Организация технологической линии по производству кисломолочной продукции

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Размещено на http://www.Allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Характеристика сырья

2. Выбор и обоснование технологической схемы

3. Продуктовый расчет

4. Подбор оборудования

5. Расчет основного оборудования

6. Техно-химический контроль

7. Требования к качеству готовой продукции

8. Экономическая часть

9. Автоматизация и контроль параметров основного аппарата

10. Охрана труда

11. Охрана окружающей среды

Заключение

Список используемой литературы



Введение

В настоящее время пищевая промышленность является одной из важнейших отраслей экономики Республики Узбекистан.

Становление и развитие промышленности связаны с развитием научных основ технологий. Технология пищевых продуктов, в том числе молочных, мясных и консервных продуктов относится к числу прикладных отраслей знания и базируется на целом ряде дисциплин: химии, микробиологии, биохимии и физике.

Развитие пищевой промышленности Республики Узбекистан привело к созданию новых комбинатов и заводов по переработке молока, мяса, плодоовощной и других пищевых продуктов.

Развитие пищевой промышленности в нашей стране все глубже стремится к технологии получения новых продуктов. В наши дни специалисты пищевой промышленности должна знать и уметь объяснить сущность биохимических процессов, происходящих при выработке и хранении продуктов, правильно выбрать технологические режимы обработки и переработки сырья, разработать меры, предупреждающие возникновение пороков пищевых продуктов, и т.д. Молоко, мясо и плодоовощные продукты должны стать незаменимыми продуктами питания людей всех возрастов.

Рост объемов переработки молока, мяса и плодов и овощей и их производства, может быть, достигнута в основном в результате улучшения использования производственных мощностей, внедрения передовой технологии, механизации и автоматизации производственных процессов. Решение новых больших проблем требует совершенствования организации производства, улучшения деятельности промышленных предприятий и органов управления. Необходимо полнее использовать резервы производства, обеспечить устойчивый рост производительности труда и прирост производства без дополнительной численности рабочих.

С 2009 года Узбекистан взял курс на повышение потенциала мясной и молочной промышленности в плане комплексной переработки сырья и производства всей гаммы продуктов, включая выпуск полуфабрикатов, товаров с высокой степенью переработки и т.д. Импульс дало постановление Президента страны от 26 января 2009 года "О дополнительных мерах по расширению производства продовольственных товаров и насыщению внутреннего рынка".

Молочная промышленность является одной из важнейших отраслей агропромышленного комплекса по обеспечению населения продовольствием. Она представляет собой широко разветвленную сеть перерабатывающих предприятий и включает важнейшие отрасли: цельномолочное производство, маслоделие, сыроделие, производство консервов сгущенных и сухих молочных продуктов, мороженого, производство продуктов детского питания, заменителей цельного молока для молодняка сельскохозяйственных животных. Каждая из подотраслей имеет свои специфические особенности.

Основными направлениями комплексного использования сырья в молочной промышленности является совершенствование структуры промышленной переработки молока с учетом возможно более полного использования его составных частей для производства основной молочной продукции. Максимальное и рациональное использование побочного молочного сырья для выработки различной продукции.

Промышленная переработка молока - это сложный комплекс взаимосвязанных химических, физико-химических, микробиологических, биохимических, биотехнических, теплофизических и других специфических технологических процессов.

В производстве питьевого молока и кисломолочных продуктов используются все компоненты молока. Производство сливок, сметаны, кисломолочного сыра, масла, сыра основывается на переработке отдельных компонентов молока. Производство молочных консервов связано с сохранностью всех сухих веществ молока после удаления с него влаги.



1. Характеристика сырья

Кисломолочные продукты

Кисломолочные продукты -- группа молочных продуктов, вырабатываемых из цельного коровьего молока, молока овец, коз, кобыл и других животных или его производных (сливок, обезжиренного молока и сыворотки) путём ферментации.

Главной технологической особенностью изготовления кисломолочных продуктов является сквашивание путём введения в него культур молочнокислых бактерий или дрожжей (самокваса или закваски). Часто перед производством кисломолочных продуктов используют предварительную пастеризацию или кипячение молока для исключения возможности развития жизнедеятельности находящихся в нём вредных микроорганизмов.

Кисломолочные продукты делят на:

продукты молочнокислого брожения (творог, сметана, простокваша, ряженка, ацидофилин, йогурт)

продукты смешанного брожения, молочнокислого и спиртового (кефир, ацидофильно-дрожжевое молоко, кумыс, курунга, шубат).

В первых бактерии расщепляют молочный сахар с образованием молочной кислоты, под действием которой казеин молока коагулирует (выпадает в виде хлопьев), в результате чего усваиваемость, по сравнению с молоком, значительно повышается.

В продуктах смешанного брожения наряду с молочной кислотой из молочного сахара образуются спирт, углекислый газ, летучие кислоты, также повышающие усваиваемость продукта. По содержанию белков и жира кисломолочные продукты почти не отличаются от цельного молока.

Также часто кисломолочные продукты обогащаются различными пробиотическими культурами. Самый известный пример -- бифидок, который отличается от кефира добавлением бифидобактерий.

Молоко как сырье

Молоко -- многокомпонентная полидисперсная система, в которой все составные вещества находятся в тонкодисперсном состоянии, что обеспечивает молоку жидкую консистенцию.

Технический регламент определяет молоко как продукт нормальной физиологической секреции молочных желез сельскохозяйственных животных, полученный от одного или нескольких животных в период лактации при одном и более доении, без каких-либо добавлений к этому продукту.

Цельное коровье молоко
Пищевая ценность на 100 г продукта
Энергетическая ценность 60 ккал 250 кДж
Вода	88 г
белки	3.2 г
жиры	3.25 г
-- насыщенные	1.9 г
-- мононасыщенные	0.8 г
-- полиненасыщенные	0.2 г
углеводы	5.2 г
-дисахариды	5.2 г
-лактоза	5.2 г
Ретинол (вит. A)	28 мкг
Тиамин (B1)	0.04 мг
Рибофлавин (B2)	0.18 мг
Кобаламин (B12)	0.44 мкг
Витамин D	2МЕ
Кальций	113 мг
Магний	10 мг
калий	143 мг
Показатель	Молоко
Массовая доля сухих веществ	12.5%
Массовая доля жира	3.5%
Массовая доля белка	3.2%
Массовая доля лактозы	4.8%
Мин. Вещества (соли)	0.8%
Витамины	Микроколичества
Ферменты	Микроколичества
Органолиптические показатели	Цвет-бежевый, вкус-чистый, слегка сладковатый, свойственный молоку
Вязкость	0,0018 Па*с
Титруемая кислотность	15,99-20,99 Т

Химические свойства молока

Кислотность -- показатель свежести молока, один из основных критериев оценки его качества. В молоке определяют титруемую и активную кислотность.

Активная кислотность определяется концентрацией свободных ионов водорода и выражается водородным показателем -- отрицательный логарифм концентрации свободных ионов водорода, находящихся в растворе, выражается в единицах рН.

Активная кислотность определяется потенциометрическим методом на рН-метре. В нейтральной среде рН = 7. В свежем молоке рН = 6,68,то есть молоко имеет слабокислую среду.

Молоко имеет слабокислую среду, так как в нём присутствуют соли (фосфорнокислых и лимоннокислых), белки и углекислый газ.

Титруемая кислотность измеряется в градусах Тернера (°Т). В соответствии с ГОСТ 3624 титруемая кислотность показывает количество кубических сантиметров децинормального (0,1N) раствора щёлочи, пошедших на нейтрализацию 100 смі молока или 100 г продукта с двойным объёмом дистиллированной воды в присутствии индикатора фенолфталеина. Момент окончания титрования -- это появление слабо-розового окрашивания, которое не исчезает в течение 1 минуты. Титруемая кислотность свежевыдоенного молока = 16-18°Т, допустимое значение для нормального молока 15,99-20,99°Т.

Физические свойства молока

Плотность; Вязкость

Плотность -- масса молока при t = 20°C, заключённая в единице объёма. Плотность является одним из важнейших показателей натуральности молока. Измеряется в г/смі, кг/мі и в градусах Ареометра (°А) -- условная единица, которая соответствует сотым и тысячным долям плотности, выраженной в г/смі и кг/мі.

Плотность натурального молока не должна быть ниже 1,027 г/смі = 1027 кг/мі = 27°А. Плотность сырого молока не должна быть менее 28°А, для сортового не менее 27°А. Если плотность ниже 27°А, то можно подозревать, что молоко разбавлено водой: добавление к молоку 10% воды снижает плотность на 3°А.

Плотность молока является функцией его состава, то есть зависит от содержания жира. Плотность обезжиренного молока выше, чем средняя, плотность сливок ниже, чем средняя плотность молока. Основной метод определения плотности -- ареометрический.

Вязкость -- свойство жидкости оказывать сопротивление при перемещении одной части относительно другой. Вязкость измеряют в Па·с, в среднем при t = 20°C вязкость равна 0,0018 Па·с. Вязкость зависит от массовой доли сухих веществ, а наибольшее влияние оказывают белки, жиры, а также их агрегатные состояния.

Органолептические свойства молока

Свежее сырое молоко характеризуется определёнными органолептическими или сенсорными показателями: внешним видом, консистенцией, цветом, вкусом и запахом. Согласно нормативной документации закупаемое молоко должно быть однородной жидкостью без осадка и хлопьев, от белого до слабо-кремового цвета, без посторонних, несвойственных ему привкусов и запахов.

Белый цвет и непрозрачность молока обуславливают рассеивающие свет коллоидные частицы белков и шарики жира, кремовый оттенок -- растворенный в жире каротин, приятный, сладковато-солоноватый вкус -- лактоза, хлориды, жирные кислоты, а также жир и белки. Жир придаёт молоку некоторую нежность, лактоза -- сладость, хлориды -- солоноватость, белки и некоторые соли -- полноту вкуса.

Другие пороки вкуса и запаха могут появиться в молоке после доения -- при нарушении правил хранения, транспортировки и первичной обработки молока. Прогорклый, окисленный, мыльный и другие привкусы и посторонние запахи молока вызываются липолизом и окислением жира. Разнообразные пороки обуславливаются адсорбцией запахов плохо вымытой тары, невентилируемого помещения, смазочных масел, бензина и т.д., также загрязнением молока моющими и дезинфицирующими средствами, лекарствами, пестицидами.

Таким образом, на вкус и запах сырого молока влияют многочисленные факторы -- состояние здоровья, порода и условия содержания животных, рацион кормления, стадия лактации, продолжительность и условия хранения молока, режимы первичной обработки.

Закваски

Заквасками называют чистые культуры или смесь культур микроорганизмов, используемых при изготовлении кисломолочных продуктов, кислосливочного масла и сыров.

Чаще в качестве заквасок применяют молочнокислые и пропионовокислые бактерии, иногда плесневые грибы. В состав естественной симбиотической закваски для кефира кроме молочнокислых бактерий входят также дрожжи и уксуснокислые бактерии.

Основную микрофлору сквашивания вносят с закваской, однако остаточная микрофлора пастеризованного молока также размножается в процессе сквашивания. Часть микрофлоры незаквасочного происхождения активизируется в присутствии микроорганизмов закваски, часть подавляется, а некоторые микроорганизмы, например бактериофаг, подавляют развитие микрофлоры закваски. Интенсивность размножения всей микрофлоры кисломолочных продуктов и конечное ее соотношение зависят во многом от качества молока, температуры и длительности сквашивания (созревания), скорости и конечной температуры охлаждения.

Основные кисломолочные продукты в зависимости от применяемых при их производстве заквасочных микроорганизмов могут быть разделены на пять групп, представленных ниже.

I - продукты, приготовляемые с использованием многокомпонентных заквасок (кефир, кумыс);

II - продукты, приготовляемые с использованием мезофильных молочнокислых стрептококков (творог, сыр домашний, сметана, простокваша обыкновенная);

III - продукты, приготовляемые с использованием термофильных молочнокислых бактерий (йогурт, простокваша мечниковская, южная, ряженка, варенец и др.);

IV - продукты, приготовляемые с использованием мезофильных и термофильных молочнокислых бактерий (сметана

V - продукты, приготовляемые с использованием ацидофильных палочек и бифидобактерий (ацидофильное молоко, ацидофилин, ацидофильно-дрожжевое молоко, ацидофильная паста, бифилин, детские ацидофильные смеси).

Классификация заквасок

Закваски, выращиваемые в специальных научно-производственных лабораториях, называют маточными или лабораторными. Они являются основой для получения производственных или потребительских заквасок.

Различают одноштаммовые закваски, состоящие из одного штамма микроорганизма, многоштаммовые -- из нескольких штаммов одного вида и смешанные закваски, в состав которых входят многие штаммы разных видов микробов.

По составу микрофлоры основные закваски, применяемые в молочной промышленности, подразделяют на 3 группы: бактериальные, грибковые и смешанные



Закваски для молочной промышленности

закваски	микроорганизмы	продукт
Бактериальные: Мезофильные молочнокислые стрептококки Термофильные молочнокислые бактерии Бактерии, участвующие в созревании сыра	Lac.lactis, Leu.cremoris, Lac. cremoris, Lac.diacetylactis, Leu.dextranicum Str.thermophilus, Lbm. bulgaricum, Lbm.acidophilum, Lbm.helvtticum, Lbm.lactis Пропионовокислые бактерии, Lbm.caseisubsp. rhamnosus, Brevibacteriumlinens	Творог, сметана, простокваша, кислосливочное масло, сыры Мечниковская и южная простокваши, ряженка, йогурт, варенец, ацедофилин, крупные твердые сыры Сыры с высокой температурой второго нагревания, мягкие сыры
Грибковые Культура рокфора культура камамбера	Penicilliumroqueforti Pen. camambtri, Pen. candidum, Pen. album	Сыр корфор Сыр камамбер
Смешанные бактериально-грибковые	Lac.lactis, Lbm.buchntri, Lbm. brevis, Lbm.bulgaricum, Lbm.acidophilum, дрожжи Saccharomyceslactis и рода Torulopsis, уксуснокислые бактерии	Кефир, кумыс

Штаммы термофильных стрептококков и болгарской палочки отбирают средней и высокой активности свертывания. Штаммы Str. thermophilus высокой активности молоко свертывают через 3,5-4 час, штаммы средней активности образуют сгусток через 5-7 час. Активные штаммы болгарской палочки свертывают молоко через 3-3,5 час, а штаммы средней активности - через 5-7 час. Термофильный стрептококк и болгарская палочка используются в симбиотической закваске для кисломолочных продуктов «южного» типа.

Активностъ свертывания и органолептические свойствaвыделенных штаммов являются наиболее важными и решающими показателями, определяющими пригодность их для использования в производстве. Кроме того, мезофильные молочнокислые стрептококки оценивают по следующим тестам: резистентность к бактериофагу, рост в лакмусовом молоке при температуре 45°С, образование аммиака из аргинина, образование диацетила, ацетоина и углекислого газа (для ароматобразующих стрептококков), способность к подавлению термоустойчивой молочнокислой палочки.

Для использования в производстве отбирают штаммы всех видов мезофильных молочнокислых стрептококков, не дающих роста в лакмусовом молоке при 45°С, резистентные к поливалентному бактериофагу и нелизогенные, подавляющие рост и кислотообразующую способность термоустойчивой молочнокислой палочки.

Штаммы, образующие аммиак из аргинина, не продуцирующие диацетила, ацетоина и углекислого газа, относят к Lac. lactis.

Штаммы, не образующие аммиака из аргинина, не продуцирующие диацетила, ацетоина и углекислого газа, относят к Lac. cremoris

Штаммы, образующие диацетил, ацетоин, углекислый газ и аммиак из аргинина, относят к ароматобразующему виду Lac. diacetylactis.

Для использования в производстве отбирают штаммы термофильного стрептококка, не развивающиеся в молоке с пенициллином (0,01 МЕ/см), развивающиеся в гидролизованном молоке в присутствии не более 2% NaС1 и 0,1% метиленового голубого.

Важным показателем качества закваски является ее пригодность для производства заданного продукта, что должно быть проверено исследованиями в производственных условиях.

Сычужный фермент

Классическим молокосвертывающим препаратом является сычужный порошок, получаемый из слизистой оболочки четвертого отделения желудка (сычуга) телят и ягнят в молочный период жизни, т.е. сычуги молодых животных.

При производстве сычуга четвертый отдел желудка (сычуг) теленка или другого молодого жвачного животного промывают и нарезают полосками, которые помещают в подкисленный раствор хлорида натрия (12-20% соли) для экстрагирования фермента. Поскольку в жидком виде экстракт быстро теряет свою активность, с целью его консервирования осадок высушивают и полученный сухой фермент смешивают с поваренной солью.

Сычуг, извлеченный из желудка теленка, содержит 88-94% химозина и 6-12% пепсина, в то время как вытяжка из желудка более взрослого животного, получающего обычный корм, имеет практически обратную пропорцию компонентов: 90-94% пепсина и только 10% химозина.

Механизм сычужного свертывания молока еще недостаточно изучен. По данным ряда исследователей, он состоит из двух фаз: первичной ферментативной фазы и вторичной фазы коагуляции измененных мицелл казеина.

Молокосвертывающие ферментные препараты подразделяют в зависимости от перерабатываемого сырья и ферментного состава на следующие виды:

сычужный фермент - препарат, изготовляемый из высушенных сычугов ягнят и телят;

сычужно-говяжьи препараты - препараты, изготовляемые на основе сычужного фермента и пищевых говяжьих пепсинов;

комплексные препараты - препараты, изготовляемые путем смешения пищевого куриного пепсина и/или сычужного фермента, и/или пищевых говяжьих пепсинов для оптимального (искомого) соотношения их в готовом к использованию ферменте.

пепсин пищевой говяжий

пепсин пищевой куриный

Хлористый кальций

В молочной промышленности хлористый кальций (Е-509) используется при производстве ферментированных молочных продуктов и играет большую роль в формировании сгустка. Добавление хлористого кальция ведет к увеличению выхода конечного продукта. Он компенсирует низкий уровень содержания кальция в молоке, а также его потерю после пастеризации, влияет на продолжительность образования и вкусовое качество сгустка, т.к. ионы кальция способствуют связыванию белков.

Различают гранулированный, кристаллический и плавленый хлористый кальций.

В связи с тем, что хлористый кальций обладает высокой гигроскопичностью и количество кристаллизационной воды в нем непостоянно, раствор его нужно проверять по плотности. Плотность 30%-ного раствора CaCl2 - 1281,6., 40%-ного раствора - 1392 кг/мІ.

2. Выбор и обоснование технологической схемы

Йогурт

Приемка и подготовка сырья Тепловая обработка Гомогенизация молока Заквашивание молока Резервуарным способом Термостатным способом Сквашивание молока в резервуарах Розлив бутылки Охлаждение в резервуарах Сквашивание в термостатной камере или потоке Созревание Охлаждение в холодильной камере Розлив в бутылки и пакеты Созревание Хранение, транспортирование, реализация

Йогурт вырабатывается из молока, нормализованного по жиру и сухим веществам, сквашенного закваской, состоящей из термофильных молочнокислых стрептококков и болгарской палочки, с добавлением или без добавления сахара, плодово-ягодных сиропов, фруктов, ароматических веществ. Молоко должно быть очень высокого качества. В нем должно быть минимальное количество бактерий и посторонних примесей, которые могут помешать развиваться молочнокислых микроорганизмам.

В основе производства йогурта лежит молочнокислое брожение, вызываемое микроорганизмами.

На первой стадии молочнокислого брожения при участии фермента лактазы происходит гидролиз молочного сахара (лактозы). Из гексоз (глюкозы и галактозы) в конечном счете, образуется молочная кислота. Одновременно с процессами молочнокислого брожения (с образованием молочной кислоты) протекают побочные процессы, при этом образуются различные продукты обмена - муравьиная, уксусная, лимонная кислоты, ароматические вещества и др.

Йогурт вырабатывают резервуарным и термостатным (плодово-ягодный только термостатным) способами с различными оригинальными названиями. Йогурт по внешнему виду и консистенции представляет собой однородную сметанообразную массу с нарушенным (при резервуарном способе) или ненарушенным (при термостатном способе) сгустком, а у плодово-ягодных - с добавлением кусочков фруктов и ягод. Цвет йогурта молочно-серый а у плодово-ягодного обусловлен добавленными сиропами.

Технологический процесс производства йогурта термостатным способом (рис) состоит из следующих операций: приемка и подготовка сырья и материалов, нормализация по жиру и сухим веществам, очистка, гомогенизация смеси, пастеризация и охлаждение смеси, заквашивание, розлив, упаковывание, маркирование, сквашивание и охлаждение. Все технологические операции до внесения плодово-ягодных наполнителей осуществляют так же, как при резервуарном способе производства йогурта.

Наполнители вносят в охлажденную до температуры сквашивания смесь при постоянном перемешивании, которое заканчивают через 15 мин после их внесения. Заквашивание проводят так же, как и при резервуарном способе. Заквашенную смесь разливают в стеклянную тару вместимостью 200, 250, 400 и 500 см³, а также в стаканчики, пакеты и коробочки аналогичной вместимости. После розлива продукт направляют в термостатную камеру с температурой 40±2^°С для сквашивания в течение 3-4 ч в зависимости от активности закваски. После сквашивания продукт должен иметь прочный сгусток кислотностью 95-100^°Т. После окончания сквашивания продукт транспортируют в холодильную камеру для охлаждения до 6^°С. Продолжительность хранения продукта при 6^°С составляет не более 4 сут. с момента окончания технологического процесса.

Рис. 1. Схема технологической линии производства йогурта термостатным способом

1 - емкость для сырого молока; 2 - насос; 3 - балансировочный бачок; 4 - пастеризационно-охладительная установка; 5 - пульт управления; 6 - возвратный клапан; 7 - сепаратор-нормализатор; 8 - гомогенизатор; 9 - емкость для выдерживания молока; 10 - емкость для заквашивания молока; 11 - машина для фасования молока; 12 - термостатная камера; 13 - холодильная камера; 14 - камера хранения готовой продукции

Подготовка сырья. Для производства используется молоко 1 сорта, с кислотностью не выше 20⁰Т, по редуктазной пробе - не ниже 1-го класса и по механической загрязненности - не ниже первой группы.

Нормализация молока по жиру. Для большинства йогуртов содержание жира должно быть не менее 6%. Расчет потребного для нормализации обезжиренного молока или сливок ведут по формулам материального баланса если нормализация осуществляется путем смешивания цельного молока с обезжиренным или со сливками.

Тепловая обработка. Пастеризацию молока проводят при температуре 85-87⁰С с выдержкой в течение 5-10 мин или при 90-92⁰С с выдержкой 2-3 мин.

Гомогенизация молока. Тепловая обработка молока обычно сочетается с гомогенизацией. Гомогенизация при температуре не ниже 55⁰С и давлении 17,5МПа улучшает консистенцию и предупреждает отделение сыворотки. При производстве резервуарным способом гомогенизацию следует считать обязательной технологической операцией.

Охлаждение молока. Пастеризованное и гомогенизированное молоко немедленно охлаждают в регенеративной секции пастеризационной установки до температуры заквашивания его чистыми культурами молочнокислых бактерий: при использовании термофильных культур - до 50-55⁰С.

Заквашивание молока. В охлажденное до температуры заквашивания молоко должна быть немедленно внесена закваска. Закваску перед внесением в молоко тщательно перемешивают до получения жидкой однородной консистенции, затем вливают в молоко при постоянном перемешивании. Наиболее рационально вносить закваску в молоко в потоке. Для этого закваска через дозатор подается непрерывно в молокопровод, в смесителе она хорошо смешивается с молоком.

Сквашивание молока. Сквашивание молока производят при определенной температуре, в зависимости от вида закваски. При использовании заквасок, приготовленных на чистых культурах молочнокислого стрептококка термофильных рас - 2,5-3ч.

Чтобы получить продукт с плотной однородной консистенцией необходимо поддерживать температуру сквашивания, оптимальную для данного продукта. Продолжительность сквашивания молока зависит от вида получаемой кисломолочной продукции и колеблется в пределах от 4 до 16 часов. Окончание сквашивания определяют по характеру сгустка и по кислотности, которая должна быть немного ниже кислотности готового продукта.

Охлаждение. По достижении требуемой кислотности и образовании сгустка йогурт немедленно охлаждают - при резервуарном способе производства в универсальных резервуарахили в пластинчатых охладителях до температуры не выше 8⁰С, а затем разливаются в бутылки.

Выбор и обоснование технологической схемы изготовления творога

Приемка сырья Составление нормализованной смеси Очистка смеси Пастеризация смеси Охлаждение смеси до нужной температуры Заквашивание смеси (внесение кальций хлор) Кислотный способ Кислотно-сычужный способ Заквашивание молока Выдержка заквашенного молока Образование сгустка Разрезание сгутка Внесение сычужного фермента Подогрев сгустка Образование сгустка Разрезание сгустка Удаление сыворотки Розлив сгустка в мешки Самопрессование и охлаждение сгустка Фасованние и упаковывание продукта

Творог - это белковый кисломолочный продукт, изготовляемый сквашиванием пастеризованного нормализованного молока. Значительное содержание в твороге жира и особенно полноценных белков обуславливает его высокую пищевую и биологическую ценность. Наличие содержащихся аминокислот - метионина и лизина, холина позволяет использовать творог для профилактики и лечения некоторых заболеваний печений, почек, атеросклероза. В твороге содержится значительное количество минеральных веществ (кальция, фосфора, железа, магния и др.), необходимых для нормальной жизнедеятельности сердца, центральной нервной системы, мозга. К творожным изделиям относятся различные творожные массы и сырки, кремы и т.п. При этом к творогу добавляются вкусовые и ароматические вещества (сахар, изюм, цукаты, ванилин и другие).

Творог имеет чистые кисломолочные вкус и запах. Консистенция нежная, однородная, для нежирного творога - рассыпчатая, с незначительным выделением сыворотки, для жирного - допускается несколько рыхлая и мажущаяся. Цвет белый, слегка желтоватый, с кремовым оттенком, равномерный по всей массе.

Сырье, предназначенное для производства творога, предварительно очищается.

Пастеризацию подготовленного сырья осуществляется при температуре 78-80°С с выдержкой 20-30 с. Пастеризованное молока охлаждается до температуры сквашивания в теплый период до 28-30°С, а в холодный -до 30-32°С и направляется на заквашивание.

Если используется кислотно-сычужная коагуляция белков молока, то при заквашивании в молоко вносятся закваска, хлорид кальция и сычужный фермент, если кислотная коагуляция - то только закваска.

Закваска на чистых культурах мезофильных молочнокислых стрептококков вносится в количестве 1-5%. Продолжительность сквашивания 6-8 ч. При ускоренном способе сквашивания в молоко вносится закваска, приготовленная на культурах мезофильного молочнокислого стрептококка в количестве 2,5% и на культурах термофильного молочнокислого стрептококка в количестве 2,5%. Температура сквашивания при ускоренном способе в теплый период 35°С, в холодный 38°С. Продолжительность сквашивания при ускоренном способе 4-4,5 ч. При этом выделение сыворотки из сгустка происходит более интенсивно.

Окончание сквашивания определяется по кислотности сгустка. Для жирного и полужирного творога она должна составлять 58-60°Т.

Чтобы ускорить выделение сыворотки, готовый сгусток разрезается специальными проволочными ножами на кубики размером по ребру около 2 см. Разрезанный сгусток оставляется в покое на 40-60 мин для выделения сыворотки и нарастания кислотности.

Выделившая сыворотка удаляется, а сгусток разливается в бязевые или лавсановые мешки по 7-9 кг и направляется для дальнейшего отделения сыворотки на самопрессование и прессование.

После прессования творог немедленно охлаждается до температуры 3-8°С, в результате чего прекращается молочнокислое брожение с нарастанием излишней кислотности.

Охлажденный творог фасуется в пакеты из пергамента массой 0,25 и 0,5 кг. Пакеты с творогом укладываются в картонные, деревянные или из полимерных материалов ящики.

Рис. 2. Схема технологической линии производства творога традиционным способом

1 - емкость для нормализованного молока; 2 - насос; 3 - уравнительный бак; 4 - пластинчатая пастеризационно-охладительная установка; 5 - сепаратор-нормализатор; 6- творожная ванна; 7 - пресс-тележка; 8 - охладитель творога; 9 - автомат для фасования и упаковывания творога

3. Продуктовый расчет

Йогурт

По массе цельного молока, направляемого на выработку йогурта, определяют массу сливок, полученных в результате нормализации молока на сепараторе-нормализаторе, по формуле

М_с.л = М_м(Ж_м-Ж_н.м) / (Ж_сл*Ж_н.м)

М_сл - масса сливок полученных в результате нормализации молока, кг

М_м - масса цельного молока, идущего на нормализацию, кг

Ж_м - массовая доля жира в цельном молоке молоке,%

Ж_н.м -массовая доля жира в нормализованном молоке,%

Ж_сл - массовая доля жира в сливках,%

Если Ж_н.м<Ж_мто массу нормализационного молоко определяют по формуле:

М_н.м = М_м - М_сл

М_{н.м - мфсса} нормализационного молока

При нормализации жирного молока с обезжиренным молоком, массу нормализованного молока определяют по формуле

М₀ = [М_м(Ж_м-Ж_н.м) / (Ж_н.м-Ж₀)] * (100-П)/100

М₀ - масса обезжиренного молока идущего на нормализацию

П - предельно допустимые потери обезжиренного молока,%

Если Ж_н.м<Ж_м то, масса нормализованного молока определяют по формуле:

М_н.м = М_м + М₀

При выработке йогурта с массовой долей 4% и более содержанием жира нормализацию проводят, добавляя к цельному молоку расчетную массу сливок, которую определяют по формуле

М_сл = М_м * (Ж_н.м - Ж_м)(Ж_сл - Ж_н.м)

Если Ж_н.м>Ж_м, массу нормализованного молока определяют по формуле

М_н.м = М_м + М_сл

М_сл - масса сливок, идущих на нормализацию, кг

Массу смеси, которые необходимо просепарировать для нормализации, определяют по формулее

М_м.сеп = [М₀(Ж_сл- Ж₀)(Ж_сл - Ж_м)]*100/(100-П)

При нормализации сливками

М_м.сеп = [М_сл(Ж_сл - Ж₀)/(Ж_м - Ж₀)]*(100-П)/100

М_м.сеп - масса просепорированного молока, необходимого для нормализации, кг.

П - предельно допустимые потери при сепарировании молока,%

Массу йогурта с учетом предельно допустимых потерь определяют по формуле

М_пр = М_н.м * 1000/Р

М_пр - масса готового продукта, кг

Р - норма расхода нормализованного молока на 1 тонну йогурта в зависимости от вида фасовки и мощности цеха, кг.

Массу сливок. Потерянных в результате нормализации молока на сепараторе-нормализаторе, определяют по формуле

М_сл - 2000*(3,5-3,2)/(21-3,2) = 33,7 кг

Массу нормализованного молока с массовой долей жира 3,2% идущего на производство йогурта с массовой долей жира 2,5% определяют по формуле

М_н.м = 2000 - 33,7 = 1966,3 кг

Массу йогурта сладкий и массу компонентов расчитывют по рецептуре (в кг на 1000 кг и на 2000 кг продукта без учета потерь)

Массу йогурта рассфосованного в полимерные стаканчики, с учетом предельно допустимых потерь определяют по формуле

М_пр = 2000*1000/1012 = 1976,2 кг

Определяют массу потер йогурта

М_п = 2000 - 1976,2 = 23,8 кг потерь

Рецептура на производство йогурта 3,2% жирности (в кг на 1000 кг продукта без учета потерь)

Сырье	Номер рецептуры
	1	2	3	4	5	6
Нормализованная смесь жирностью, %, 3,6%	905	-	-	-	-	-
Нормализованная смесь жирность, %, 4,2%		773,8
Нормализованная смесь жирность, %, 3,8%			852,6
Нормализованная смесь жирность, %, 4,7%				690,8
Нормализованная смесь жирность, %, 4,1%					798,0
Нормализованная смесь жирность, %, 5,2%						625,0
Молоко обезжиренное сухое (93% сухих веществ)	45	-	47,2	-	852	-
Сгущенное (28% сухих веществ)	-	176,2	-	209,0	-	225,0
Закваски на обезжиренном молоке	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0	50,0
Сахар-песок	-	-	50,2	50,2	-	-
Плодово-ягодные сиропы	-	-	-	-	100	100
Ванилин	-	-	0,015	0,015	-	-
Итого	1000	1000	1000	1000	1000	1000

По справочнику технолога молочного производства (технологии и рецептуры)

Рецептура на йогурт (в кг на 1000 кг продукта с учетом потерь)

Продукт	Йогурт питьевой с м.д.ж 2,5%, Ароматизатор - Абрикос, Манго 0,5 кг
Молоко с м.д.ж 3,5% с м.д сухих веществ не менее 11,5%	726,1
Молоко обезжиренное м.д сухого мол остатка 10%	170,54
Молоко сухое обезжиренное с м.д.с.вв 10%	10,0
Закваски прямого внесения	+-
Крахмал	13,0
Сахар-песок	80,0
Ароматизатор «Абрикос»	0,14
Ароматизатор «Манго»	0,07
Краситель «Аннато»	0,15
Соли стабилизаторы термоустойчивости	0,3
Выход	1000,0

Производство творога 9% жирности

При расчете норм расхода сырья на 1 тонну творога применяется следующие показатели:

1. Массовая доля жира в твороге - не менее 9,0%;

2. Массовая доля влаги в твороге - не более 73,0%;

3. Массовая доля жира в сыворотке - не менее 0,1%.

Норма выхода сыворотке от количества перерабатываемого сырья - не менее 75,0%.

При выработки творога из нормализованного молока по массе творога определяют массу нормализованного молока, предварительно определив массовую долю жира.

Требуемую массовую долю жира в нормализованном молоке рассчитывают по массовой доле белка в молоке по формулам:

Для творога полужирного

Ж_нм = К_н*Б_м

К_н- коэффициент нормализации молока для творога 9,0% жирности;

Б_м-массовая доля белка в молока, %.

Массу творога с учетом предельно допустимых потерь при расфасовке творога рассчитывают:

М_тв.ф = М_тв*1000/Р_тв.ф

М_{тв.ф -} масса расфасованного творога с учетом предельно допустимых потерь при расфасовке, кг;

М_тв - масса весового творога, кг;

Р_тв.ф- норма расхода творога с учетом предельно допустимых потерь в зависимости от вида фасовки и мощности цеха

Ж_н.м = Б_м+К_Н

К_н - коэффициент нормализации молока для творога с массовой долей жира 9.0% коэффициент нормализации колеблется в пределах от 0, 45 до 0,53 в зависимости от сезона года.

При расчете если фактическое содержание белка в молоке считать 3,1% и коэффициент нормализации -0,45 тогда:

Ж_н.м = 3,1*0,52 = 1,6

Молоко нормализуют для установления правильного соотношения между массовой долей жира и белка в нормализованном молоке, обеспечивающего получение стандартной массовой доли жира готовой продукта. Нормализацию проводят с учетом фактической массовой доли жира и белка в исходном молоке.

Массовую долю в исходном молоке в расчетах определяют по формуле:

Б_м = 0,5Ж_м+1,3

Массовую долю белка в исходном молоке принимают среднюю по Ташкентской области, примерно 3,1%.

Массу нормализованного молока расчитывают по формуле

М_н.м = [М_тв.ф(Ж_тв-Ж_сыв)/(Ж_н.с-Ж_тв)*100]*100/(100-П)

М_{н.м -} масса нормализованного молока. идущего на выработку творога, кг.

М_тв.ф - масса творога с учетом предельно допустимых потерь при расфосовке.

Ж_тв - массовая доля жира в твороге,%

Ж_сыв - массовая доля жира в сыворотке, %

П - предельно допустимые потери жира при производстве творога, %.

М_тв.ф = = 396,8 кг

М_н.м = * = * = 2518,8кг

Предельно допустимые потери жира в творожном участке если принять 3,4% от жира, содержащегося в нормализованном молоке.

По массе нормализованного молока определяют массу цельного молока по формуле

М_м = М_н.м(Ж_н.м-Ж₀)/(Ж_н-Ж₀)

М_м = = = 1131,6 кг

Ж_н - жирность исходного молока - 3.5%

Ж₀ - жирность обезжиренного молока - 0,05%

М₀ - М_н.м - М_м = 2518,8-1131,6 = 1387,2 кг

Массу бактериальной закваски рассчитывают по формуле

З = М_н.м * Р_з/100

З - масса закваски, кг

Р_з - норма расхода закваски, %. Расчетно - 5% от заквашиваемого сырья

Р_з = = = 125,94 кг

Массу сыворотки рассчитывают. Исходя из нормы сбора сыворотки, полученной при выработки творога 9% жирности - 75%.

Мсыв = 2518,8x75/100 = 1889,1

Массу потворожных сливок, полученных при сепарировании творожной сыворотки определяют по формуле:

М_п.т.сл = * = * = 1889,1 *

0,09 / 9,9 * 0,99 = 14 кг

М_п.т.сл - масса потворожных сливок, полученных при сепарировании творожной сыворотки, кг

М_сыв - масса потворожной сыворотки

Ж_п.сыв - массовая доля жира в обезжиренной сыворотки,%

Ж_п.т.сл - массовая доля жира потворожной сыворотки, полученных при сепарировании творожной сыворотки,%

П - предельно допустимые потери жира при сепарировании сыворотки,% (П = 0,7%)

4. Подбор оборудования

Структура, классификация, основные параметры и требования к технологическому оборудованию.

Предприятия молочной промышленности оснащены производственным оборудованием, служащим для механизации ручного труда и автоматизации его управления. Производственное оборудование, предназначенное для выполнения операции по переработке молочного сырья ив пищевые и технические продукты, называют технологическим.

Технологическое оборудование в котором обрабатываемый продукт, сохраняя свои физико-механические и другие свойства, изменяет только форма, размеры и т.п., называют машиной. Конструктивная особенность машины - наличие движущихся исполнительных органов, которые механически воздействуют на обрабатываемый продукт.

Технологическое оборудование, в котором обрабатываемый продукт изменяет свои физико-механические, биохимические свойства или агрегатное состояние, называют аппаратом.

Требования к оборудованию предприятий малой производительности. Эксплуатация технологического оборудования большой производительности, а значит, и высокой стоимости на малых предприятиях невыгодна, не хватает сырья, чтобы загрузить их на полную мощность.

Экономически нецелесообразно применять универсальное (по назначению) и многооперационное оборудование. Оно должно быть легко- и быстропереналаживаемым, дешевым, надежным и долговечным. Такое оборудование можно создавать по принципу агрегатирования, применяя общий привод и сменные органы для выполнения различных операций. Детали и узлы должны быть унифицированы и иметь минимальные размеры.

Для работы оборудования на малых предприятиях, как правило, не применяют пар (особенно высокого давления), сжатый воздух, газ. Наиболее эффективной работа оборудования и всего малого производства в целом будет при использовании местных природных источников тепло-, водо- и холодоснабжения. При проектировании производства необходимо учитывать возможность применения естественного холода для хранения сырья и продукции. Для эксплуатации оборудования на малых предприятиях необходимы специально подготовленные технологи, механики, лаборанты, рабочие.

№	Наименование оборудования	Марка	Кол-во, шт	Техническая характеристика, л/ч; кг	Габариты, мм
1	Насос ц/б	36МЦ10-20	13	10,0	450x265x280
2	Счетчик для молока	CMZ-2P	11	30000	1300х1400х1500
3	Резервуар	РМВЦ - 2	14	2173	1648x1650x2260
4	Сепаратор-сливкоотделитель	ОСП-3М	11	3000	900x560x1365
5	Насос лопастной	НРМ-5	1	5000	650х300х285
6	Гомогенизатор	К5-ОГМ	1	1200	820х560х1400
7	Фасовочный аппарат	ПАС-ПАК	1	5000	6500х2000х3200
8	ПОУ	ОП2-У5	2	5000	2000х2000х1250
9	Ёмкость для производства творога	ВК-1	1	1075	2160х1080х920
10	Творогоохладитель	ОТ	1	1000	1540х1950х1100
11	Фасовочный аппарат	М6АРМ	1	0,75	2920х1470х1560
12	Сепаратор-нормализатор	Г9-ОСП-ЗМ-Н	2	3000	840х628х1198
13	Фасовочный аппарат	«Зонд-Пак»	2	6000	1000х1600х2500

5. Расчет основного оборудования

По технологическому назначению это оборудование подразделяют на две основные группы: сепараторы-молокоочистители и сепараторы-сливкоотделители. В сепараторах-молокоочистителях происходит центробежная очистка молока от механических и естественных примесей. К этой группе относят также отделители белка от сыворотки, сепараторы для обезвоживания творожного сгустка и сепараторы - бактериоотделители. В сепараторах-сливкоотделителях молоко разделяется на сливки и обезжиренное молоко, происходят нормализация молока по жиру (при применении дополнительного устройства), обезжиривание сыворотки и получение высокожирных сливок. По конструктивным особенностям сепараторы подразделяют на открытые, полузакрытые, закрытые. В открытых сепараторах ввод молока и вывод его фракций не герметизированы, т.е. сливки и обезжиренное молоко контактируют с воздухом окружающей среды. В полузакрытых ввод молока может быть открытым или закрытым, но без напора, а вывод продукта -- закрытым, под давлением, создаваемым в сепараторе. В закрытых сепараторах ввод молока, разделение на фракции и их выход герметизированы. Поступление молока и отведение фракций осуществляют под давлением.

Сепаратор - сливкоотделитель

Принцип действия сепаратора-разделителя (рис.) заключается в следующем. Исходная гетерогенная система по центральной трубке поступает в тарелкодержатсль, откуда по каналам, образованным отверстиями в тарелках, поднимается вверх и растекается между тарелками. Под действием центробежной сипы легкая фракция оседает на верхнюю поверхность нижележащей тарелки. По этой поверхности легкая фракция движется к центру барабана, далее по зазору между кромкой тарелки и тарелкодержателем поднимается вверх барабана и отводится из сепаратора.

Рис. 3. Схема процесса разделения (а) и осветления (б) в барабанах тарельчатых сепараторов

Тяжелая фракция в межтарелочном пространстве оттесняется к нижней поверхности тарелки, фракция движется по этой поверхности к периферии тарелки, и далее по зазору междуразделительной тарелкой и крышкой барабана поднимается вверх барабана и отводится из сепаратора.

Производительность сепаратора П, м³/с,

где з - КПД сепаратора (з = 0,5…0,7);

n - частота вращения ротора, сО№,

z- количество тарелок;

б - угол наклона образующей конуса тарелки (б = 45...60°);

Rб - большой радиус тарелки, м;

Rм - меньший радиус тарелки;

- плотность дисперсионной среды (плазмы), кг/м³;

- плотность дисперсионной фазы (жира), кг/м³;

-динамическая вязкость дисперсионной среды Па·с: d - предельный диаметр жирового шарика, м;

Размер жировых шариков d, мм,

мм

где m - массовая доля жира в обезжиренном молоке (m = 0,01 %).

Давление жидкости, выходящей из сепаратора р,Па,

МПа

где- плотность обезжиренною молока (пахты), кг/м³

( = 1028,5 кг/м³);

r_k - внутренний радиус кольца жидкости, м, (r_k = 0,2 м).

Время непрерывной работы сепаратора между разгрузками ф, ч,

с

где а - объемная концентрация взвешенных частиц в сепарируемом продукте, %.

Критическая частота вращения вала щ_Кр, т.е. скорость, при которой происходит разрушение вала, с^-1,

где К - сила, вызывающая прогиб вала на 1 м, Н/м, для сепаратора с жестко зацепленным (без амортизатора) верхним радиальным подшипником;

где Е - модуль упругости материала вал к Н/м²(Е = 2·10¹¹ Н/м² для сталей);

I - момент инерции сечения вершкального вала, м ,

здесь d_в - диаметр вала, м ,d_в = 0,06 м;



;

Мощность электродвигателя сепаратора N, работающего в установившемся режиме, кВт,

где -КПД привода ( = 0,92...0,95);

N₁ - мощность, затрачиваемая для сообщения выбрасываемой из сепаратора ...