Технология производства масла и сыра

Если требуется нормализации высокожирных сливок по СОМО, то используют сгущенное молоко, либо пахту, которые  предварительно восстанавливают.

Каротин вносят в сливки тонкой струей при непрерывном перемешивании  в течение 4..8 мин.

После нормализации и тщательного  перемешивания сливок емкости для  нормализации закрывают крышками во избежание испарения и загрязнения, а высокожирные сливки направляют в  маслообразователь для термомеханической обработки; при этом сливки перемешивают через каждые 10..15 мин, чтобы избежать расслаивания фаз, т.е. отстоя сливок. В маслообразователе сливки охлаждаются и подвергаются механическому воздействию для получения масла. [5] Сливки при температуре 60..70°С поступает вначале в нижний, а затем в средний и верхний цилиндры. В нижнем цилиндре сливки интенсивно охлаждаются до 22..23°С, сохраняя свойства эмульсии жира в плазме, и перемешивания для ускорения образования центров кристаллизации. В среднем цилиндре происходит дополнительное охлаждение. В верхнем цилиндре происходит обработка кристаллизующегося продукта, в результате чего формируется требуемая структура и консистенция. Температура масла, выходящего из верхнего цилиндра, составляет 13..17°С. Продолжительность механической обработки в аппарате должна быть достаточной для кристаллизации глицеридов в количестве, необходимом для формирования структуры. В случае получения масла твердой, крошливой консистенции увеличивают продолжительность обработки продукта в зоне кристаллизации путем снижения производительности маслообразователя и понижают температуру масла на выходе из аппарата. При мягкой консистенции масла сокращают продолжительность обработки продукта в зоне кристаллизации путем увеличения производительности маслообразователя и повышают температуру масла на выходе из аппарата. Регулируют температуру масла на выходе из маслообразователя путем изменения расхода или температуры хладоносителя, используемого для охлаждения, при постоянной производительности маслообразователя. Это приводит к уменьшению температуры продукта на выходе из аппарата.

Таблица 2 – Преимущества и недостатки методов производства масла.

Методы производства	Преимущества	Недостатки
Сбивания сливок в маслоизготовителях:
периодического действия	Хорошая пластичность и высокая  термоустойчивость масла; легкость регулирования однородности состава масла; возможность организации производства различной мощности, в т.ч. и фермерского; возможность переработки сливок любого качества.	Длительность производственного  цикла(практически сутки); невозможность  выработать масло с повышенным содержанием  плазмы и вкусовыми наполнителями; неудовлетворительная дисперсность плазмы в монолите масла; недостаточная  механизация производства; сравнительно высокая обсемененность масла микрофлорой.
непрерывного действия	Хорошая пластичность и высокая  термоустойчивость масла; высокая механизация производственных операций	Длительность производственного  цикла; невозможность выработать масло  с повышенным содержанием плазмы и вкусовыми наполнителями; недостаточно хорошая дисперсность плазмы; сравнительно частый порок консистенции-«рыхлость»; высокое содержание воздуха(до 8,10-5 м3/кг); сравнительно высокие потери жира с пахтой; нерациональность производства масла на предприятиях малой мощности; неравномерность состава и качества масла одной партии; повышенная энергоемкость.
Преобразованием высокожирных сливок	Отличное диспергирование  плазмы(1..3мкм); низкая бактериальная  обсемененность; высокая сохраняемость качества; пониженное содержание воздуха-(0,3..0,8).10-5м3/кг; экономное использование производственных площадей; кратковременность производственного цикла(1..1,5ч); сравнительно небольшой расход холода и воды; невозможность переработки сливок повышенной кислотности и подмороженных; возможность выработки практически всего существующего ассортимента масла и мобильность технологического процесса.	Сравнительно частые пороки- нетермоустойчивость масла и повышенное вытекание жидкого жира(6..12%); повышенное содержание жира в плазме(2,1..17,4%) и неудовлетворительная отделяемость белка при перетопке; недостаточная механизация производства, ручная мойка сепараторов; отсутствие возможности фасовать масло брикетов в потоке производства; нерациональность производства масла на предприятиях малой мощности; отсутствие автоматизации при контроле и регулировании содержания влаги в масле.

Раздел 2-Описание технологической  линии

Схема технологической линии  по производству сливочного масла приведена  на листе графической части №1.

Производство масла начинается с въезда автоцистерны на территорию завода. После взятие проб лабораторией, по результатам которой молоко либо допускается, либо не допускается в  производство, оно из автоцистерны перекачивается в приёмную ванну (поз. 1), после чего оно проходит через  весы СМИ-500(поз.2) и взвешивается - это  необходимо как для расчета готовой  продукции, так и для расчета  с поставщиками. Взвешенное молоко при помощи центробежных насосов подается в трубчатый подогреватель П8-ОАБ-4(поз.3), где нагревается до температуры 50..55°С.Это делается для того чтобы интенсифицировать процесс сливкоотделения. Подогретое молоко поступает в сепаратор-сливкоотделитель Г9-ОСП (поз.4) где оно разделяется на сливки и обрат. Обрат - побочный продукт, получаемый при сепарировании молока. Он собирается в отдельную емкость и в дальнейшем идет либо на нормализацию высокожирных сливок, либо на розлив как отдельный продукт питания. Сливки, полученные при сепарировании имеют жирность порядка 37-40%.Далее они подвергаются термической обработке- пастеризации. Температуру пастеризации сливок устанавливают с учетом их качества (кислотности, наличия посторонних привкусов и запахов ).При выработке сладкосливочного масла сливки I сорта(таблица 4 приложения) в летний период пастеризуют при температуре 85..90С. В зимний период, когда вкус сливок становится менее выраженным, а также при выработке сливок 2 сорта температуру повышают до 92-95°С.

В случае переработки сливок с повышенной кислотностью температуру  пастеризации следует снизить во избежание отложения белков и  солей на греющей поверхности  аппарата, это может вызвать появление  пригорелого привкуса масла. Температуру  пастеризации поддерживают на заданном уровне постоянной. [6]

Таблица 3-Рекомендуемые  температуры пастеризации сливок.

Период года	Массовая доля влаги в  масле, %.	Температура пастеризации сливок, °С
Осенне-зимний	16	103-108
	20	105-110
	25	105-115
	35	105-115
Весенне-летний	16	100-103
	20	103-105
	25	103-108
	35	103-108

 

Сливки, при пастеризации которых температура отклонилась  ниже допустимой, возвращают на повторную  пастеризацию. Процесс пастеризации идет в трубчатом пастеризаторе  Т1-ОУН (поз.6) , сливки нагреваются до температуры 85..90°С - это повышает стойкость  и время хранения конечного продукта, а также уменьшает обсеменённость сливок микрофлорой. При этой температуре  сливки выдерживаются около 20 сек. Пастеризованные  сливки подаются в сепаратор Ж5-ОС2 (поз.8) где происходит еще большая  концентрация жиров и жирность сливок повышается до 82..84% . Производительность сепаратора регулируют так, чтобы массовая доля влаги в высокожирных сливках  была на 0,6-0,8% меньше требуемой в  масле, а массовая доля жира в пахте  не превышала 0,4%. Для этого кран притока  сливок в сепаратор устанавливают  с учетом результатов работы предыдущего  дня. Затем в случае необходимости  процесс сепарирования корректируют по результатам анализов. [1] При сепарировании  появляется побочный продут – пахта. Он собирается и идет на розлив как  отдельный продукт питания. Из сепаратора сливки попадают в ёмкость для  нормализации ВН-600(поз.9),где их нормализуют  по влаге, жиру, СОМО. Для нормализации сливок используют пахту, пастеризованные  цельное молоко или сливки, молочный жир, высокожирные сливки с более  низкой долей плазмы, сухое или  сгущенное молоко цельное и обезжиренное, сухую пахту. Высокожирные сливки в  ваннах накрывают крышками, а после  нормализации сразу направляют в  маслообразователь. Количество высокожирных сливок определяют с помощью мерной линейке, поставляемой в комплекте с ваннами. Задержка высокожирных сливок в ваннах не должна превышать 30-40 мин. Перемешивать высокожирные сливки необходимо в течение 2-3 мин через каждые 10-15 мин. Кратковременный (7-8мин) возврат продукта из маслообразователя допустим лишь в начале работы в первую ванну.

Нормализованные сливки из промежуточных ванн подают насосом  в трехцилиндровый цилиндрический маслообразователь Т1-ОМ-2Т (поз.11).

 

Рис. 1. Цилиндрический маслообразователь Т1-ОМ-2Т: 1-кран для выпуска масла; 2-крышка; 3- рабочий цилиндр; 4-наружная обечайка; 5-защитный кожух; 6-вытеснительный барабан; 7-ножи.

На нагнетательной линии  насоса необходимо иметь предохранительный  клапан, отрегулированный на давление, указанное в инструкции по эксплуатации маслообразователя. Это значительно обезопасит работу и предохранит маслообразователь от деформации.

В маслообразователе одновременное быстрое охлаждение и агрессивная механическая обработка высокожирных сливок приводят превращению их в масло. Масло с хорошей консистенцией и термоустойчивостью можно получить только при устойчивом режиме работы маслообразователя с учетом качества сырья и сезонных изменений химического состава Обработка высокожирных сливок в маслообразователе имеет большое значение для получения масла высокого качества. От нее зависит консистенция масла. Если высокожирные сливки были слишком быстро обработаны, не произошла смена фаз и не завершился процесс кристаллизации триглицеридов молочного жира, то масло будет иметь крошливую или колющуюся консистенцию. Излишне длительная обработка высокожирных сливок часто является причиной появления в масле мягкой нетермоустойчивой консистенции. Высокожирные сливки превращаются в масло в маслообразователе под влиянием охлаждения и механического воздействия на них. Особенностями поточного способа производства является интенсивность и быстротечность процесса (4-6 мин). За это время жировая эмульсия претерпевает сложные физико-химические изменения и превращается в масло. При этом образуются неустойчивые легкоплавкие кристаллические гамма и альфа-формы и создаются предпосылки для дальнейших полимерных превращений триглицеридов молочного жира. При выходе масла из аппарата неустойчивые полиморфные формы превращаются в более устойчивые стабильные бета' и бета-формы и завершается образование структуры готового продукта. Процесс превращения высокожирных сливок в трехцилиндровом маслообразователе развивается в три стадии. На первой стадии высокожирные сливки охлаждаются до 22-23°С, в результате чего повышается вязкость, ослабляются адсорбционно-гидратные оболочки жировых шариков и начинается кристаллизация глицеридов. По характеру происходящих изменений первую стадию можно считать стадией охлаждения. На второй стадии при дальнейшем понижении температуры и перемешивании сливок происходят глубокие фазовые изменения в молочном жире (дестабилизация эмульсии, кристаллизация глицеридов), за счет которых высокожирные сливки превращаются в масло. Изменение структуры высокожирных сливок при механической обработке в маслообразователе обусловлено процессом обращения фаз и образованием кристаллизационной и коагуляционной структур. Кристаллизационная структура представляет собой каркас из сросшихся кристаллов. Для нее характерна прочность и резко выраженная способность к необратимому разрушению. Коагуляционная структура - это мелкокристаллические образования, в которых отдельные частицы соединены сравнительно слабыми и подвижными связями. Она создается после разрушения кристаллизационной структуры и обладает строганными свойствами, т. е. может восстанавливаться после разрушения. Масло оптимальной консистенции должно иметь преимущественно коагуляционную структуру, однако, кристаллическая структура не должна полностью отсутствовать, иначе говоря, в масле должна быть коагуляционнонно-сталлизационная структура.

Продукт, полученный на второй стадии, по физическим и органолептическим  показателям уже представляет собой  масло, но прекращение обработки  на этой стадии приводит к образованию  грубой и колющейся консистенции. Вторую стадию обработки масла в  маслообразователе можно назвать стадией стабилизации жировой фазы и кристаллизации глицеридов. На третьей стадии процесса под влиянием перемешивания твердой и жидкой фаз жира интенсивность кристаллизации постепенно ослабевает, создаются условия для формирования в готовом продукте коагуляционно-кристаллизационной структуры и пластичной консистенции. Излишнее механическое воздействие на отвердевающий жир приводит к получению масла с излишне ослабленными прочностными связями кристаллической системы и мягкой, нетермоустойчивой консистенции. На третьей стадии превращения высокожирных сливок в масло решающее значение приобретает механический фактор и поэтому она может быть названа стадией механической обработки. Процесс образования масла идет в следующей последовательность: сливки при температуре 80...90°С поступают вначале в нижний, а рассол и ледяная вода - охлаждающую рубашку. В нижнем цилиндре сливки интенсивно охлаждают до 22..23°С, сохраняя свойства эмульсии жира в плазме, температура рассола в нижнем цилиндре -1..-3°С, в среднем -3..-5°С. В среднем начинается процесс структурообразования: жир из жидкого состояния переходит в жидкопластическое и отвердевает в течении 5..20с . Продукт в среднем цилиндре охлаждается до11…13°С. В верхнем цилиндре продукт приобретает мелкокристаллическую структуру и пластическую консистенцию. Температура продукта в верхнем цилиндре вследствие охлаждения водой при температуре 7..9 °С даже повышается на1..2°С. Выделение тепла при механическом воздействии превышает отвод через стенку цилиндра к охлаждающей воде. Оптимальным углом установки ножей является угол 35, а кольцевой зазор при производительности 459,650,850 кг/ч соответственно15,22 и 29мм. На выходе из маслообразователя масло имеет температуру 10-12°С. При помощи перепускного крана оно заливается в бумажные коробки, дно которых выложено специальным пищевым пергаментом. Масло в коробке должно быть уложено плотным слоем, поэтому работник цеха специальной деревянной лопаткой выравнивает поверхность масла в коробке. После заполнения и взятия проб на анализ коробку запечатывают, наносят на нее дату изготовления, номер смены, вид масла. По ГОСТу масса масла в коробке должна быть в пределах 25кг 400г, поэтому коробку с маслом взвешивают и вес указывается на этикетке. По техническим условиям масло упаковывают в коробки массой 20, 15, 10 кг. При наличии в технологической линии автомата АРМ масло также может упаковываться в пачки из пергамента массой 100,150, 200,250,500 г. После упаковки и маркировки масло отправляется на склад, где оно хранится при t 5-15 °С c целью создания благоприятных условий для завершения процесса кристаллизации молочного жира, улучшения структуры и физических свойств масла.

Раздел 3-Расчет выхода масла  и расход сырья при его производстве

При производстве сливочного масла главным образом используют молочный жир, поэтому количественный учет продукта осуществляют по жировому балансу молока.

Абсолютное количество жира в молоке в процессе производства продукта распределяется между маслом, обезжиренным молоком и пахтой:

 

Мжм=Мжмс+Мжом+Мжп;

416=363+48,2+4,8

416=416 – условие выполняется.

Мжм= Мм* Жм/100=13000*3,2/100 =416 кг.

Мжмс= М мс* Жмас/100=500*72,5/100 =363кг.

Мжом= Мом* Жом/100=12050,4*0,4/100 =48,2кг.

Мжп= Мп* Жп/100=427,8*0,4/100 =4,8кг.

Масса молока базисной жирности:

М мб =(Мм∙Жм)/Жмб=(13000*3,2)/3,2 =13000

Масса сливок полученных при  сепарировании:

-без потерь

Мсл=Ммб(Жмб-Жом)/(Жсл-Жом)=13000(3,2-0,3)/(40-0,3) =949,14кг.

- с учетом потерь

Мсл=Ммб(Жмб-Жом)/(Жсл-Жом)∙(100-П1)/100 =949,14*0,9995 =949,14кг.

Масса обезжиренного молока:

Мом= Ммб-М1сл=13000-949,6 =12050,4кг.

Идеальная масса сливок(без  потерь):

М1сл= Ммб (Жмб-Жом)∙( Жсл- Жом) =13000(3,2-0,3)/(40-0,3)=949,6кг.

 

Производственные потери при сепарировании:

Псл= М1сл- Мсл=949,6-949,14=0,46кг.

Масса масла, полученного  из сливок с учетом потерь:

Ммас= Мсл(Жсл-Жп)/(Жмас- Жп)∙(100-0.05)/100=949,14кг. (40-0,4)/(72,5-0,4)*(100-0,17)/100 =520,5кг.

М1 мас=521,3кг.

Масса пахты, полученной при  производстве масла:

Мп= Мсл-М1мас=949,14-521,3=427,8кг.

Производственные потери при производстве масла:

Пмас= М1мас- Ммас =521,3-520,5=0,9кг.

Уравнение материального  баланса:

Ммб= Ммас+Мом+Псл+Мп+Пмас

13000=520,5+12050,4+0,9+427,8+0,9

13000=13001,4

Расход молока базисной жирности на 1 кг масла:

Рмб= М мб/Ммас =13000/520,5=25кг.

Где:

Ммб- масса молока базисной жирности, кг;

Мм-масса перерабатываемого  молока, кг;

Мсл- масса сливок, получаемых при сепарировании с учетом потерь, кг;

М1сл- масса сливок без  учета потерь, кг;

Мом- масса обезжиренного  молока получаемого при сепарировании, кг;

Ммас- масса масла с учетом потерь, кг;

М1мас-масса масла без  учета потерь, кг;

Мп-масса пахты, полученной при производстве масла, кг;

Жмб- массовая доля жира в молоке базисной жирности, %;

Жм- массовая доля жира в перерабатываемом молоке, %;

Жсл- массовая доля жира в сливках, %;

Жом- массовая доля жира в  обезжиренном молоке, %;

Жмас- массовая доля жира масле, %;

Жп- массовая жира в пахте, %;

П1-нормы потерь жира при  выработке сливок, % от общего количества жира в сепарируемом молоке;

П2- нормы потерь жира при  переработке сливок в масло, % от общего количества жира в сливках;

Псл- производственные потери при получении масла из сливок, кг;

Рмб- расход молока базисной жирности на 1 т масла, т;

Мвс- масса высокожирных сливок в ванне, кг;

Допускается для подкрашивания  масла внесение каротина микробиологического. Перед внесением каротина нормализованные  сливки охлаждают до температуры 60-70°С путем подачи воды в теплообменную  рубашку нормализационной ванны. Каротин вносят в количестве 0,08-0,1% от массы нормализованных сливок. Отмеренное количество каротина сливают в емкость из нержавеющей стали или фарфора и тонкой струей вносят в сливки при включенной мешалке ванны. Смесь тщательно перемешивают и направляют маслообразователь. Рассчитываем количество тары необходимой для упаковки получившейся массы масла.