Переработка вторичного сырья молочной промышленности

Подготовительную смесь нагревают  до температуры 64˚С и направляют на гомогенизацию.

г) пастеризация

В молоке, доставляемом на заводы, содержится большое количество самых разнообразных  микроорганизмов, среди которых  могут быть и опасные для человека болезнетворные бактерии. В результате размножения и жизнедеятельности бактерий происходит порча молока, прежде всего-повышение кислотности. Поэтому возникает необходимость в уничтожении содержащейся в молоке микрофлоры и в замене её новой, "культурной", вносимой с закваской.

Уничтожение микрофлоры достигается пастеризацией молока. Пастеризацией называют тепловую обработку молока, т.е. нагревание его в интервале температур от 65˚С до температуры несколько ниже точки кипения.

В промышленности установились следующие  режимы пастеризации:

режим длительной (низкотемпературной) пастеризации - нагревание молока до 65˚С с выдержкой в течение 30 мин.; режим кратковременной пастеризации - нагревание молока до 72-76˚С с выдержкой 15-20 сек.; режим высокотемпературной пастеризации - нагревание до 85˚С и выше без выдержки.

При сквашивании молока, пастеризованного при 85-87˚С и выше, молочнокислое брожение протекает интенсивно, образуется плотный  сгусток, хорошо удерживающий сыворотку.

При производстве кисломолочных продуктов  в процессе пастеризации молоко обычно нагревают до 85-87˚С с выдержкой 5-10 минут или 90-92˚ С с выдержкой 2-3 минуты [11].

д) гомогенизация

Жир в молоке находится в виде мельчайших капелек (шариков). По своей  плотности жир значительно отличается от плазмы (обезжиренной части молока). При хранении молока, а также длительном сквашивании без перемешивания на поверхности его выделяется слой сливок. Теряется однородность (гомогенность) молока, так как верхние слои его становятся значительно богаче жиром, чем нижние. Отстой сливок вызывает ряд неудобств в производстве. Возникает необходимость воспрепятствовать отстою сливок.

Скорость всплывания крупных жировых  шариков в несколько раз больше скорости всплывания мелких. Уменьшением  размеров шариков путем механического  их раздробления можно резко снизить  или практически предотвратить отстой сливок в молоке. Это и достигается гомогенизацией молока, при которой жировые шарики дробятся и размеры их уменьшаются. Мелкие жировые шарики при перемешивании равномерно распределяются по всей массе молока, и этим достигается его гомогенность, т.е. однородность, а также гомогенность выработанных из него кисломолочных продуктов.

Обычно молоко гомогенизируют при  температуре пастеризации и давлении 17,5 МПа, так как при этом давлении обеспечивается наибольшая вязкость кисломолочных продуктов.

После пастеризации и гомогенизации  смесь охлаждают до температуры 41 (±1) ˚С.

е) заквашивание и сквашивание смеси

Специально подобранные чистые культуры молочнокислых бактерий Lactobaciliius delrueckii subsp. bulgaricus и Streptococcus salvarius thermophilus поступают на завод в жидком или сухом виде в стерильно закупоренных флаконах. В лаборатории предприятия из них готовят лабораторную, а затем производственную закваску.

В пастеризованную и охлаждённую  до t=41 (±1) ˚С смесь вносят чистые культуры болгарской палочки и термофильного стрептококка в соотношении 1: 5 в количестве 3-5%. После внесения закваски смесь перемешивают 15 минут.

Сквашивание производят в резервуарах  для кисломолочных напитков с  охлаждаемой рубашкой, снабженных специальными мешалками. Процесс сквашивания проводят в течении от 3 до 4 часов при консистенции с титруемой кислотностью от 75 до 80˚Т.

ж) внесение наполнителей

При выработке продукта без наполнителей полученный сгусток перемешивают и  направляют на розлив.

Для получения йогурта ароматного в сгусток вносят при перемешивании фруктовую пасту. Полученный продукт направляют на розлив. Для получения йогурта фруктового с помощью самовсасывающего насоса в перемешанный сгусток вносят соответствующий фруктово-ягодный наполнитель при включенной мешалке. Перемешивание заканчивается через 10-12 минут после подачи наполнителя. Полученный продукт направляют на розлив.

з) розлив, упаковка, маркировка, доохлаждение готового продукта

Розлив является заключительной технологической  операцией при производстве кисломолочных продуктов резервуарным способом.

Кисломолочные напитки разливают  в мелкую тару, для изготовления которой используют полимерную плёнку, полистерольную ленту, алюминиевую фольгу и т.д. Фасуют продукт в пакеты из комбинированного материала пюр-пак (равносторонний), тетра-брик (форма кирпич), полистерольные стаканчики различной формы, пластиковые бутылки и т.д. Номинальная ёмкость тары может быть 100, 125, 150, 200, 250, 400, 500, 1000 см. куб.

На каждой единице товара должны быть нанесены: название предприятия, товарный знак и адрес, место изготовления, полное название продукции, состав, масса нетто, дата изготовления, срок годности, условия хранения, информационные данные о пищевой и энергетической ценности 100 гр. кисломолочного продукта, штрих-код продукции. Разлитый и упакованный продукт направляют в холодильную камеру на доохлаждение до t=4˚С. После этого технологический процесс считается законченным и продукт готов к реализации.

и) хранение и транспортирование

Хранение продукта должно производится при t=4˚С не более 10 суток с момента окончания технологического процесса.

Транспортирование готового продукта должно производиться в авторефрижераторах или машинах с изотермическим кузовом в соответствии с правилами  перевозок скоропортящихся грузов, действующими на данном виде транспорта.

2.3 Стадии процесса производства йогурта термостатным способом

Технологический процесс состоит  из следующих последовательно осуществляемых операций (рис.2) [10]:

а) приёмка, очистка и сепарирование молока;

б) приёмка и подготовка компонентов;

в) нормализация молока и приготовление  смеси;

г) пастеризация;

д) гомогенизация, охлаждение смеси;

е) заквашивание смеси;

ж) розлив, упаковка, маркировка;

з) сквашивание  и охлаждение;

и) хранение, транспортирование.

 

 

Рисунок 2 –  Схема технологической линии производства йогурта термостатным способом.

 

Приёмку, очистку  и сепарирование молока, приёмку  и подготовку компонентов, нормализацию молока и приготовление смеси, пастеризацию, гомогенизацию, охлаждение и заквашивание смеси проводят также, как и при резервуарном способе производства продукта.

Заквашенную смесь разливают в потребительскую  тару при периодическом перемешивании.

Упаковку  и маркировку проводят аналогично резервуарному  способу.

Сквашивают  смесь в термостатной камере при температуре 41 (±1) ˚С до образования сгустка в течение 3-4 часов и нарастания титруемой кислотности от 75-80˚Т. По окончании сквашивания продукт перемещают в холодильную камеру, где его охлаждают до температуры 4˚С. После этого технологический процесс считается завершенным и продукт готов к реализации.

2.4 Основное технологическое оборудование

Рассмотрим строение и принцип  работы оборудования для дробления жировых частиц. К этому оборудованию относятся гомогенизаторы. Принцип действия клапанных гомогенизаторов сводится к тому, что молоко или сливки под большим давлением продавливаются через узкую клапанную щель, где и происходит дробление жировых шариков. При входе в клапанную щель скорость движения гомогенизируемой жидкости резко возрастает [13].

В зоне резкого и большого изменения  скорости жировая частица вытягивается и от неё отрываются малые частицы, величина которых зависит от величины давления гомогенизации. Высокое давление в гомогенизаторе создаётся плунжерным насосом, который приводится в движение кривошипно-шатунным механизмом. Гомогенизируемая жидкость всасывается через всасывающий клапан и нагнетается через нагнетательный клапан в гомогенизирующую головку.

В гомогенизирующей головке жидкость проходит через клапанную щель, образуемую седлом и клапаном. С помощью винта  можно регулировать силу давления пружины  на клапан.

Контроль за давлением гомогенизации  осуществляется манометром.

При работе гомогенизатора на выходе из клапанной щели часто наблюдается слипание раздробленных частиц и образование "гроздьев", ухудшающих эффект гомогенизации [12]. Во избежание этого применяют двухступенчатую гомогенизирующую головку.

Вторая ступень предназначена  для дробления для дробления подобных образований. Для этого не требуется сильное механическое воздействие. Поэтому давление, создаваемое во второй ступени, значительно ниже, чем в первой.

Гомогенизатор с двухступенчатой  гомогенизирующей головкой состоит  из станины 1, корпуса 2, плунжерного блока 3, гомогенизирующей головки 4, привода 5 и кривошипно-шатунного механизма 7.

Станина изготовлена из швеллеров, а снаружи обшита листовой сталью.

Внутри корпуса смонтированы кривошипно-шатунный механизм и плунжерный блок.

К плунжерному блоку болтами  крепятся двухступенчатая плунжерная головка, манометрическая головка  и предохранительный клапан с  противоположной стороны гомогенизирующей головки.

Двухступенчатая плунжерная головка  представляет собой последовательное соединение двух гомогенизирующих клапанов к сёдлам.

2.5 Технико-экономическое обоснование выбора метода производства йогурта

 

Йогурт вырабатывают резервуарным и термостатным (плодово-ягодный - только термостатным) способами. 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 [10].

Эти два способа имеют ряд  общих технологических операций:

Подготовка сырья, нормализация, процеживание, пастеризация, гомогенизация, охлаждение, заквашивание.

Общая схема производства йогурта  резервуарным и термостатным способами:

Резервуарный способ-это способ, при котором сквашивание молока и вызревание кисломолочных продуктов происходит в резервуарах с дальнейшей фасовкой в потребительскую тару. Во время термостатного способа сквашивание молока и вызревание кисломолочных продуктов происходит в специальных камерах в потребительской таре.

Термостатный способ производства кисломолочных продуктов известен достаточно давно, основное его преимущество-полученная продукция имеет традиционную ненарушенную консистенцию.

Внедрение резервуарного способа  производства имеет ряд преимуществ: исключаются громоздкие термостаты и хладостаты, в результате чего эффективнее используются производственные площади и увеличивается съем продукции с каждого квадратного метра площади в 1,5-2 раза.

При резервуарном способе производства кисломолочных напитков наиболее полно  осуществляется механизация, вследствие чего производительность труда возрастает на 35-37% по сравнению с термостатным способом.

Преимущества резервуарного способа  перед термостатным проявляются  при больших объемах производства, т.е. на крупных заводах.

 

 

Раздел III Специальная часть

3.1 Приготовление заквасок

На предприятиях молочной отрасли  закваски готовят путем сквашивания  молока чистыми культурами молочнокислых  бактерий (штаммов). Штаммы чистых культур  молочнокислых бактерий выделяют из молока, кисломолочных продуктов, растений в специальных лабораториях и поставляют на предприятия в виде сухой или жидкой закваски, сухого или замороженного бактериального концентрата, штаммов молочнокислых бактерий и дрожжей, кефирных грибков. Жидкие закваски представляют собой штаммы молочнокислых бактерий, выращенных в стерильном молоке, а после сушки (распылительной или сублимационной) их используют в сухом виде. Сухой бактериальный концентрат получают путем сушки смеси его суспензии с защитной средой. Срок хранения сухих заквасок и бактериального концентрата не более 3 мес., а жидких заквасок - не более 2 недели при температуре 4 (±2) ˚С.

Закваски готовят в такой  последовательности:

Из смеси отдельных штаммов  чистых культур молочнокислых бактерий или готовых жидких или сухих заквасок в лаборатории предприятия получают лабораторную закваску на цельном или обезжиренном молоке. Ее используют для приготовления первичной производственной закваски. Лабораторную закваску также можно использовать непосредственно в производстве. При необходимости из первичной производственной можно приготовить вторичную производственную закваску [7].

Общий технологический процесс  приготовления заквасок состоит  из следующих операций: отбор, подготовка, тепловая обработка, охлаждение и сквашивание молока, охлаждение закваски. Закваску приготовляют из молока не ниже 1 сорта плотностью 1028 кг/м. куб. Молоко, предназначенное для приготовления закваски, подвергают тепловой обработке - пастеризуют при температуре 92-95˚С с выдержкой 20-30 мин. и стерилизуют при 121˚С с выдержкой 15-20 мин. Молоко, прошедшее тепловую обработку, нельзя переливать в другую посуду, так как оно при этом загрязняется посторонней микрофлорой. После тепловой обработки молоко сразу охлаждают до температуры сквашивания: ее рекомендуется устанавливать на 2-3˚С ниже той температуры, при которой производят данный кисломолочный продукт. В охлажденное молоко вносят закваску, перемешивают и оставляют до образования плотного сгустка кислотностью 65-75˚Т. Используют свежеприготовленную закваску. Если это невозможно, то ее охлаждают до 3-10˚С.

При приготовлении заквасок большое  значение имеет периодичность смены  чистых культур. Если в производстве закваски длительно применять одни и те же культуры, то в ней может  накапливаться бактериофаг. Поэтому закваски разных партий следует менять не реже 1 раза в неделю.