока во фляги применяют машины, работающие по принципу объемного дозирования. Цистерны наполняют молоком до специальных меток или с помощью молокосчетчиков.

Тару, в которой выпускают пастеризованное молоко, обязательно пломбируют и маркируют. На алюминиевых капсулах тиснением, на пакетах, этикетках и бирках для фляг и цистерн несмывающейся краской наносят маркировку: наименование предприятия-изготовителя, полное наименование продукта, объем в литрах (на пакетах), число или день конечного срока реализации, номер ГОСТа.

Хранят пастеризованное молоко при температуре 0...8 °С в течение 36 ч с момента окончания технологического процесса. Фасованное молоко должно иметь температуру не выше 7 °С и может быть сразу, без дополнительного охлаждения, передано в реализацию или направлено на временное хранение сроком не более 18 ч в холодильные камеры с температурой не выше 8°С и влажностью 85...90 %.

В торговую сеть и предприятия общественного питания пастеризованное молоко доставляют специальным автотранспортом с изотермическими или закрытыми кузовами.

6. Расход сырья и выход готовой продукции

Пастеризованное молоко различается по тепловой обработке, химическому составу, с внесением или без внесения наполнителей. Оно вырабатывается в следующем ассортименте: цельное (нормализованное и восстановленное), повышенной жирности, топленое, белковое, витаминизированное и нежирное. Основным видом является цельное молоко с массовой долей жира не менее 3,2 %, но выпускается также молоко с повышенной и пониженной массовой долей жира 4,0; 6,0; 3,5; 2,5; 1,0 %.

Готовый продукт на предприятии подвергается технологическому и микробиологическому контролю. В соответствии с требованиями стандарта пастеризованное молоко должно иметь вкус и запах, свойственные свежему молоку, без посторонних привкусов и запахов; белый цвет со слегка желтоватым оттенком (для цельного молока); однородную консистенцию; не иметь осадка, белковых сгустков; массовая доля жира и сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО) должна соответствовать виду молока и стандарту; кислотность в мелкой упаковке должна быть не более 21 °Т (для белкового не более 25 °Т), в крупной 22 °Т, степень чистоты не ниже I группы, температура не выше 8 °С.

Принятый режим пастеризации должен обеспечить получение молока со следующими бактериологическими показателями: общее количество бактерий пастеризованного молока группы А в бутылках и пакетах не более 50 000 в 1 мл, титр кишечной палочки не менее 3 мл; молока группы Б соответственно 100 000 и 0,3 мл, молока в крупной упаковке (не подразделяется на группы) не более 200 000 и 0,3 мл. Пастеризованное молоко не должно содержать патогенных микроорганизмов.

7. Расчет материального баланса

Материальный баланс необходим для контроля производства, регулирования состава продукции и установления производственных потерь. В основе материального баланса лежит закон сохранения вещества. Масса переработанного сырья должна быть равна сумме масс готового и побочного продуктов. Однако, в реальном производстве после переработки сырья сумма масс готового и побочного продуктов меньше массы затраченного сырья вследствие потерь.

Различают производственные (технологические) и непроизводственные потери. Производственные потери неизбежны, они составляют остатки сырья, готового и побочного продуктов на молокопроводах, в емкостях, аппаратах и другом оборудовании, пробы, необходимые для анализа. К непроизводственным потерям относят брак, утечки из трубопроводов, потери, возникающие при неисправности оборудования.

Материальный баланс в производстве молочных продуктов основан на двух уравнениях. Первое уравнение - баланс сырья и вырабатываемых из него продуктов:

Где Мс, Мг, Мп - масса сырья, готового и побочного продуктов, кг;

П - производственные потери, кг.

Производственные потери регламентируются нормами:



Где n - норма потерь, %.

Тогда уравнение (1.1) принимает вид:

Второе уравнение материального баланса составляют по массе отдельных составных частей молока - масса компонентов молока в сырье равна сумме масс компонентов в готовом и побочном продукте с учетом потерь

где rс, rг, rп - массовая доля компонента молока в сырье, готовом и

побочном продуктах, соответственно, %.

Потери компонентов молока и потери сырья, выраженные в процентах, численно равны.

Баланс можно составить по любой части молока - жиру (Ж)ёсухому остатку (С), сухому обезжиренному молочному остатку (СОМО).

При определении массы сырья по готовому продукту с учетом потерь используют коэффициент потерь, Кп:

.

При определении массы готового или побочного продукта:



Решая совместно уравнения (1.3) и (1.4), определяют массу сырья по готовому продукту или массу готового и побочного продукта по массе сырья с учетом коэффициента потерь:

Наряду с алгебраическим методом, для расчета масс сырья, готового и побочного продуктов пользуются графическим методом (по расчетному треугольнику), в соответствии с которым составляют пропорцию:

Из этого соотношения находят необходимые величины.

8. Техника безопасности, пожарная безопасность и производственная санитария

Руководители предприятий молочной промышленности обязаны обеспечить для своих работников:

- необходимые условия на вверенном предприятии для выработки продукции гарантированного качества, безопасной для здоровья потребителей;

- при получении неудовлетворительных результатов микробиологических исследований молока, молочной продукции, смывов принимать неотложные меры по недопущению возникновения массовых заболеваний людей, связанных с потреблением продукции данного предприятия;

- выполнение всех необходимых дополнительных профилактических мероприятий, предписанных органами госсанэпиднадзора в случае возникновения неблагоприятной эпидемиологической ситуации;

- прохождение работниками гигиенического обучения с последующей сдачей экзамена при поступлении на работу и в процессе работы;

- аттестацию руководителей цехов, отделений, участков по санитарно-гигиеническим вопросам;

- своевременное представление поликлиникам и другим медицинским учреждениям списков работников, подлежащих предварительным и периодическим медицинским обследованиям;

- наличие личных медицинских книжек у каждого работника с отметками о прохождении медицинских обследований;

- наличие санитарного журнала установленной формы, прошнурованного, пронумерованного и опечатанного для записи актов и предложений представителей органов государственного санитарно-эпидемиологического надзора;

- работников предприятий условиями для выполнения ими правил личной гигиены;

- всех работников чистой санитарной и спецодеждой, а также средствами индивидуальной защиты от неблагоприятного воздействия факторов производственной среды;

- регулярную стирку санитарной одежды;

- условиями для сушки рабочей обуви и резиновых сапог;

- наличие достаточного количества моющих и дезинфицирующих средств;

- наличие аптечек в цехах для оказания первой медицинской помощи;

- условия труда персонала, соответствующие гигиеническим нормам и технике безопасности;

- защиту окружающей среды от производственной деятельности предприятия;

- ознакомить всех работников предприятия с настоящими Санитарными правилами и нормами, обеспечить их неукоснительное выполнение.

молоко пастеризация нормализация

Заключение

Молоко -- биологическая жидкость, которая образуется в молочной железе млекопитающих и обладает высокой пищевой ценностью, иммунологическими и бактерицидными свойствами. Оно представляет собой сложную полидисперсную систему, состоящую из дисперсионной среды (воды -- 83... 89 %) и распределенных в ней сухих веществ (жир, белок, молочный сахар, минеральные соли, а также ферменты, витамины, газы и др.), называемых дисперсной фазой (17... 11 %).

В данном курсовом проекте использовано как хорошо зарекомендовавшее себя, так и новейшее оборудование, позволяющее получать высококачественную продукцию и снизить затраты ручного труда.

Таким образом можно сделать вывод, что выбранные технологические схемы производства молока позволяют получать продукцию, отвечающую международным стандартам и способность конкурировать на мировом рынке

Список использованных источников

1 Технология молока и молочных продуктов: учебник / Г.Н. Крусь [и др.]. - М.: КолосС, 2005. - 455 с.

2 Антипов, С.Т. Машины и аппараты пищевых производств. / С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков; Под ред. Акад. РАСХН В.А. Панфилова. М.: Высш. шк., 2001. 703 с.

3 Кавецкий, Г.Д. Процессы и аппараты пищевой технологии. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Колос,1999. 551 с.

4 Технология молока и молочных продуктов / Г.В. Твердохлеб. - М.: Агропромиздат, 1991. - 463с.

5 Голубева Л.В. Проектирование предприятий молочной отрасли с основами промстроительства // Л.В. Голубева, Глаголева Л.Э. - СПб., ГИОРД, 2006г. - 288с.

6 Фалунина З.И. Лабораторный практикум по общей технологии пищевых производств. М., Агропромиздат, 1981г.

7 Технический регламент на молоко и молочную продукцию: федеральный закон от 12.06.2008 № 88. - 2008.

8 ГОСТ Р 52090-2003. Молоко питьевое. Технические условия. - М.: Госстандарт России, 2003. - 15 с.

9 Калинина, Л.В. Технология цельномолочных продуктов: учеб. пособ. / Л.В. Калинина, В.И. Ганина. - СПб. : ГИОРД, 2008. - 227 с.

10 Аминов М.С. И др. Процессы и аппараты пищевых производств. - М.: Колос, 1999. - 504с.

Размещено на Allbest.ru

...