Производство сметаны

Сметану вырабатывают по двум технологическим схемам производства сметаны с применением созревания сливок перед сквашиванием и с использованием гомогенизации сливок.

Рассмотрим данные схемы  производства:

1. Производство сметаны с применением созревания сливок перед сквашиванием.

Молоко после приема подогревают до 40-45оС и сепарируют. Полученные сливки нормализуют по содержанию жира с применением обезжиренного, цельного молока или более жирными  сливками. Нормализованные сливки пастеризуют при температуре 85-90оС с выдержкой от 15 с до 10 мин. и при 90-95оС от 20 с до 5 мин. в зависимости от вида сметаны. Пастеризованные сливки охлаждают до 2-8оС и выдерживают 1,5-2 часа для созревания. При этом происходит массовая кристаллизация жира с образованием смешанных кристаллов. Большая часть жира затвердела при физическом созревании, сохраняется во время сквашивания сливок и принимает участие в образовании структуры сгустка сквашенных сливок. После этого сливки подогревают до температуры сквашивания 26-28оС, не допуская перегрева. Сливки сквашивает путем внесения 1-5% бактериальной закваски с кислотностью 80-85оТ. Для сметаны с жирностью 10%, которая считается диетической, сливки перемешивают 10-15 мин. и оставляют до образования сгустка и повышение кислотности в 68-70оТ. Через 1-2 часа сливки перемешивают и оставляют еще на 13-16 час. Сквашенные сливки перемешивают, охлаждают до 18-20оС и направляют на фасовку и упаковку. В упаковке при 5-8оС сметана созревает в течение 12-48 час. в крупной таре, 6-8 час. в малом. Сохраняется сметана при 8оС.

Аппаратурно-технологическая схема производства сметаны с применением созревания сливок перед сквашиванием изображено на рисунке 1.1.

 

1 - весы, 2 - приемная емкость, 3, 10 - насосы 4 - емкость для нормализации  сливок; 5,8 - пластинчатые пастеризационно-охлаждающие установки, 6 - трубчатый пастеризатор, 7 - аппарат для созревания сливок, 9 - промежуточная емкость, 11 - фасовочных аппарат, 12 - заквасочник.

Рисунок 1.1 - Аппаратурно-технологическая схема производства сметаны с применением созревания сливок перед сквашиванием

 

2. Производство  сметаны с применением гомогенизации  сливок перед сквашиванием

Отличительная особенность  этого способа - гомогенизация, которой  подвергаются пастеризованные и  охлажденные до 60-70^оС сливки. Целью гомогенизации является увеличение площади поверхности жировой фазы, что положительно влияет на условия кристаллизации молочного жира при созревании сметаны и формирования густой консистенции продукта. В зависимости от массовой доли жира давление гомогенизации составляет 7-15 МПа.

Аппаратурно-технологическая схема производства сметаны с применением гомогенизации сливок перед сквашиванием резервуарным и термостатным способами показано на рисунке 1.2.

 

I - резервуарный способ  производства сметаны; II - термостатный  способ производства сметаны: 1 - веса, 2 - приемная емкость, 3, 10 - насосы 4 - емкость для нормализации сливок, 5 - пластинчатая пастеризационно-охлаждающая установка, 6 - трубчатый пастеризатор, 7 - промежуточная емкость; 8 - гомогенизатор, 9 - аппарат для сквашивания сливок, 11 - аппарат фасовки, 12 - термостатная камера, 13 - холодильная камера.

Рисунок 1.2 - Аппаратурно-технологическая схема производства сметаны с применением гомогенизации сливок перед сквашиванием резервуарным и термостатным способами

 

2 Выбор и обоснование технологической  схемы 

 

Целью гомогенизации является увеличение площади поверхности  жировой фазы, что положительно влияет на условия кристаллизации молочного жира при созревании сметаны и формирование густой консистенции продукта. В зависимости от массовой доли жира в сметане давление гомогенизации составляет 7—15 МПа.

Производство сметаны  с применением гомогенизации  может осуществляться резервуарным и термостатным способами. Различия между ними заключаются в организации операции заквашивания. При резервуарном способе сквашивание осуществляется в специальных емкостных аппаратах (резервуарах) сразу после внесения закваски в подготовленные сливки. Термостатный способ предусматривает заквашивание сливок после их фасования в тару. Продолжительность фасования партии сквашенных сливок не должна превышать 2 ч. Заквашенные сливки после фасования направляют в термостатную камеру для сквашивания в течение 10— 12 ч для сметаны диетической 15%-ной жирности и 16 ч для сметаны 20%-ной и 30%-ной жирности. После сквашивания сметану транспортируют в холодильную камеру для охлаждения, созревания и дальнейшей обработки, описанной выше.

На проектируемом предприятии  планируется производство сметаны резервуарным способом.

Молоко принятое по качеству и количеству сепарируют с получением сливок с массовой долей жира 20 % и обезжиренного молока. Далее полученные при сепарировании сливки направляют на гомогенизацию при давлении 9-12 МПа. Процесс гомогенизации производят перед пастеризацией для обеспечения высокого санитарно-гигиенического состояния сливок.

Приемка и подготовка сырья

 

Подогрев  сливок до t= 60-85 ºC

 

Гомогенизация при Р= 9-12 МПа

 

 

Пастеризация  при t= (94±2) ºC, τ=20 с

 

 

 

Охлаждение  до t=30±2 ºC

 

 

Внесение  закваски DVS (мезофильные стрептококки)

 

 

Сквашивание τ= 10 ч до К=60-65 ºТ

 

 

Перемешивание в течение 3-15 мин

 

 

Фасовка

 

 

 

 

Охлаждение и созревание при t=(4±2) ºC τ= 12 ч

 

 

 

 

Рисунок 2.1 – Схема производства сметаны

Далее сливки пастеризуются  при температуре (94±2) ºC в течение 20 с. Пастеризация необходима для уничтожения  патогенной микрофлоры, полной инактивации ферментов, таких как липаза, пероксидаза, лактаза и протеаза, которые при хранении сметаны будут вызывать глубокие изменения компонентов продукта и быструю его порчу. Кроме того, пастеризации сырья играет большую роль в улучшении консистенции сметаны и ее синергетических свойств. Происходит денатурация сывороточных белков, что повышает гидратационные свойства казеина, а, следовательно, способствует образованию плотного, прочного сгустка.

При высокотемпературной  пастеризации происходит усиленное  образование реактивноспособных сульфгидрильных групп, связывающих тяжелые металлы и играющих роль антиоксидантов.

После пастеризации и гомогенизации  сливки охлаждают до температуры  заквашивания 30±2 ºC, направляют в резервуар  и вносят заквасочную культуру прямого внесения DVS в составе мезофильных молочнокислых стрептококков.

После внесения закваски в  течение первых 3 ч сливки тщательно  перемешивают через каждый час, а  затем оставляют в покое до конца сквашивания.

Сквашивание сливок продолжается не более 10 ч. При сквашивании происходит отвердевание высокоплавких глицеридов в жировых шариках, вследствие чего уменьшается отрицательный заряд  жировых глобул и образуются кучки. Жировые шарики и их кучки входят в состав белковых стром и формируют  связывающие мостики между ними, способствуя этим образованию более  плотного сгустка.

После сквашивания сметану  с помощью винтового насоса направляют на фасовку в полистироловые стаканчики вместимостью 0,5 л, затем помещают в камеру хранения с температурой 2-8 ºC, где она охлаждается и созревает. С понижением температуры замедляется развитие молочнокислых стрептококков, а ароматобразующая микрофлора, напротив, усиливает свою жизнедеятельность, и в продукте накапливаются ароматические вещества. В процессе созревания сметана приобретает оптимальную кислотность (85-100 ºТ), а также более густую консистенцию. Охлаждение и созревание сметаны длится 2 и 6-8 ч соответственно.

Продолжительность хранения сметаны при температуре не выше    8 ºC  составляет не более 72 ч.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Технологический расчет 

3.1 Характеристика сырья и вспомогательных  материалов 

 

Сметана представляет собой  продукт, вырабатываемый из нормализованных  по массовой доле жира пастеризованных  сливок, путём сквашивания смеси  закваской, приготовленной на чистых культурах  мезофильных  молочнокислых бактерий.

Продукт изготовляют в  соответствии с требованиями  настоящего стандарта ГОСТ Р 52092-2003 по технологическим инструкциям, утвержденным в установленном порядке.

Сметана отличается от других кисломолочных продуктов высокой  массовой долей жира.

По органолептическим  характеристикам продукт должен соответствовать требованиям таблицы  3.1.1.

 

Таблица  3.1.1 - Органолептические показатели сметаны

 

Наименование показателя	Характеристика
Внешний вид и консистенция	Однородная густая масса с глянцевой  поверхностью
Вкус и запах	Чистый, кисломолочный, без посторонних привкусов и запахов.
Цвет	Белый с кремовым оттенком, равномерный по всей массе

 

По физико-химическим показателям  сметана 20 %-ной жирности, должна соответствовать  требованиям и нормам, указанным  в таблице 3.1.2.

 

 

 

Таблица 3.1.2 - Физико-химические показатели сметаны

 

Наименование показателя	Характеристика
Массовая доля жира, %, не менее		20,0
Массовая доля белка, % не менее		2,6
Кислотность, °Т, не более		60-100
Температура при выпуске с предприятия, °С		4±2
Фосфатаза		отсутствует

 

По микробиологическим показателям продукт должен соответствовать  требованиям и нормам,  приведенным  в таблице 3.1.3.

 

Таблица 3.1.3 - Микробиологические показатели сметаны

 

Продукт	Молочнокислых микроорганизмов не мене КОЕ на см³	Масса продукта (г, см3), в которой не допускаются			Дрожжи и плесени
		БГКП	Патогенные, в том числе сальмонеллы	S. aureus
Cметана	1*10	0,001	1	25	-

 

Показатели токсикологической  безопасности сметаны приведены в таблице 3.1.4.

 

 

 

 

 

Таблица 3.1.4 – Токсикологические показатели сметаны

 

Вид продукта	Показатели	Допустимые уровни мг/кг(л), не более	Примечание
Сметана	Токсичные элементы
	свинец	0,1
	мышьяк	0,05
	кадмий	0,03
	ртуть	0,005
	Микотоксины Афлотоксин М1	0,0005
	Антибиотики
	левомецитин	Не допускаются
	Тетрациклиновая группа	Не допускаются
	стрептомицин	Не допускаются
	пеницилин	Не допускаются
	Пестициды
	гексахлорциклогексан	1,25
	ДДТ и его метаболиты	1,0
	радионуклеиды
	Цезий-137	100	Бк/л
	Стронций- 90	25	Бк/л

 

Химический состав и  энергетическая ценность сметаны 20-%-ной жирности приведена в таблицах  3.1.5.

 

Таблица 3.1.5  - Пищевая и энергетическая ценность сметаны

 

Содержание основных пищевых веществ  в 100г продукта, г					Энергетичес-кая ценность, ккал
сухих веществ	белка	жира	углеводов	зола
27,3	2,8	20	3,2	0,5	206