Производство сливок

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

сливки производственный технологический

Молоко сельскохозяйственных животных - ценный пищевой продукт. Особенно широко используется в питании людей молоко коров, более ограниченно - молоко коз, овец, кобылиц, верблюдиц, ослиц, буйволиц, самок зебу, яка, северного оленя. Из молока сельскохозяйственных животных вырабатывают молочнокислые продукты, сливки, масло, мороженое. Сливки - это жировая часть молока, получаемая сепарированием. Сливки являются исходным сырьем для получения сметаны, масла, для нормализации молока. Пастеризованные или стерилизованные сливки разной жирности, с наполнителями и без них предназначаются и для непосредственного потребления.

Пищевая и биологическая ценность сливок обусловлена максимальным содержанием белково-лецитинового комплекса. Сливки являются богатым источником фосфатидов. Из биологически активных веществ, влияющих на рост и развитие детей, особая роль принадлежит витамину А, которого в сливках в 5-6 раз больше, чем в молоке, а также белково-лецитиновому комплексу.

Сливки получают путем сепарирования молока и в зависимости от массовой доли жира вырабатывают 8-, 10-, 18-, 20-, 33- и 35%-ной жирности. Вырабатывают еще пластические (высокожирные) сливки жирностью 73-83% для технологических целей. Технология сливок аналогична технологии молока, но применяется более высокая температура пастеризации (85-87 °С), которая зависит от жирности сливок. Сливки жирностью 8 и 10% имеют кислотность не выше 19 °Т, жирностью 20% -- не выше 18 °Т, жирностью 35% -- не выше 17 °Т. Пастеризованные сливки разливают в бутылки, пакеты «Тетра-Пак», «Тетра-Брик», «Пюр-Пак» вместимостью 0,25 и 0,5 л, хранят не более 36 ч при температуре не выше 8 °С. Стерилизованные сливки вырабатывают по технологии стерилизованного молока при двухступенчатом режиме стерилизации. Фасуют сливки в тару вместимостью 0,25, 0,5 и 1,0 л. Массовая доля жира в стерилизованных сливках не ниже 10%, кислотность -- не выше 19 °Т. Срок реализации 30 дней при температуре 20 °С.

Молочной промышленностью вырабатываются также сливки с наполнителями (сахар, какао-порошок, натуральный кофе), добавляется стабилизатор агар. Эти сливки имеют массовую долю жира 10% (с какао) и 6% (с кофе). Кислотность этих напитков должна быть не более 20°С, срок реализации -- не более 12 ч с момента выработки при температуре хранения не выше 8 ^СС. В небольших объемах производят взбитые сливки с наполнителями жирностью 28 и 27%. Взбитость готового продукта должна быть 80-100%.

1. Характеристика и теоретические основы производства сливок

Сливки - это молочный продукт, наиболее жирная часть молока (из 350 г свежего молока вырабатывается лишь 100 г сливок). Сливки бывают натуральными (получаются путем сепарирования цельного коровьего молока) и восстановленные из сухих сливок. Для непосредственного потребления вырабатывают в пастеризованном и стерилизованном виде. Пастеризованные сливки выпускают с массовой долей жира 10, 20, 23, 33 и 35% (35, 62,73 и 78% сливки используются в качестве полуфабриката для получения взбитых сливок, сметаны и масла), пастеризованные с добавлением сахара, какао, ванилина, плодово-ягодных сиропов, подвергаются взбиванию; стерилизованные - 10%, для детей выпускают сливки детские жирностью 10%; производят сливочные напитки с наполнителями: сладкий, сладкий с какао, с кофе; также выпускают вырые сливки для дальнейшей переработки. Для изготовления сливок применяют молоко не ниже II сорта кислотностью не выше 19 Т по ГОСТ 13264; сливки, поступающие с периферийных заводов, кислотностью плазмы не более 24 Т; сухие и пластические сливки (с содержание жира 73%). Кислотность плазмы определяют по формуле:

Кп=100Ксл/(100 - Жсл),

Где Ксл - кислотность сливок; Жсл - массовая доля жира в сливках, %.

Сливки содержат 59-82,2% воды; 17,8-41% сухого вещества, в том числе: 10, 20 или 35% жира, 2,5-3% белка и 3-4% углеводов; золы 0,4-0,6%. Также содержат витамины А, D, C, группы В. Энергетическая ценность 100 г сливок 206 ккал или 863 кДж. Сливки являются калорийным и легкоусвояемым продуктом.

2. Теоретические основы производства сливок на примере пастеризованных

Технологический процесс производства пастеризованных сливок состоит из следующих операций:

1.Приемка и подготовка сырья.

2.Нормализация сливок.

3.Пастеризация.

4.Охлаждение.

5.Розлив.

6.Упаковывание.

7.Маркирование.

8.Хранение.

Первые две операции связаны с приемкой и сепарированием молока, очисткой сливок фильтрованием и подготовкой к нормализации. Сухие сливки восстанавливают в воде температурой 38-45 С, фильтруют и вводят в общую смесь. Пластические сливки разрезают на куски не более 0,5 кг и плавят. Нормализацию сливок проводят в двух случаях: если массовая доля жира в сливках выше нормируемой величины, то добавляют цельное или обезжиренное молоко; если массовая доля жира в сливках ниже нормируемой величины, то добавляют сливки с более высоким содержанием жира. Смесь для нормализации с использованием сухих и пластических сливок составляют согласно рецептуре:

Сырье. Сливки с массовой долей жира 20%Молоко: нормализованное с массовой долей жира 3,2% 533,3 272,2 882,2 379,2 сухое обезжиренное - 18,8 - Сливки с массовой долей жира, %: 20 - свежие - 248 - 499 42 - сухие 99,2 100 - - 73 - пластические 56,6 - 99 121,8 Вода питьевая 310,9-379,2.

Сливки гомогенизируют при давлении 5-10 МПа и температуре 60-80 С. Затем их пастеризуют: сливки с массовой долей жира 10% - при 80 С; 20 и 30% при 85 С с выдержкой 15-20 с. Пастеризованные сливки охлаждают до температуры не выше 6 С и направляют на розлив и упаковывание. Хранят сливки не более 24 ч при температуре 3-6 С. Готовые пастеризованные сливки должны соответствовать следующим микробиологическим показателям: Сливки Общее количество бактерий в 1 см3, не более Титр кишечной палочки, см3 пастеризованные в бутылках и пакетах: группа А 10 3 группа Б 20 0,3 пастеризованные во флягах 30 0,3

3. Технологическая схема производства и особенности технологического процесса сливок

Сливки питьевые - это концентрированная жировая часть молока, которую получают сепарированием. Молочная промышленность выпускает в реализацию в зависимости от режима термической обработки пастеризованные и стерилизованные сливки, УВТ - обработанные, УВТ обработанные стерилизованные. Кроме того, вырабатывают взбитые сливки и сливочные напитки с различными наполнителями. Все виды сливок и сливочных напитков предназначены для непосредственного употребления в пищу. В зависимости от содержания жира, вырабатывают сливки с массовой долей жира от 10 до 58 %.

Согласно действующему ГОСТ Р 52091-2003 в зависимости от м.д.жира сливки подразделяют на сливки:

«нежирные» с м.д. жира - не более 10,0 %, 12,0%, 14,0%;

«маложирные» с м.д. жира - не менее 15,0%, 17,0%, 19,0%;

«классические» с м. д. жира - не менее 20,0%; 22,0%; 25,0%; 28,0%; 30,0%; 32,0%; 34,0%;

«жирные» с м.д.жира не менее 35,0%; 37,0%; 40,0%; 42,0%; 45,0%; 48,0%;

«высокожирные» с м. д. жира не менее 50,0%; 52,0%; 55,0%; 58,0%.

В зависимости от вида применяемого сырья сливки классифицируются:

выработанные из нормализованных сливок;

выработанные из восстановленных сливок;

выработанные из рекомбинированных сливок и их смесей.

Технологический процесс производства сливок аналогичен процессу производства молока питьевого и включает следующие операции:

Оценка качества и приёмка молока

Очистка

Охлаждение

Резервирование

Сепарирование молока с целью получения сливок

Нормализация по жиру

Гомогенизация

Пастеризация

Охлаждение

Фасование

Хранение.

Стерилизованные сливки.

Вырабатывают с массовой долей жира 10% при одно- или двухступенчатой стерилизации и однократной стерилизации в потоке с упаковкой в асептических условиях. При одноступенчатой стерилизации сливки пастеризуют при температуре 90 С, гомогенизируют при давлении 11-17 МПа, охлаждают до 65-70 С и разливают в тару. Режим стерилизации сливок в стерилизаторах периодического действия следующий: нагрев до 117 С в течение 15 минут, стерилизация при этой же температуре - 25 минут и охлаждение до 20 С в течение 35 минут. При двухступенчатой стерилизации сливки пастеризуют при температуре 70-79 С, гомогенизируют при давлении 11-17 МПа и стерилизуют в потоке при 135 С, охлаждают до 65-70 С и разливают в тару. Далее сливки в таре стерилизуют повторно в стерилизаторах непрерывного действия при температуре 110 С. Стерилизованные сливки хранят при 20 С в течение 1 месяца. В настоящее время предприятия отрасли производят питьевые стерилизованные сливки путем однократной стерилизации в потоке с упаковыванием в асептических условиях. Этот продукт выпускают с различными оригинальными названиями. Для выработки стерилизованных сливок однократной стерилизацией в потоке применяют: молоко сырое не ниже I сорта по ГОСТ 13264, термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже III группы по ГОСТ 25228; сливки с массовой долей жира не более 30%, кислотностью не более 15 Т, термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже III группы; молоко сухое обезжиренное распылительной сушки по ГОСТ 10970, кислотностью не более 19 Т, термоустойчивостью не ниже III группы. При производстве стерилизованных сливок допускается применение молочного сырья термоустойчивостью по алкогольной пробе IV группы. Для повышения термоустойчивости такого сырья используют соли-стабилизаторы: калий фосфорнокислый двузамещенный пищевой по ТУ 113-25-123; калий фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 2493; калий лимоннокислый 1-водный по ГОСТ 5538; натрий фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 4172; натрий лимоннокислый 5,50водный по ГОСТ 22280 и другие, разрешенные к применению органами Госсанэпиднадзора. Процесс производства стерилизованных сливок состоит из следующих технологических операций: приемка сырья, его очистка, охлаждение, внесение солей-стабилизаторов, сепарирование, нормализация, пастеризация, предварительный нагрев сливок, деаэрация, гомогенизация, стерилизация, охлаждение, упаковывание и маркирование. Молоко, предназначенное для выработки сливок, очищают на сепараторах-молокоочистителях и охлаждают до 2-6 С. Для сохранения термоустойчивости молока очистку целесообразно проводить без подогрева. Если термоустойчивость молока по алкогольной пробе ниже III группы, добавляют соли-стабилизаторы в количестве до 0,05% в виде водных растворов. После их внесения молоко перемешивают на менее 15 минут и проверяют термоустойчивость, которая должна быть не ниже III группы по алкогольной пробе. Раствор солей-стабилизаторов вносят в сырое или пастеризованное молоко перед сепарированием. Молоко с добавками солей-стабилизаторов хранить не рекомендуется. Сливки пастеризуют при температуре 80 С с выдержкой 20 секунд, а затем охлаждают до 2-6 С. Перед стерилизацией сливок проверяют их термоустойчивость. Сливки, подготовленные к стерилизации, предварительно нагревают до 83 С и подают в деаэратор. После деаэратора сливки температурой 75 С направляют на гомогенизатор, в котором поддерживают давление 10-15 МПа. Затем гомогенизированные сливки стерилизуют при 137 С и выдерживают при этой температуре в течение 4 секунд. Стерилизованные сливки охлаждают до 20 С и направляют на розлив, который осуществляется через стерильную емкость. Готовый продукт по консистенции представляет собой однородную жидкость без наличия хлопьев белка и комочков жира. В сливках допускается незначительный отстой жира, который растворяется при встряхивании. Цвет продукта равномерный от белого до слегка кремового, вкус и запах чистые с легким привкусом кипячения. Стерилизованные сливки фасуют и упаковывают в пакеты из комбинированного материала вместимостью 0,2; 0,25; 0,5 и 1 литр на фасовочных автоматах. Продукт хранят в пакетах при температуре от 0 до 10 С не более 3 месяцев, а при температуре от 10 до 20 С не более 2 месяцев во дня выработки. Таким образом, технологический процесс сливок должен обеспечить получение качественного и в санитарном отношении безопасного продукта с физико-химическими показателями, удовлетворяющими действующей нормативной документации: Продукт Температура при выпуске с предприятия, С Массовая доля, % Плотность, кг/м3, не менее Кислотность, Т, не более Степень чистоты по эталону, не ниже группы жира, не менее витамина С Сливки пастеризованные с массовой долей жира, %: 10 6-8 10 - 1024 19 - 20 6-8 20 - 1024 18 - 30 6-8 35 - 1024 17 - Сливки стерилиз. 10% 20 10 - 1024 19 - Характеристика технологических этапов производства сливок. 1.Очистка молока. Для очистки молока от механических примесей предназначены фильтры различных конструкций (пластинчатые, дисковые, цилиндрические). Фильтрующий материал (марля, ватные фильтры, лавсановая ткань и др.) необходимо периодически заменять. В противном случае фильтры становятся источником обсеменения молока нежелательной посторонней микрофлорой. Для поточности производства в линии монтируют 2 фильтра-очистителя параллельно. Когда в одном фильтре меняют фильтрующую ткань, второй фильтрует молоко. Наиболее совершенным способом очистки молока 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 слой. Очистку молока проводят обычно после предварительного подогрева его до температуры 35 - 40 град.С. В ходе центробежной очистки молока удаляются мельчайшие частицы загрязнений, в том числе частицы бактериального происхождения и нетермостойкие скоагулированные белковые частицы. Возможна холодная очистка молока без подогрева, которая эффективна при кислотности молока не выше 18 град.Т и содержании общего количества микроорганизмов в 1 мл молока не выше 500 тыс. клеток Необходимо строго соблюдать периодичность мойки, дезинфекции сепаратора-молокоочистителя. В противном случае аппарат может стать дополнительным источником вторичного обсеменения молока. При правильном ведении центробежной очистки можно значительно снизить общую бактериальную загрязненность молока. Однако удалить соматические клетки таким способом не представляется возможным. Для полного удаления бактериальных клеток из молока применяют бактофугирование. Сущность бактофугирования заключается в удалении из молока до 98 % содержащихся в нем микроорганизмов путем повышения скоростей центрифугирования без применения термической обработки. При бактофугировании происходит удаление из молока погибших бактерий и токсинов, что способствует повышению его качества и стойкости в хранении. После очистки молоко необходимо немедленно охладить до возможно низкой температуры. Оптимальные сроки хранения молока, охлажденного до 4 - 6 град.С, не более 12 ч. При более длительном хранении молока даже в условиях низких температур возникают пороки вкуса и консистенции 2. Сепарирование - это процесс разделения полидисперсной или многокомпонентной жидкостной системы под действием центробежных сил (основано на разности плотностей жировых шариков и плазмы молока). По технологическому значению в молочной промышленности сепарирование применяется для выделения молочного жира из молочного сырья в целях получения высокожирных продуктов (сливок); для нормализации молочного сырья; для центробежной очистки молока от механических и микробиологических примесей. Изобретение сепараторов было связано с необходимостью выделить сливки в большом количестве для получения масла. До появления процесса сепарирования сливки извлекали из молока отстаиванием. Это требовало больших площадей, много посуды и обслуживающего персонала. Сам же процесс отстаивания молока и получения сливок был длительным и продолжался от 10 до 30 часов. С изобретением сепараторов продолжительность выделения сливок была сведена до 3-4 секунд. По виду технологического процесса современные сепараторы можно разделить на сепараторы-молокоочистители и сепараторы-сливкоотделители. По конструктивным признакам различают сепараторы открытые (устаревший тип), полугерметичные и герметичные. Все три вида сепараторов можно применять для выделения жировой и белковой фракции молочного сырья, а также для его очистки от механических и микробиологических примесей. В открытых сепараторах ввод исходного продукта и вывод жидких фракций осуществляется в виде свободной струи при доступа воздуха. В этом случае образуется молочная пена, ухудшающая условия эксплуатации сепараторов. В полугерметичных сепараторах молочное сырье подается свободной струей, а вывод жидких фракций осуществляется под давлением. В герметичных сепараторах и ввод молочного сырья и вывод жидких фракций осуществляются под давлением. Сепарирование молочного сырья в целях выделения жира происходит в сепараторах-сливкоотделителях. Конечные продукты сепарирования - сливки с различной массовой долей жира и обезжиренное молоко (если сепарированию подвергалось цельное молоко), подсырные сливки и обезжиренная сыворотка (если сепарированию подвергалась молочная подсырная сыворотка). 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. Под давлением новых порций молока, поступающих в барабан, сливки и обезжиренное молоко поднимаются вверх и вытекают в сборник. Содержание жира в обезжиренном молоке не должно превышать 0,05 %. Оптимальная температура молока при сепарировании 35 - 40 град.С. Сепарирование молока при более высоких температурах (60 - 80 град.С) приводит к вспениванию сливок и обезжиренного молока, дроблению жировых шариков, увеличению содержания жира в обезжиренном молоке. Процесс холодного сепарирования молока характеризуется меньшими энергетическими затратами. Однако производительность сепаратора снижается в 2--3 раза. 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. 3. Нормализация. Нормализация проводится в целях регулирования химического состава (массовой доли жира, сухих веществ, углеводов, витаминов, минеральных веществ) до значений, соответствующих стандартам и техническим условиям. Чаще всего нормализацию проводят по массовой доле жира. Основой расчетов при нормализации является уравнение материального баланса по любой составной части, например по содержанию жира (жировой баланс). 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. При периодическом способе нормализации по жиру в резервуаре смешивают определенное количество цельного молока с рассчитанным количеством обезжиренного молока или сливок в зависимости от массовой доли жира в нормализованном молоке. Нормализацию по сухим веществам проводят путем добавления к исходному молоку сухого или сгущенного обезжиренного молока в соответствии с уравнением материального баланса. При определении массы сухого или сгущенного молока учитывают его растворимость и содержание влаги. 4.Пастеризация Пастеризация осуществляется при температурах ниже точки кипения (от 65 до 95 град.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 сливок, их пищевой и биологической ценности. Цели пастеризации следующие: - уничтожение патогенной микрофлоры, получение продукта, безопасного для потребителя в санитарно-гигиеническом отношении; - снижение общей бактериальной обсемененности, разрушение ферментов сырого сливок, вызывающих порчу, снижение их стойкости в хранении; - направленное изменение физико-химических свойств сливок для получения заданных свойств готового продукта, в частности, органолептических свойств, вязкости, плотности сгустка и т. д.Основным критерием надежности пастеризации является режим термической обработки, при котором обеспечивается гибель наиболее стойкого из патогенных микроорганизмов -- туберкулезной палочки (температурный оптимум 65 град.С). Косвенным показателем эффективности пастеризации является разрушение фермента фосфатазы, имеющего температурный оптимум несколько выше, чем туберкулезной палочки, поэтому считают, что, если в результате пастеризации разрушена фосфатаза, уничтожены и болезнетворные патогенные микроорганизмы (в частности, туберкулезная палочка). Эффективность пастеризации (в %) выражается отношением количества уничтоженных клеток к содержанию бактериальных клеток в исходном сыром молоке. Эффективность уничтожения остальных микроорганизмов зависит от режимов пастеризации, а также от первоначальной обсемененности сырого молока. Чем больше в исходном молоке сапрофитов, тем ниже эффективность пастеризации. Эффективность пастеризации сливок, хранившихся в течение продолжительного времени, особенно при повышенных температурах, всегда ниже, чем свежих охлажденных, так как при хранении развиваются микроорганизмы кишечного происхождения, более стойкие к температурным воздействиям. Остаточная микрофлора состоит в основном из термофильных стрептококков, микрококков, стрептококков кишечного происхождения, споровых палочек. Оптимальной температурой пастеризации сырых сливок, полученных от благополучных в санитарно-ветеринарном отношении хозяйств, является 72 град.С с выдержкой 15--45 с. При сильном обсеменении молока посторонней микрофлорой режимы пастеризации поднимают до 75--77 град.С с выдержкой 15--35 с. В промышленности принят режим 75--76 град.С с выдержкой 15--20 с, который обеспечивает гигиеническую надежность, уничтожение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, сохранение пищевой и биологической ценности, его защитных факторов. Пастеризация при более высоких температурах (85-87 С) применяется для придания сливкам более выраженного аромата и большей гарантии их чистоты в бактериальном отношении, так как более высокое содержание жира снижает эффективность тепловой обработки. 5. Гомогенизация молока. Гомогенизация молока (сливок, молочной смеси) -- процесс дробления жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий. 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). Процесс гомогенизации может быть эффективен только в том случае, когда жир находится в жидком состоянии. Поэтому гомогенизацию следует проводить при температуре не ниже 50 - 60 град.С. С повышением массовой доли жира и сухих веществ продукта температура гомогенизации должна быть выше, что обусловлено его повышенной вязкостью. Давление гомогенизации продуктов с повышенным содержанием жира и сухих веществ должно быть ниже, что обусловлено необходимостью снижения энергетических затрат и обеспечения стабильности жировой эмульсии. В процессе дробления жировых шариков при гомогенизации происходит перераспределение оболочечного вещества. На построение оболочек образовавшихся мелких жировых шариков дополнительно расходуются белки плазмы, что приводит к стабилизации высокодисперсной жировой эмульсии гомогенизированного молока и сливок. В гомогенизированном молоке и сливках средней жирности свободного жира почти не образуется, скопления мелких жировых шариков отсутствуют. При повышении массовой доли жира в результате гомогенизации могут возникать скопления жировых шариков. В настоящее время применяют следующие виды гомогенизации: одно- и двухступенчатую, а также раздельную. При одноступенчатой гомогенизации могут образовываться агрегаты мелких жировых шариков, а при двухступенчатой происходят разрушение этих агрегатов и дальнейшее диспергирование жировых шариков. При раздельной гомогенизации обработке подвергается не все молоко, а только его жировая часть в виде сливок 16--20 %-ной жирности. Сливки гомогенизируют в две ступени, а затем смешивают с обезжиренным молоком. Раздельная гомогенизация позволяет значительно снизить энергозатраты. При гомогенизации отмечается повышение температуры молока на 5--10 град.С, что необходимо учитывать при дальнейших технологических процессах. Стерилизация Стерилизация сливок проводится в целях получения безопасного в санитарно-гигиеническом отношении продукта и обеспечения его длительного хранения при температуре окружающей среды без изменения качества. Из известных способов стерилизации (химический, механический, радиоактивный, электрический, тепловой) наиболее надежным, экономически выгодным и нашедшим широкое применение в промышленности является тепловой. Сущность тепловой стерилизации заключается в тепловой обработке сливок при температуре выше 100 град.С с выдержкой в целях уничтожения в них всех бактерий и их спор, инактивации ферментов при минимальном изменении вкуса, цвета и питательной ценности. Эффективность стерилизации находится в прямой зависимости от температуры и продолжительности ее воздействия. В молочной промышленности стерилизация молочных продуктов осуществляется в таре и в потоке. Стерилизация молочного продукта в таре может осуществляться одноступенчатым способом (после розлива в тару и ее герметичной укупорки при 110-- 120 град.С с выдержкой 15--30 мин) и двухступенчатым (первоначально в потоке сначала до розлива в тару при 130--150 град.С в течение нескольких секунд, затем вторично после розлива продукта в тару и ее герметичной укупорки при 110-- 118 град.С в течение 10--20 мин). Готовый продукт можно хранить и употреблять в течение года. Для упаковывания этого продукта обычно используют стеклянные бутылки или жестяные банки. Наиболее прогрессивной является стерилизация продукта в потоке при ультравысокотемпературном режиме (135--150 град.С с выдержкой несколько секунд) с последующим фасованием его в асептических условиях в стерильную тару. Ультравысокотемпературная (УВТ) обработка позволяет увеличить продолжительность хранения продуктов до 6 месяцев. При фасовании молочных продуктов в асептических условиях применяют пакеты из комбинированного материала, пластмассовые бутылки, пакеты из полимерного материала, а также металлические банки и стеклянные бутылки. Сливки, стерилизованные в потоке при ультравысокотемпературных режимах с кратковременной выдержкой, по своим качественным показателям приближается к пастеризованным.

4.Основное технологическое оборудование

Трубчатая пастеризационная установка (рис. 2) состоит из двух центробежных насосов, трубчатого аппарата, возвратного клапана, конденсатоотводчиков и пульта управления с приборами контроля и регулирования технологического процесса.

Основной элемент установки - двухцилиндровый теплообменный аппарат, состоящий из верхнего и нижнего цилиндров, соединенных между собой трубопроводами. В торцы цилиндров вварены трубные решетки, в которых развальцовано по 24 трубы диаметром 30 мм. Трубные решетки из нержавеющей стали имеют выфрезерованные короткие каналы, соединяющие последовательно концы труб, образуя таким образом непрерывный змеевик общей длиной около 30 м. Торцевые цилиндры закрывают крышками с резиновыми уплотнениями для обеспечения герметичности аппарата и изолирования коротких каналов друг от друга.

Пар подается в межтрубное пространство каждого цилиндра. Отработавший пар в виде конденсата выводится с помощью термодинамических конденсатоотводчиков. Нагреваемое молоко движется во внутритрубном пространстве, проходя последовательно нижний и верхний цилиндры. На входе пара установлен регулирующий клапан подачи пара, а на выходе молока из аппарата - возвратный клапан, с помощью которого недопастеризованное молоко автоматически направляется на повторную пастеризацию. Возвратный клапан связан через регулятор температуры с термодатчиком, расположенным также на выходе молока из аппарата. Установка снабжена манометрами для контроля за давлением пара и молока. Обрабатываемый продукт из накопительной емкости с помощью первого центробежного насоса подается в нижний цилиндр теплообменного аппарата, где нагревается паром до температуры 50...60 °С и переходит в верхний цилиндр. Здесь он пастеризуется при температуре 80...90 °С.

Второй насос предназначен для подачи молока из первого цилиндра во второй. Следует отметить, что в трубчатых пастеризационных установках скорость движения различных продуктов неодинакова. В установке для пастеризации сливок скорость их перемещения в трубах теплообменного аппарата 1,2 м/с. В процессе теплообмена сливки поступают в цилиндры пастеризатора с помощью одного центробежного насоса. Скорость перемещения молока за счет применения двух насосов выше и составляет 2,4 м/с.

Трубчатые установки эффективны в том случае, если последующий процесс обработки молока проводят при температуре, незначительно отличающейся от температуры пастеризации.

Наряду с пастеризаторами, в которых источником прямого нагрева молока являются инфракрасные лучи, созданы и получают все большее распространение установки для пастеризации молока, работа которых основана на использовании ультрафиолетового излучения. Применение таких установок позволяет значительно снизить метало- и энергоемкость технологического процесса пастеризации молока, улучшить его качество и сократить потери, сохраняя при этом полезные компоненты продукта (белки, жиры, витамины).

Принцип работы пастеризаторов данного типа заключается в бесконтактном воздействии ультрафиолетового излучения на специально сформированный тонкослойный поток молока. Так, пастеризаторы УФО пяти типоразмеров различаются между собой размерами или размерами и формой.

Устройство всех пастеризаторов этого типа одинаково: корпус, в котором размещены распределитель молока, верхнее и нижнее облучающие устройства с пастеризационными пластинами и блок питания. Распределитель молока состоит из клапана-оросителя, к которому по трубопроводу подается молоко. Облучающие устройства представляют собой специальные газоразрядные лампы и отражатели.

Конструкция верхнего и нижнего облучающих устройств одинакова.

Работает пастеризатор следующим образом. Молоко через отверстия клапана-оросителя подается тонким слоем на верхнюю пастеризационную пластину и, стекая по ней, проходит через интенсивный поток ультрафиолетовых лучей, испускаемых облучающим устройством. Через отверстия верхнего сборника молоко поступает на нижнюю пастеризационную пластину, где повторно обрабатывается нижним облучающим устройством. Пастеризованное молоко с нижней пастеризационной пластины стекает в сборник, а из него - в приемную емкость. В блоке питания пастеризатора установлена пускорегулирующая аппаратура, обеспечивающая работу верхнего и нижнего облучающих устройств. В пастеризаторах производительностью 1000 л/ч и больше пускорегулирующая аппаратура размещена в отдельном шкафу.

Для периодической мойки пастеризаторов содовым раствором и водой все их рабочие органы, соприкасающиеся с молоком, выполнены легкосъемными.

Пастеризаторы УФО являются безнапорными аппаратами, и при использовании насоса для подачи молока последний должен комплектоваться запорным клапаном, обеспечивающим напор 0,1...5 м водяного столба.

Одним из перспективных направлений совершенствования пастеризационных установок является применение в них роторных нагревателей, специальная конструкция которых позволяет за счет молекулярного трения частиц обрабатываемого продукта нагревать последний до заданной температуры. Температура тепловой обработки продукта зависит от времени его нахождения в роторном нагревателе и может регулироваться в широких пределах. Одновременно с этим продукт подвергается гомогенизации.

Высокотемпературный пастеризатор молока с роторным нагревателем ПМР-0,2ВТ производительностью 500, 1000 и 1800 л/ч предназначен для пастеризации, выдержки, фильтрации и охлаждения молока. Его можно использовать совместно с доильной установкой или автономно. При необходимости пастеризатор настраивают на режим стерилизации молока. Удельные затраты электроэнергии по сравнению с затратами при работе других установок снижены в 2,5…3 раза, а площадь, занимаемая установкой, не превышает 1,5 м^2.

Трубчатая пастеризационная установка (рис. 2) состоит из двух центробежных насосов, трубчатого аппарата, возвратного клапана, конденсатоотводчиков и пульта управления с приборами контроля и регулирования технологического процесса.

Основной элемент установки - двухцилиндровый теплообменный аппарат, состоящий из верхнего и нижнего цилиндров, соединенных между собой трубопроводами. В торцы цилиндров вварены трубные решетки, в которых развальцовано по 24 трубы диаметром 30 мм. Трубные решетки из нержавеющей стали имеют выфрезерованные короткие каналы, соединяющие последовательно концы труб, образуя таким образом непрерывный змеевик общей длиной около 30 м. Торцевые цилиндры закрывают крышками с резиновыми уплотнениями для обеспечения герметичности аппарата и изолирования коротких каналов друг от друга. Пар подается в межтрубное пространство каждого цилиндра. Отработавший пар в виде конденсата выводится с помощью термодинамических конденсатоотводчиков. Нагреваемое молоко движется во внутритрубном пространстве, проходя последовательно нижний и верхний цилиндры. На входе пара установлен регулирующий клапан подачи пара, а на выходе молока из аппарата - возвратный клапан, с помощью которого недопастеризованное молоко автоматически направляется на повторную пастеризацию. Возвратный клапан связан через регулятор температуры с термодатчиком, расположенным также на выходе молока из аппарата. Установка снабжена манометрами для контроля за давлением пара и молока.

Обрабатываемый продукт из накопительной емкости с помощью первого центробежного насоса подается в нижний цилиндр теплообменного аппарата, где нагревается паром до температуры 50...60 °С и переходит в верхний цилиндр. Здесь он пастеризуется при температуре 80...90 °С.

Второй насос предназначен для подачи молока из первого цилиндра во второй. Следует отметить, что в трубчатых пастеризационных установках скорость движения различных продуктов неодинакова. В установке для пастеризации сливок скорость их перемещения в трубах теплообменного аппарата 1,2 м/с. В процессе теплообмена сливки поступают в цилиндры пастеризатора с помощью одного центробежного насоса. Скорость перемещения молока за счет применения двух насосов выше и составляет 2,4 м/с.

Трубчатые установки эффективны в том случае, если последующий процесс обработки молока проводят при температуре, незначительно отличающейся от температуры пастеризации.

Сепарирование молока и получение сливок. Оптимальная температура сепарирования (35…45 °С) обусловливает снижение его вязкости, повыше-ние агрегации мелких жировых шариков, увеличение разности показателей плотности жира и плазмы, что повышает эффективность разделения фаз.

Сепарируют молоко, как правило, на заводах с использованием сепараторов-сливкоотделителей, получая обезжиренное молоко и сливки, являющиеся исходным сырьем для производства сливочного масла. Сливки представляют собой эмульсию молочного жира (дисперсная фаза) в плазме молока (дисперсионная среда), стабилизированную белками молока и фосфолипидами.

Массовую долю жира в сливках устанавливают с учетом особенностей производства масла. При выработке масла методом преобразования высокожирных сливок рекомендуемая жирность сливок 32…37. Основными элементами сепараторов являются: барабан, приводной механизм, станина, коммуникаии для подвода и отвода продуктов сепарирования. Сепаратор ОСБ открытого типа с ручной выгрузкой осадка предназначен для разделения цельного молока на сливки и обезжиренное молоко (обрат), с одновременной очисткой их от загрязнений при темературе 308...313 К и жира в обрате до 0,04 %. Частота вращения барабана 8000 мин-¹. Количество тарелок в барабане 56. Масса барабана 17 кг. Мощность электродвигателя 0,55 кВт. Продолжительность непрерывной работы один час. Основные части сепаратора: станция с приводным механизмом, плитой и салазками, барабан и молочная посуда. Состоит из электродвигателя 1 (рис. 3), приводного механизма, барабана 5 и приемно-выводного устройства. Приводной механизм обеспечивает постепенную и плавную передачу вращения от электродвигателя через фрикционно-центрбежную муфту, состоящую из полумуфты, обоймы и грузиков с фрикционными накладками, на червячную пару, вал 2 и барабан 5. Барабан состоит из основания, тарелкодержателя, пакета промежуточных тарелок, верхней разделительной тарелки с отверстием и регулировочным винтом, крышки, прижимаемой к основанию шайбой.

Сливкоотделительный барабан (рис. 4 а) состоит из основания 1, тарелкодержателя 3, пакета тарелок 2, кожуха барабана 10, накидной гайки 5. Между основанием и кожухом закладывается уплотнительное кольцо 11. В основание вставляется трубка 4 приемной камеры. На центральную трубку основания надеваются тарелкодержатель и комплект тарелок. Зазор между тарелками обеспечивается за счет приваренных шипиков. Пакет тарелок накрыт разделительной тарелкой 8. В ее горловине припаяна планка с регулировочным винтом 6. На наружной конусной части разделительной тарелки напаяны три ребра, на которые ложится кожух барабана, образуя пространство для выхода обезжиренного молока. При сепарировании молоко из молокоприемника через калиброванную трубку с постоянным напором поступает в центральную трубку основания. Далее по каналам и отверстиям 9 в тарелкодержателе молоко попадает по трем вертикальным каналам в пакете тарелок 2 и распространяется между тарелками вращающегося барабана. В межтарелочном пространстве поток молока разделяется. Плазма, как более тяжелая часть молока (обрат), движется к периферии - к стенкам кожуха барабана. Жировые шарики под действием центростремительного ускорения движутся к оси вращения и "всплывают". Таким образом в межтарелочном пространстве под действием напора вновь поступивших в барабан порций молока образуются два потока: I - поток сливок, направленный к оси барабана; II - поток плазмы к стенкам кожуха барабана. Сливки оттесняются к тарелкодержателю и, поднимаясь вверх, выходят через отверстие регулировочного винта. Обезжиренное молоко проходит между разделительной тарелкой и кожухом и выбрасывается из барабана через канал 7.

Для изменения жирности сливок регулировочный винт с отверстием неизменного сечения ввертывают внутрь. Скорость истечения сливок снижается, так как центробежная сила по мере приближения винта к оси вращения уменьшается, а с ней уменьшается и напор. При этом сливок будет выходить меньше, но они будут содержать больше жира. В пространстве между пакетом тарелок и кожухом барабана (грязевое пространство) оседает грязь. Зазор между парами тарелок (в разных конструкциях) составляет 0,35...0,5 мм. Зазоры между тарельчатыми вставками у молокоочистительного сепаратора больше, чем у сливкоотделителя и могут составлять 0,8...2,0 мм. Молокоочистительный барабан (рис. 4 б) состоит из корпуса 4 с центральной трубкой дна 1, тарелкодержателя 2, пакета тарелок 3, верхней тарелки, крышки, затяжной гайки и уплотнительного резинового кольца. Центральная трубка корпуса закрыта снизу и имеет ребро для установки в прорези вала барабана.

5.Расчетная часть

Расчеты при производстве сливок начинаются с определения массы нормализованного сырья m_нм, m_нсл в кг, по формулам:

m_нм = (m_пм * Р_нм) / 1000, (1)

где m_пм - масса питьевого молока, кг;

Р_нм - норма расхода нормализованного молока на 1 т питьевого молока в зависимости от вида расфасовки и мощности завода, кг.

m_нсл = (m_псл * Р_нсл) / 1000, (2)

где m_псл - масса питьевых сливок, кг;

Р_нсл - норма расхода нормализованных сливок на 1 т питьевых сливок в зависимости от вида расфасовки и мощности завода, кг.

Норма расхода молока на 1 т нормализованных сливок в кг определяются по формуле:

(3)

где Ж_м - массовая доля жира в натуральном молоке, %;

Ж_сл - массовая доля жира в сливках, %;

Ж_об - нормативная массовая доля жира в обезжиренном молоке, %;

n_ж - предельно допустимые потери жира при выработке сливок, % от количества жира в переработанном молоке.

Дальнейший порядок расчета для питьевого молока зависит от выработанной схемы нормализации: смешением или в потоке.

В схеме № 1 по массе нормализованного молока определяются его составляющие: цельное молоко и обезжиренное или цельное молоко и сливки. Если массовая доля жира в нормализованном молоке (Ж_нм) меньше массовой доли жира в натуральном молоке (Ж_м), то к натуральному молоку добавляют обезжиренное молоко. Это можно выразить уравнением:

m_нм = m_м + m_об . (4)

где m_м - масса натурального молока, кг;

m_об - масса обезжиренного молока, требуемая для нормализации, кг.

Если массовая доля жира в нормализованном молоке больше массовой доли жира в натуральном молоке, то к натуральному молоку добавляют сливки. В математическом виде это можно записать так:

m_нм = m_м + m_сл , (5)

где m_сл - масса сливок, требуемая для нормализации, кг

В первом случае (при Ж_нм Ж_м) масса цельного молока и обезжиренного рассчитывается по формулам:

, (6)

. (7)

Во втором случае (Ж_нм Ж_м) масса цельного молока и сливок рассчитывается по формулам:

, (8)

. (9)

В схеме № 2 (нормализация в потоке) по массе нормализованного молока устанавливается масса цельного молока, необходимого для нормализации, и масса сливок (обезжиренного молока), полученных при этом. Тогда :

при Ж_нм Ж_м , то

m_м = m_нм + m_сл , (10)

при Ж_нм Ж_м,, то

m_м = m_нм + m_об . (11)

В выражении (10) масса натурального молока m_м и масса сливок m_сл может быть вычислена по формулам:

, (12)

. (13)

где n_ж - предельно допустимые потери жира при нормализации, %.

В выражении (11) m_м и m_об также определяются по определенным зависимостям:

, (14)

, (15)

где n_об - предельно допустимые потери обезжиренного молока, %.

Массовая доля жира нормализованного и обезжиренного молока принимается соответственно установленным нормам, массовая доля сливок - в зависимости от дальнейшей переработки: пастеризованные сливки 10, 20 % и т.д.

6.Упаковка, маркировка, условия хранения и транспортировки продукта

Факторы, формирующие качество. Качество продукции является одним из важнейших факторов эффективной экономической деятельности любого предприятия или организации. Качество пищевого продукта - это совокупность свойств продукции, обусловленных его пригодностью для удовлетворения определенных потребностей в соответствии с назначением. Качество должно соответствовать требованиям стандартов. Для сливок: вкус и запах должны быть чистыми, без посторонних привкусов и запахов, с выраженным привкусом пастеризации; консистенция однородная, без сбившихся комочков жира и хлопьев белка; цвет белый с желтоватым оттенком; в продажу не допускаются сливки с дефектами: горький, прогорклый, кормовой привкусы и тягучая консистенция. На качество влияют различные взаимозависимые виды деятельности на разных стадиях - от определения потребностей до оценки их удовлетворения. Эти этапы и виды деятельности в соответствии с рекомендациями ИСО включают: маркетинг (поиск и изучение рынка); проектирование и разработку технических требований, разработку продукции (нормативная документация); материально-техническое снабжение (сырье, материалы)

Таблица 1.Органолептические показатели сливок питьевых

По микробиологическим показателям сливки должны отвечать требованиям СанПиН «Гигиенические требования безопасности», 2002г.В сливках пастеризованных в потребительской таре не допускается наличие БГКП в 0,01г. Сливки, стерилизованные в потребительской таре должны удовлетворять требованиям промышленной стерильности.

Молоко должно представлять однородную жидкость без осадка. Молоко повышенной жирности не должно иметь отстоя сливок.ВКУС И ЗАПАХ должны быть чистыми, без посторонних, не свойственных свежему молоку привкусов и запахов.

ЦВЕТ БЕЛЫЙ, со слегка желтоватым оттенком, у топленого - с кремовым оттенком, у нежирного - со слегка синеватым оттенком.

ПОРОКИ МОЛОКА. Встречающиеся в молоке пороки обусловливаются различными причинами кормами, неправильной технологией обработки молока, нарушением режимов и сроков его хранения.- ПОРОКИ ВКУСА легко возникают под влиянием бактериальных процессов. Так:- кислый вкус появляется в результате деятельности молочнокислых бактерий;- горький - при длительном хранении молока при температуре ниже 10 градусов в следствии развития гнилостных микроорганизмов;- мыльный привкус молоко приобретает при длительном хранении, когда в результате развития гнилостной микрофлоры образуются щелочные вещества, которые омывают жир;- неприятные привкусы в молоке могут появляется от скармливания животным свежей крапивы, осоки, капусты, чеснока, репы и др.- соленый вкус образуется при некоторых заболеваниях вымени животных.- ПОРОКИ ЗАПАХА чаще всего обусловлены специфичными запахами кормов или возникают при хранении молока в открытой таре в помещениях, где хранятся остро пахнущие продукты. Из порочащих запахов наиболее известны хлебный, чесночный, сырный и др.ПОРОКИ КОНСИСТЕНЦИИ образуются в результате деятельности некоторых микроорганизмов. ГУСТУЮ КОНСИСТЕНЦИЮ молоко приобретает вследствие деятельности молочнокислых бактерий, СЛИЗИСТУЮ или ТЯГУЧУЮ - при действии слизеобразующих микроорганизмов. В результате развития дрожжей, кишечной палочки и масляно-кислых бактерий в молоке образуется ПЕНА. При замерзании нарушается коллоидное состояние молока, в результате чего оно расслаивается - на стенках тары образуется опресненный лед, жир всплывает на поверхность, а белок концентрируется в центральной и нижней частях. При оттаивании в молоке образуются хлопья и комочки. ПОРОКИ ЦВЕТА появляются под влиянием пигментирующих бактерий, вызывающих покраснения, посинение и пожелтение молока. Причиной изменения цвета может быть также присутствие некоторого количества крови, попавшей в молоко при выдаивании вследствие болезненного состояния животного.

Таблица 2. По физико-химическим показателям сливки питьевые должны отвечать следующим требованиям:

Для сливок питьевых используют молоко цельное не ниже 1-го сорта действующего стандарта на молоко-сырьё, кислотностью не выше 18° Т, сливки 1-го и 2-го сорта, кислотностью 14°Т при жирности от 32 до 37 % для 1 сорта и 17°Т- для 2-го. Кроме этого, для выработки сливок питьевых применяют молоко цельное сухое, молоко сухое обезжиренное, сливки сухие, масло сливочное несолёное, витамины, витаминные и поливитаминные премиксы, пробиотические вещества, микро- и макроэлементы, вода питьевая. Для сливок УВТ- обработанных и стерилизованных молоко сухое цельное должно быть в/сорта, с кислотностью в востановленном не более 18Т и термоустойчивостью не ниже 2 группы по алкогольной пробе. Для производства стерилизованных сливок и сливок УВТ обработанных сливок молоко цельное должно содержать соматических клеток не более 500 тыс/см³. С целью сохранения качества стерилизованных сливок, сливок УВТ обработанных, сливок УВТ-обработанных стерилизованных допускается применение солей стабилизаторов в виде натрия и калия лимоннокислого или натрия и калия фосфорнокислого. Для изготовления продукта допускается использовать сырьё не только отечественного но и импортного производства, отвечающего указанным требованиям стандарта к сырью по качеству и безопасности. Технологический процесс производства сливок аналогичен процессу производства молока питьевого и включает следующие операции: оценка качества и приёмка молока, очистка, охлаждение, резервирование, сепарирование молока с целью получения сливок, нормализация по жиру, гомогенизация, пастеризация, охлаждение, фасование и хранение. Нормализованную по жиру смесь сливок гомогенизируют при t 55-50°С и давлении от 5 до 10 МПа в зависимости их жирности. Сливки пастеризуют при температуре выше, чем молоко по следующим причинам. Жировые шарики в ходе пастеризации прогреваются медленнее плазмы и могут оказывать защитное действие на микроорганизмы. Поэтому чем выше жирность сливок, тем выше должна быть температура пастеризации. Пастеризованные сливки охлаждают до 10°С, фасуют в потребительскую тару (в бутылки, пакеты или полимерную упаковку) и доохлаждают в холодильной камере до 2-4°С. Срок реализации сливок не более 24 часов при этих температурах хранения, в т.ч. не более 18 час на предприятии-изготовителе. Сливки стерилизованные фасуют в условиях асептики в потребительскую тару, которую предварительно дезинфицируют бактерицидной лампой или пероксидом водорода. Срок годности сливок устанавливаются предприятием изготовителем и обуславливаются методом термической обработки, видом упаковки и условиями фасования. Температура хранения сливок пастеризованных от 2 до 4-х С, стерилизованных - до 20С. Сливочные напитки изготавливают из сливок, полученных по технологии, изложенной выше, но с добавлением различных наполнителей в нормализованные сливки перед пастеризацией (кофе, какао, сливки, фруктовые соки). При этом учитывается тот факт, что прибавление компонента, не содержащего молочный жир, приведёт к снижению жира в готовом продукте. Поэтому сливки перед пастеризацией и до внесения наполнителя должны быть нормализованы с таким расчётом, чтобы жирность готового продукта отвечала требованиям стандарта.