Описание технологического процесса производства молока

Технологическая схема производства пастеризованного молока показана на рисунке 4.

Рисунок 4. Схема производства пастеризованного молока [9]

Устройство и принцип действия линии. Вначале оценивается качество молока и производится его приемка, в процессе которой молоко перекачивается центробежными насосами из автомолцистерн [9].

Приемка молока. Каждую партию молока, поступающую на предприятие, контролируют ежедневно в течение 40 мин. после доставки. Приемку и оценку качества молока начинают с внешнего осмотра тары. При этом отмечают чистоту, целостность пломб, правильность наполнения, наличие резиновых колец под крышками фляг или цистерн. Дополнительно осматривают патрубки цистерн и наличие на них заглушек [9].

Решающим условием в получении точных результатов при оценке качества молока является правильный отбор проб. Прежде всего, отбирают пробы молока для контроля бактериальной обсемененности, затем -- для физико-химических анализов [9].

Оценка качества молока. На молоко, поступающее на предприятие, установлены требования, предусмотренные государственным стандартом. К приемке допускается молоко, полученное от здоровых коров. Это должно быть подтверждено справкой о ветеринарно-санитарном благополучии молочных ферм-поставщиков, выданной ветеринарным специалистом на срок не более 1 месяца [9].

Молоко должно быть цельным, свежим и соответствовать требованиям.

Сдаваемое (или принимаемое) молоко должно быть без посторонних, не свойственных свежему молоку привкусов и запахов. По внешнему виду и консистенции -- незамороженным, однородной жидкостью без осадка и хлопьев, белого или слабо-желтого цвета. Молоко должно иметь плотность не менее 1027 кг/м³ [9].

Определение количества. Учет принятого молока проводят в весовых единицах измерения (кг). Для определения количества молока используют устройства для измерения массы -- весы и объема--расходомеры-счетчики. При приемке молока по объему делают пересчет объемных единиц в весовые в зависимости от его плотности [9].

Масса принимаемого молока может устанавливаться также за счет использования специальных емкостей с тензометрическим устройством или путем использования тарированных емкостей [9].

Принятое молоко проходит первичную обработку, в процессе которой оно сначала очищается от механических примесей на фильтрах или сепараторах-молокоочистителях [9].

Наиболее совершенным способом очистки молока на предприятии является использование сепараторов-молокоочистителей. Центробежная очистка молока осуществляется за счет разницы между плотностями частиц плазмы молока и посторонних примесей. Посторонние примеси, обладая большей плотностью, чем плазма молока, отбрасываются к стенке барабана и оседают на ней в виде слизи, которая содержит грязевой, белковый и бактериальный слои [9].

Очистку молока проводят обычно после предварительного подогрева его до температуры 35-40 ?С. В ходе центробежной очистки молока удаляются мельчайшие частицы загрязнений, в том числе частицы бактериального происхождения и нетермостойкие скоагулированные белковые частицы. После очистки молоко немедленно охлаждают на пластинчатых охладителях до возможно низкой температуры. Оптимальные сроки хранения молока, охлажденного до 4-6 ?С, не более 12 ч. При более длительном хранении молока даже в условиях низких температур возникают пороки вкуса и консистенции. Молоко с температурой не выше 10 °С допускается принимать без охлаждения. После данной стадии обработки охлажденное молоко насосами по трубам через уравнительный бачок направляют молоко в емкости хранения [9].

Сепарирование молока -- это процесс разделения его на сливки и обезжиренное молоко при помощи сепаратора-сливкоотделителя [9].

Цельное молоко поступает в барабан сепаратора и распределяется тонкими слоями между тарелками. В межтарелочном пространстве жировые шарики как наиболее легкая часть молока оттесняются к оси вращения; обезжиренное молоко, как более тяжелая часть молока, под действием центробежной силы перемещается к периферии. Распределяясь между тарелками в виде тонких слоев, молоко перемещается с небольшой скоростью, что создает благоприятные условия для наиболее полного отделения жира за короткое время. Содержание жира в обезжиренном молоке не должно превышать 0,05 % [9].

Оптимальная температура молока при сепарировании -- 35-40 ?С. Сепарирование молока при более высоких температурах (60-80 ?С) приводит к вспениванию сливок и обезжиренного молока, дроблению жировых шариков, увеличению содержания жира в обезжиренном молоке [9].

Перекачивание молока, особенно подогретого, насосами, высокотемпературная тепловая обработка молока перед сепарированием, хранение в течение длительного времени, повышенная кислотность приводят к сверхнормативному отходу жира в обезжиренное молоко, излишним потерям жира при сепарировании [9].

Нормализация молока проводится в целях регулирования химического состава молока (массовой доли жира, сухих веществ, углеводов, витаминов, минеральных веществ) до значений, соответствующих стандартам и техническим условиям. Нормализацию проводят по массовой доле жира [9]. ассортимент производство сепарирование молоко

Основой расчетов при нормализации является уравнение материального баланса по любой составной части молока. При нормализации молока по жиру к исходному цельному молоку добавляют обезжиренное молоко или сливки или же от исходного молока отбирают часть сливок путем сепарирования. Процесс осуществляется в емкостях (периодическим способом) или в потоке [9].

Гомогенизация молока -- процесс дробления жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий [9].

Механизм дробления жировых шариков объясняется следующим образом. В гомогенизирующем клапане на границе седла гомогенизатора и клапанной щели резко изменяется сечение потока. Во время движения по каналу седла и клапанной щели жировая капля меняет направление и скорость движения. При переходе через щель передняя часть капли увлекается с огромной скоростью в поток, вытягивается и отрывается от нее. В то же время оставшаяся часть капли продолжает двигаться через сечение и дробиться на мелкие частицы. Эффективность гомогенизации зависит от многих факторов, обусловленных режимами ее проведения (температура, давление), а также свойствами и составом молока (массовая доля жира и сухих веществ, кислотность, вязкость, плотность). Гомогенизацию проводят при температуре не ниже 50-60 ?С [9].

При повышении массовой доли жира в молоке в результате гомогенизации могут возникать скопления жировых шариков. При гомогенизации отмечается повышение температуры молока на 5-10 ?С, что учитывают при дальнейших технологических процессах [9].

Пастеризация молока осуществляется при температурах ниже точки кипения молока (от 65 до 95 ?С). Выбор температурно-временных комбинаций режима пастеризации зависит от вида вырабатываемого продукта и применяемого оборудования, обеспечивающих требуемый бактерицидный эффект (не менее 99,98 %), и должен быть направлен на максимальное сохранение первоначальных свойств молока, его пищевой и биологической ценности [9].

Цели пастеризации следующие:

- уничтожение патогенной микрофлоры, получение продукта, безопасного для потребителя в санитарно-гигиеническом отношении;

- снижение общей бактериальной обсемененности, разрушение ферментов сырого молока, вызывающих порчу пастеризованного молока, снижение его стойкости в хранении;

- направленное изменение физико-химических свойств молока для получения заданных свойств готового продукта, в частности органолептических свойств, вязкости, плотности сгустка и т. д [9].

Основным критерием надежности пастеризации является режим термической обработки, при котором обеспечивается гибель наиболее стойкого из патогенных микроорганизмов -- туберкулезной палочки (температурный оптимум _ 65 ?С) [9].

Оптимальной температурой пастеризации сырого молока, полученного от благополучных в санитарно-ветеринарном отношении хозяйств, является 72 ?С с выдержкой 15-45 с. При сильном обсеменении молока посторонней микрофлорой режимы пастеризации молока поднимают до 75-77 ?С с выдержкой 15-35 с [9].

На предприятии принят режим 75-76 ?С с выдержкой 15-20 с, который обеспечивает гигиеническую надежность, уничтожение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, сохранение пищевой и биологической ценности молока, его защитных факторов [9].

Упаковка, транспортировка, хранение. Пастеризованное молоко выпускают в 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 [9].

Линии по фасованию молока в бумажные бутылки имеют большую производительность в час. Заполнение молоком по уровню осуществляется с помощью фасовочной машины карусельного типа. Затем бутылки автоматически укладываются в ящики [9].

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 [9].

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 [9].

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 [9].

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 [9].

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 % [9].

В торговую сеть и предприятия общественного питания пастеризованное молоко доставляют специальным автотранспортом с изотермическими или закрытыми кузовами [9].

2.3 Виды природных ресурсов, непосредственно задействованных в производстве

Природные ресурсы _ элементы природы, важнейшие компоненты природной среды, которые используются при данном уровне развития производительных сил для удовлетворения разнообразных потребностей общества и общественного производства [10].

Природные ресурсы являются главным объектом природопользования, в процессе которого они подвергаются эксплуатации и последующей переработке. Главные виды природных ресурсов являются средствами труда. Вторичные являются предметами потребления [10].

Подобно другим предприятиям, ОАО «Савушкин продукт» является одним из основных потребителей природных ресурсов Республики Беларусь. Основными компонентами природных ресурсов, используемых на данном предприятии, являются:

- водные ресурсы;

- земельные ресурсы;

- топливно-энергетические ресурсы;

- биологические ресурсы;

- ресурсы атмосферного воздуха.

Учитывая природное происхождение ресурсов, а также их огромное экономическое значение, природные ресурсы предприятия можно отнести к ресурсам индекса промышленного производства. Эта подгруппа включает все виды природного сырья, используемые промышленностью. В силу очень большой разветвленности индекса промышленного производства, наличия многочисленных отраслей, потребляющих разные виды природных ресурсов и соответственно выдвигающих к ним различные требования следующие ресурсы можно отнести к неэнергетическим ресурсам. Это ресурсы включающие подгруппу природных ресурсов, которые поставляют сырье для различных отраслей промышленности или же участвуют в производстве по технологической необходимости. К ним относятся следующие виды ресурсов данного предприятия:

-воды, используемые для промышленного водопровода;

-земли, занятые промышленными объектами предприятия.

По экономической целесообразности замены различают ресурсы заменимые и незаменимые. К заменимым относят топливно-энергетические ресурсы предприятия, так как они могут быть заменены другими источниками энергии. К незаменимым принадлежат ресурсы атмосферного воздуха, пресные воды и земельные ресурсы [10].

По взаимоотношениям видов использования ресурсы предприятия ОАО «Савушкин продукт» относятся к ресурсам многоцелевого использования, в том числе взаимоувязанного (комплексного) использования (водные ресурсы), взаимоисключающего (конкурирующего) использования (земельные ресурсы) [10].

Такой природный ресурс, как воздух относятся к неисчерпаемым природным ресурсам, так как его использование не приводит к видимому истощению их запасов ныне или в обозримом будущем [10].

К почерпаемым возобновимым ресурсам относятся водные ресурсы, так как им свойственна способность к восстановлению [10].

К ресурсам природных компонентов относится вода. По биологическому происхождению она относится к абиотическим природным ресурсам.

Предприятие ОАО «Савушкин продукт» являются потребителям большого количества чистой воды для нужд производства (рисунок 5). Вода является сырьевым и вспомогательным ресурсом в процессах теплообмена, отопления, водопровода для технологических и бытовых нужд. В процессе производства продукции вода используется на:

- технологические нужды;

- санитарную обработку оборудования;

- санитарно-гигиенические нужды;

- хозяйственно-питьевые нужды;

- обеспечение работы вспомогательных производств (выработка пара и собственные нужды котельной, охлаждение аммиачных компрессорных установок, кондиционеров и т.д. Сточные воды предприятия относительно загрязнены, особенно органическими соединениями. Концентрация органических веществ в сточных водах в основном обусловлена потерями сырья и молочной продукции при производстве (молоко, кефир, творожная масса, сыворотка и т.п.). Сточные воды после мойки оборудования и помещений содержат значительное количество органических загрязнителей и относятся к производственным загрязненным сточным водам, которые должны подвергаться очистке. При сбросе 1 м³ неочищенной сточной воды загрязняется 40-60 м³ природной воды. В сточные воды предприятий молочной промышленности попадают такие ценные компоненты, как молочные белки и жир [11].

Рисунок 5. Диаграмма водопотребления ОАО «Савушкин продукт»

Таким образом, на 1 т переработанного сырья в молочной промышленности расходуется в среднем 5 м³ свежей питьевой воды. Техническая вода, как правило, не используется. Ее допускается использовать в системе оборотного водоснабжения, на наружную мойку машин, на полив территории [11].

Основными источниками условно чистой воды, пригодной для повторного использования, является вода, выходящая из секций охлаждения исправных пластинчатых теплообменников. Эту воду разрешено использовать повторно после подогрева не ниже 80 °С для мойки оборудования, ванн, цистерн и фляг, уборки производственных помещений, стирки производственной одежды. Таким образом вода является неисчерпаемым ресурсом, хотя ее запас можно легко испортить, если использовать ее запасы нерационально[11].

Молочная промышленность является крупнейшим потребителем топливно-энергетических ресурсов. Наиболее энергоемкими в молочной промышленности являются процессы сгущения, сушки, производство молочного сахар, заменителей цельного молока. Значительная часть электрической энергии на предприятиях молочной промышленности поступает на выработку холода [11].

Также необходимым ресурсом является воздух. Он является одновременно потребительским благом (он необходим людям для дыхания) и ресурсом во многих производственных процессах (ресурс "воздух" необходим для горения, охлаждения или окисления чего-либо). Объем потребления этого ресурса относительно невелик, и поэтому запас воздуха можно считать неисчерпаемым. Правда, воздушная оболочка тоже может быть испорчена загрязнением [11].

Предприятие является источником различных выбросов в атмосферу, которые можно подразделить следующим образом:

- выбросы, образующиеся при производстве энергии и в результате использования транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания;

- выбросы, сопутствующие основным технологическим процессам;

- выбросы, вспомогательных цехов и производств.

Общее количество источников выбросов - 50, в том числе оснащенных газоочистными установками 2. Основными источниками выбросов (рисунок 6) в атмосферу являются:

- мойка технологического оборудования;

- сушка продуктов;

- лабораторные исследования;

- выработка холода;

- производства пара и тепла;

- ремонтно-сварочные работы;

- деревообработка

Рисунок 5. Диаграмма выбросов в атмосферу []

Также источниками загрязнений воздушного бассейна в молочной промышленности являются производство сухого молока и молочных продуктов (сушильные установки, огневые калориферы); жестяно-баночное производство (лужение, лакировка, травление, пайка); мойка тары и оборудования; производство мороженого (печь для выпечки вафель); сыродельное производство (парафинеры, коптилки колбасного сыра) [11].

Количество веществ, выбрасываемых в атмосферу и загрязняющих ее, можно сократить путем применения различного рода газо- и пылеулавливающих систем (циклонов, пылеосадительных камер, рукавных фильтров, абсорберов). На предприятии ежегодно проводится производственный аналитический контроль выбросов загрязняющих веществ в атмосферный воздух от стационарных источников, на основании договора со сторонней аккредитованной организацией и разработанной программы аналитического контроля [11].

Кроме отходов в результате водопотребления и выбросов в атмосферу на предприятии имеются непосредственно отходы производства. Основными из них являются упаковки полиэтилена, полистирола, полипропилена, изношенные шины, отработанные технические масла, отходы черных и цветных металлов и т.д [11].

Данные отходы можно классифицировать по всем классам опасности:

- I класс - ртутные люминесцентные ламы;

- II класс - отработанные аккумуляторы;

- III класс - отходы красок;

- IV класс строительные отходы;

- неопасные.

Сбору и передаче на дальнейшую утилизацию подлежат: незагрязненные отходы картона/бумаги, полиэтилен, полистирол (высечка полистирольной ленты, пластмассовая упаковка), ПЭТ-бутылки, изношенные шины с металлокордом, отработанные свинцовые аккумуляторы с неслитым электролитом, синтетические и минеральные масла отработанные, лом и отходы черных, цветных металлов, отходы кабелей, эмаль-провода. Обезвреживанию подвергаются: отработанные люминесцентные и ртутные лампы, ртутные термометры и т.д [11].

Очистка производственных выбросов, содержащих твердые частицы, проводится газоочистным оборудо...