Расчет площади камеры хранения сгущенного молока с сахаром

Qпр= Gпр×(iпр1-igh2)/(24×3600),                                       (6)

Qтара= Gтара×cт(tпр1-tпр2)/(24×3600),                                (7)

Где Gпр, Gтара- соответственно масса поступающего в течение суток продукта и тары, кг/сут;

       cт-удельная теплоемкость тары, Дж/(кг×К)

       iпр1,igh2- удельные энтальпии продукта, соответствующие начальной

        tпр1 и конечной tпр2 температуре продукта, Дж/кг.

Qпр= 12000(43,57- 21,74)/24×3600=3,03 кВт

Qтара= 600×980(20)/24×3600=136,1 кВт

Q2= Qпр+ Qтара,                                           (8)

Q2= 3,03+ 136,1=139,13 кВт

Q3 = 0,

 Q4= 0,1 × Q1,                                         (9)

Q4=0,1× 0,594=0,0594 кВт

Σ Qхр= Q1+ Q2+ Q4=0,594+139,13+0,0594=139,78 кВт.

2.2 Описание технологических схем обработки молока цельного и технологии производства молока сгущенного с сахаром

 

  Первичной  обработкой молока является очистка, цель которой- удаление различных механических загрязнений и микроорганизмов. Существуют несколько способов очистки молока: фильтрованием под действием сил тяжести или давления и сепарированием на механических центрифугах.

    Для отделения механических  включений применяются различные  фильтры, через которые пропускается  молоко. Жидкость проходит фильтрующий материал, и на нем задерживаются загрязнения в количестве, пропорциональном объему жидкости, прошедшей через фильтр. Главным недостатком фильтрационных аппаратов является не продолжительность их работы и неспособность задерживать посторонние частицы небольшого размера.

  Применяя сепарирование в  молочной промышленности, можно  решать многие задачи, а именно: проводить очистку молока от механических примесей и микробиологических загрязнений, отделять сливки от обезжиренного молока, белкового сгустка из молочного сырья.

    Молочные продукты высокого  качества можно выработать только  из доброкачественного сырого  молока. Доброкачественное молоко характеризуется нормальным химическим составом, оптимальными физико-химическими и микробиологическими показателями, определяющими его пригодность к переработке. Изменение свойств и особенно микробиологических показателей сырого молока в значительной степени обусловлено жизнедеятельностью микроорганизмов, которые попадают в молоко при несоблюдении санитарно-гигиенических правил дойки, содержания животных, мойки оборудования для дойки, хранение и транспортирования молока. Чтобы предотвратить бактериальное загрязнение сырья, необходимо не только соблюдать санитарные и ветеринарные правила получения молока, но и подвергать его первичной обработке. Цель первичной обработки- обеспечить стойкость молока при его транспортировании и хранении.

  На молокоперерабатывающих  предприятиях существует определенный порядок приемки и оценки качества молока. Приемку осуществляют в соответствии с требованиями действующего стандарта на молоко натуральное коровье ГОСТ Р 52054-2003. Молоко натуральное коровье должно быть получено от здоровых животных, отфильтровано и охлаждено в хозяйстве не позднее, чем через два часа после дойки до температуры не выше 6˚С.

  Молоко в зависимости от  органолептических, физико- химических  и микробиологических показателей  подразделяют на сортовое (высший, первый и второй) и несортовое. По внешнему виду и консистенции сортовое молоко должно быть однородной жидкостью без осадка и хлопьев, белого или светло-кремового цвета; вкус и запах чистые, без посторонних запахов и привкусов, не свойственных свежему натуральному молоку. Для несортового молока допускаются наличие хлопьев белка и механических примесей, а также выраженные кормовые привкус и запах.[2]

   В зависимости от физико-химических  поазателей натуральное молоко подразделяют на сорта в соответствии с требованиями:

1) Высший сорт:

Кислотность от 16 до 18 ˚Т

Группа чистоты не ниже I

Плотность, кг/м3, не менее 1028,0

Температура замерзания ,˚С не выше минус 0,520

2) Первый сорт:

Кислотность от 16 до 18 ˚Т

Группа чистоты не ниже I

Плотность, кг/м3, не менее 1027,0

Температура замерзания ,˚С не выше минус 0,520

3) Второй сорт:

Кислотность от 16 до 20,99 ˚Т

Группа чистоты не ниже II

Плотность, кг/м3, не менее 1027,0

Температура замерзания ,˚С не выше минус 0,520

   Молоко плотностью 1026 кг/м3, кислотностью 15 или 21 ˚Т допускается принимать на основании стойловой пробы вторым сортом, если оно по остальным показателям соответствует требованиям действующего стандарта.

Очистка молока.

 

  Первичной обработкой молока  является очистка, цель которой- удаление различных механических загрязнений и микроорганизмов. Существует несколько способов очистки молока: фильтрованием под действием сил тяжести или давления и сепарированием на механических центрифугах.

   Для отделения механических  включений применяются различные фильтры, через которые пропускается молоко. Жидкость проходит фильтрующий материал, и на нем задерживаются загрязнения в количестве, пропорциональном объему жидкости, прошедший через фильтр. Главным недостатком фильтрационных аппаратов является не продолжительность их работы (через каждые 15-20 мин необходимо удалять загрязнения с поверхности фильтрующего материала) и неспособность задерживать посторонние частицы небольшого размера.

    Применяя сепарирование  в молочной промышленности, можно решать многие задачи, а именно: проводить очистку молока от механических примесей и микробиологических загрязнений, отделять сливки от обезжиренного молока, белкового сгустка из молочного сырья. [15]

 

 

               Сепарирование и нормализация молока.

   Молоко- дисперсная система, состоящая из компонентов, имеющих  различные плотности. Такую смесь  можно разделить двумя способами:

    - отстоем в поле земного  тяготения: более тяжелые составляющие  с течением времени осядут, более легкие всплывут.

    - сепарированием на механических  центрифугах в поле центробежных сил: более тяжелые составляющие смеси перемещаются к периферии вращающегося барабана, более легкие вытесняются к центру.

     Чистота и свежесть  молока. Чем ниже кислотность  и загрязненность, тем дольше может работать сепаратор без остановок. Повышенная механическая загрязненность и кислотность молока в результате частичной коагуляции белков приводит к быстрому заполнению грязевого пространства, повышает бактериальное загрязнение молока, что влечет за собой переход жировых шариков в обезжиренное молоко и загрязнение его механическими примесями. Поэтому предельная кислотность молока направляемого на сепарирование должна быть не выше 20˚Т.

 

Сепаратор – нормализатор, предназначен для получения сливок и нормализации молока по жиру. (Рисунок 1)

 

 

В сепарирующем устройстве сепаратора-нормализатора молоко; поступающее по центральной трубке в это устройство, направляется на периферию пакета тарелок: При перемещении по межтарелачным зазорам оно отводится из пакета через вертикальные каналы, которые образованы отверстиями в тарелках. Поверхность тарелок от оси вращения до отверстий предназначена для выделения сливок. Сливки направляются к оси вращения и удаляются из барабана через напорный диск. Частично обезжиренное и очищенное молоко, поступающее из отверстий в тарелках к напорному диску, отводятся из сепаратора.

В сепараторе - нормализаторе поверхность тарелок различна по назначению: периферийная часть предназначена для очистки молока, а центральная часть для выделения сливок. Количество уходящих сливок контролируется ротаметром и регулируется краном.  [10]

 

Пастеризация молока

  Молоко- это высокопитательная среда, в которой хорошо развиваются многие виды микроорганизмов. Для предотвращения развития посторонней микрофлоры и увеличения сроков хранения готового продукта применяются различные способы его температурной обработки. Данный процесс назван пастеризацией по имени французского ученого Пастера.

Основными целями пастеризации является:

   - уничтожение патогенной  микрофлоры и обеспечения безопасности продукта при максимальном хранении первоначальных свойств молока, его пищевой и биологической ценности.

   - разрушение ферментов, вызывающих  порчу продукта  и снижении его стойкости при хранении.

  - направленное изменение физико- химических свойств молока для  получения заданных свойств продукта.[2]

 

Влияние тепловой обработки на свойство молока.

 

   При тепловой обработке  молока происходит процесс уничтожения микроорганизмов и инактивация ферментов. Повышенные температуры влияют также на органолептические свойства, пищевую и биологическую ценность продукта.

  Белки. В состав молока входят три основных группы белков: казеин, сывороточные белки и белки оболочек жировых шариков.

Казеин является термоустойчивым белком, но при нагревании претерпевает физико-химические изменения.

Сывороточные белки не одинаково подвержены изменениям под действием температуры. Так, наиболее чувствительны к нагреванию иммуноглобулины, сывороточный альбумин и β-лактоглобулин.

Белки оболочек жировых шариков также подвержены изменениям при тепловой обработке. Высокие температуры вызывают денатурацию оболочечных белков, и в результате происходит частичное вытапливание жира.

  Липиды. Молочный жир при тепловой обработке претерпевает наименьшее изменение. Высокие температуры незначительно влияют на жирнокислотный состав глицеридов. Но образованный в процессе обработке свободный жир отрицательно влияет на качество хранимого продукта.

   Молочный сахар. Лактоза- это дисахарид, состоящий из β -D-галактозы. Лактоза представляет собой редуцирующий сахар, свойство которой используется для количественного ее определения.

 В процессе длительного нагревания  происходит взаимодействие лактозы и свободных аминокислот, образованных вследствие распада белков, и как следствие изменяется цвет и вкус продукта, а также уменьшается количество незаменимых аминокислот,а это снижает биологическую ценность продукта.

  Ферменты.- Это высокомолекулярные биологические катализаторы белковой природы. Как и все белки, ферменты денатурируют под действием высоких температур.

  Витамины. Это биологически активные низкомолекулярные вещества различной химической природы, объединенные по признаку строгой необходимости организму человека в обмене веществ. Режим стерилизации, особенно при проведении длительной стерилизации в таре, приводит к более значительному разрушению витаминов. Так, витамины С и В12 разрушаются полностью.[5]

 

Технологии производства молока сгущенного с сахаром

Продукт вырабатывают из пастеризованного коровьего молока с применением сгущения и добавления сахара для подавления роста микрофлоры. По органолептическим показателям готовый продукт имеет чистый и сладкий вкус без посторонних привкусов и запахов, однородную консистенцию без наличия кристаллов сахара, ощущаемых на вкус. По химическому составу в сгущенном цельном молоке с сахаром массовая доля влаги составляет не более 26,5 %, сахарозы - не менее 43,5 %, общая массовая доля сухих веществ- 28,5 %, в том числе жира - не менее 8,5 %.[13]

Технологический процесс производства сгущенного молока с сахаром осуществляется в такой последовательности: приемка молока, подготовка и резервирование сырья, нормализация, гомогенизация и пастеризация, приготовление и введение сахарного сиропа, сгущение, охлаждение, фасование и хранение.

      При приемке молока производят оценку качества сырья. Оценка качества принимаемого молока производится в полном соответствии с требованиями стандарта на закупаемое молоко. Обязательно определяют плотность, чистоту, микробиологическую обсемененность. Для контроля используют стандартные методы.

     Массовую долю сухого обезжиренного молочного остатка в молоке цельном, обезжиренном и сливках рассчитывают по разнице между массовыми долями всего сухого молочного остатка и жира.

     При оценки качества  принимаемого молока следует  контролировать тепловую стойкость молока. Этот контроль необходимо осуществлять по рН  титруемой кислотности и солевому равновесию. Методы определения рН и титруемой кислотности общеизвестны.

 

Освобождение молока от механических примесей и микроорганизмов

    Это обязательная операция  технологического процесса. Оседая  на поверхностях, соприкасающихся с молоком, примеси и микроорганизмы увеличивают гидравлические и теплообменные сопротивления, сокращают продолжительность непрерывной работы аппаратов, усложняют санитарно- техническое обслуживание технологического оборудования и молокопроводов. При очистке молока с помощью сепараторов- молокоочистителей зависит от подготовки молока. При очистке предварительно подогретого молока микробиологические процессы при последующем хранении протекает более интенсивно вследствие раздробления скоплений микроорганизмов. Наименьшее количество бактерий после 24 ч хранения было в молоке, которое очищали от примесей и микроорганизмов без подогрева при 5-10˚ С.

    В молочной промышленности  для очистки молока находят применение также сепараторы- диспергаторы, в которых наряду с выделением примесей и микроорганизмов обеспечивается частичная гомогенизация молока. Сущность процесса состоит в том, что молоко, поступая в сепаратор- диспергатор, обезжиривается. Образовавшиеся сливки подвергаются воздействию гомогенизирующей турбины. После гомогенизации сливки вместе с молоком снова направляются в нижнюю часть корпуса для для вторичного обезжиривания. По эффективности диспергирования жира соответствует гомогенизации в плунжерных гомогенизаторах при давлении 7-8 МПа. В процессе диспергирования из молока выделяются механические примеси. [13]