Технологический процесс ОАО "Молочный комбинат Энгельсский" по производству ряженки

дипломная работа

1.1 Характеристика оборудования и технологического процесса

Ряженка изготавливается из топлёного коровьего молока совместным молочнокислым и спиртовым брожением. Заквашивание производится термофильными молочнокислыми стрептококками и чистыми культурами болгарской палочки, сквашивается в течение 3--6 часов. Кроме бесспорной экологичности, ряженка является еще и исключительно полезным продуктом. Она, как любой кисломолочный продукт очень легко усваиваться организмом и обладает лечебными свойствами: один стакан ряженки содержит 25% суточной потребности человека в кальции и 20% - в фосфоре [23].

Для изготовления продукта применяют следующее сырьё:

- молоко коровье не ниже 2 сорта по ГОСТ Р 52054;

- молоко цельное сухое высшего сорта по ГОСТ 4495;

- молоко сухое обезжиренное по ГОСТ 10970;

- сливки сухие по ГОСТ 1349;

- масло сливочное несолёное по ГОСТ 37;

- закваски ТВп, ТИВп, Стрептотерм (Streptococus thermophilus);

- концентрат бактериальный сухой термофильный молочнокислых стрептококков КТС - сухой (Str);

- концентрат бактериальный замороженный термофильных молочнокислых стрептококков КТС - замороженный (Streptococus thermohilus);

- вода питьевая по Сан.Пин.2.1. 41074 (для рекомбинированного или восстановленного молока).

Сырьё, применяемое для изготовления продукта, по показателям безопасности должно соответствовать требованиям Сан.Пин.2.3.2.1078, Сан.Пин.2.1.4.1074 [16].

Допускается использование импортного сырья, по показателям качества и безопасности не уступающего вышеуказанным требованиям, разрешенного к применению органами и учреждением Госсанэпидслужбы России и не изменяющего природу продукта.

Приемка молока

Приёмка молока заключается в определении его массы и контроле качества. Приёмку проводит приёмщик или мастер с участием лаборанта в присутствии сдатчика. Приёмка от одного сдатчика длится не более 40 минут. Молоко должно отвечать требованиям действующего стандарта. Доставка молока на завод осуществляется по графику.

Работа приёмного цеха и работа других цехов начинается за 30 минут до начала работы аппаратного цеха.

Приёмка молока включает в себя следующие операции:

ѕ знакомство с сопроводительной накладной;

ѕ осмотр тары;

ѕ вскрытие тары и перемешивание молока;

ѕ определение органолептических показателей;

ѕ определение температуры;

ѕ отбор средней пробы;

ѕ проведение анализов;

ѕ сортировка молока;

ѕ определение массы молока;

ѕ оформление приёмных документов.

В приёмном цехе устанавливается следующее оборудование: насосы для перекачивания молока, трубопроводы, счетчики, охладители, резервуары.

Резервирование молока. Резервирование молока проводят с целью обеспечения бесперебойной работы оборудования и цехов [20]. В процессе резервирования за счёт подачи холодной воды в межстенное пространство резервуара и периодического перемешивания, поддерживается постоянная температура не выше 10С.

Каждые 2 часа контролируется температура, кислотность, время. Промежуточное хранение длится не более 24 часов, потому что при данном промежуточном хранении молока в нём развиваются психрофильные микроорганизмы.

Нормализация молока. Нормализация молока проводится с целью обеспечения получения стандартного по составу продукта. Нормализация проводится в потоке или периодическим способом. При периодическом способе нормализация проводится в резервуаре путём смешивания цельного молока с компонентом нормализации (обезжиренным молоком, сливками). Компонент нормализации выбирается путём сравнивания М.Д.Ж. нормализационой смеси с массовой долей жира исходного сырья.

Если жир молока больше жира нормализованной смеси, нужно использовать обезжиренное молоко, если жир молока меньше жира нормализованной смеси, использовать сливки [21].

М.Д.Ж. нормализованной смеси определяется с учётом внесения закваски и выпаривания части влаги во время топления.

Подогревание. Смесь насосом через уравнительный бак подают в секцию регенерации охладительно-пастеризационной установки, для подогревания до температуры 40-45С, с целью снижения вязкости и облегчения процесса очистки.

Сущность подогревания заключается в теплообмене между холодным молоком и горячим [21].

Очистка молока. Очистка молока проводится с целью удаления механических примесей.

Очистку проводят на сепараторе-молокоочистителе с центробежной выгрузкой осадка. Процесс очистки лучше всего идёт при температуре 40-45С. Подогретое молоко через приёмное устройство поступает в центральную трубку и доходит до днища барабана сепаратора. Затем под давлением новых позиций молоко поднимается вверх, растекается в межтарелочном пространстве. При вращении барабана сепаратора возникает центробежная сила и центростремительное ускорение. Под действием центростремительной силы механические примеси как более тяжёлая часть отбрасываются к стенкам барабана сепаратора и оседают в грязевом пространстве, откуда с помощью гидросистемы смываются в циклон, а затем удаляются в канализацию.

Очищенное молоко собирается к центру, поднимается вверх и выходит на дальнейшую обработку.

Гомогенизация смеси. Гомогенизацию проводят с целью предотвращения отстаивания жира в готовом продукте. Гомогенизация проходит в гомогенизаторе. Он представляет собой 3-х плунжерный насос, на нагнетательной линии которого установлен гомогенизирующий клапан. Под действием высокого давления клапан немного приоткрывается и через узкую щель проходит молоко. При переходе молока через узкую щель резко изменяется сечение потока и его скорость. При этом жировые капли вытягиваются из округлой формы в эллипсовидную и дробятся на более мелкие. Давление гомогенизации 152,5МПа, температура 40-85С.

Эффективность гомогенизации молока определяется рабочим давлением, температурой и кислотностью молока. Увеличение давления гомогенизации приводит к уменьшению среднего диаметра и диапазона распределения по размерам жировых шариков молока. Понижение температуры приведёт к повышению вязкости молока и, как следствие, к образованию скоплений молочного жира и их отстаиванию. При повышении кислотности молока снижается эффективность гомогенизации, так как уменьшается стабильность белков и образуются белковые агломераты, затрудняющие диспергирование жировых шариков [24].

Пастеризация смеси. Пастеризация смеси проводится в пастеризационно-охладительной установке, с целью уничтожения посторонней и патогенной микрофлоры, разрушения ферментов, придания продукту вкуса и аромата пастеризации, продления сроков хранения. Температура пастеризации 95-99С.

Сущность пастеризации заключается в теплообмене между нормализованной смесью и горячей водой. Вначале нормализованная смесь поступает в уравнительный бак под напором насоса в секцию регенерации, где за счёт горячего молока вновь поступившие порции холодного молока подогреваются до температуры 40-45С, затем поступает в молокоочиститель и далее в секцию пастеризации. Из секции пастеризации нормализованная смесь проходит через возвратный клапан. Далее смесь поступает на топление.

Во время тепловой обработки молока при определённых режимах происходит комплексообразование между казеином и сывороточными белками, что приводит к повышению гидрофильности казеина. Доля сывороточных белков в молоке составляет около 0,65%, основная часть из которых (0,4%) принадлежит в-лактоглобулину. Процесс тепловой денатурации в-лактоглобулина протекает в две стадии с различной энергией активации. В ходе первой происходит развертывание белковых частиц, а вторая заключается в агрегатировании частиц белка в результате формирования новых водородных связей [24].

Высокие температуры могут вызвать нежелательные физико-химические изменения белковой системы молока, углеводов, некоторых витаминов, приводящие к нарушению его коллоидной стабильности, снижения биологической ценности, ухудшению вкуса и запаха. Поэтому при всех видах тепловой обработки стремятся максимально сохранить исходные свойства молока, его пищевую и биологическую ценность [21].

Топление. Молоко выдерживается длительное время при высокой температуре. Для ряженки с М.Д.Ж. 4 и 6% топление длится 3-4 часа при температуре 95-99С. Топление проводится с целью придания молоку характерного вкуса и цвета в универсальном резервуаре. Во время топления образуются меланоидины, придающие молоку кремовый цвет. Чтобы не отстаивался жир и не образовывались белковые пенки, молоко во время топления перемешивают каждый час по 5- 10 минут. По окончании топления подача пара в рубашку резервуара прекращается.

Охлаждение топлёного молока. Молоко охлаждается с целью создания условий для развития микрофлоры закваски в универсальном резервуаре путём подачи ледяной воды в рубашку резервуара и рассола в змеевик под днищем. Охлаждается молоко до температуры 38-42С.

Внесение закваски. Закваска вносится в резервуар с целью придания направленности микробиологическим процессам при температуре 38-42С из расчета от 3-х до 5-ти процентов от массы топлённого молока. Закваска готовится в соотвнетствии с технологической инструкцией на чистых культурах термофильного стрептококка. Закваска подаётся в резервуар из заквасочника.

В результате жизнедеятельности микроорганизмов происходит глубокий распад молочнокислого сахара, липидов и белков молока с образованием многочисленных химических соединений [24]. Большое значение имеет температура, она должна быть оптимальной для развития соответствующих видов бактерий [23].

Заквашивают смесь в резервуарах для кисломолочных напитков снабжённых специальными мешалками, обеспечивающими равномерное и тщательное перемешивание смеси с закваской и молочного сгустка [22].

Для кисломолочных напитков, вырабатываемых резервуарным способом, когда происходит перемешивание готового сгустка, и поэтому нуждающихся в особом подходе, требуются: достаточно высокая его вязкость после сквашивания; умеренная степень разрушения при перемешивании; способность в максимальной степени восстанавливать структуру после перемешивания; способность при хранении удерживать сыворотку [21].

Перемешивание. Перемешивание проводится с целью распределения закваски по всей массе молока. Оно проводится путём включения мешалки в резервуаре в течении 152 минут.

Сквашивание. Сквашивание проводится с целью нарастания кислотности и образования плотного сгустка. Сквашивание проводится в резервуаре при температуре 38-42С в течении 4-5 часов, до образования сгустка, кислотностью 65-70Т (Тернера).

Сущность сквашивания заключается в том, что при повышении кислотности в процессе образования сгустка происходит молочнокислое брожение, возбудителем которого являются молочнокислые стрептококки. Окончание процесса сквашивания определяют по плотности сгустка, времени и кислотности [22].

Охлаждение и перемешивание. По окончании сквашивания в межстенное пространство резервуара подаётся холодная вода с целью приостановления нарастания кислотности. Через 30-60 минут после начала охлаждения включается мешалка на 15-30 минут с целью получения однородной консистенции продукта и ускорения охлаждения.

Фасование, упаковка, маркировка. Далее готовый продукт поступает на фасовку с целью придания продукту товарного вида, предохранения от влияния окружающей среды и облегчения транспортирования. Ряженку упаковывают в потребительскую тару. Потребительскую тару упаковывают блоками в термоусадочную плёнку, на каждую единицу упаковки наносится маркировка в соответствии с требованиями стандарта:

ѕ наименование предприятия-изготовителя его юридический адрес;

ѕ пищевая и энергетическая ценность;

ѕ полное наименование продукта;

ѕ состав продукта;

ѕ объём продукта;

ѕ условия хранения;

ѕ дата выработки и конечный срок реализации;

ѕ обозначение действующего стандарта;

Хранение. Упакованная тара поступает на хранение с целью сохранить качество продукта до его реализации. Ряженка хранится в холодильной камере, чистой с хорошей вентиляцией при температуре 4 ± 2С не более 36 часов с момента окончания технологического процесса, в том числе на заводе изготовителе не более 18 часов.

Технологическая схема производства ряженки представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Технологическая схема выработки ряженки

Основными показателями качества пищевых продуктов, как известно, являются их безопасность для здоровья человека, питательная ценность и стабильность при хранении. Качество молочной продукции формируется под влиянием комплекса факторов при строгом соблюдении производителем декларируемых показателей состава и потребительских свойств продукции [20].

Наряду с питательностью и полезностью для здоровья важную роль в приемлемости продукта питания для потребителя играют также его внешний вид и текстура. При производстве кисломолочных напитков наиболее распространенным резервуарным способом нередко получают готовый продукт с жидкой, неоднородной, хлопьевидной консистенцией, отстоем сыворотки под влиянием различных неблагоприятных факторов, в том числе сенсорного ухудшения технологических свойств сырья, интенсивного механического воздействия на молочно-белковый сгусток, нарушения условий транспортирования и хранения готового продукта [19].

Внешний вид и цвет обуславливаются параметрами технологического процесса, видом и качеством используемых заквасок, цветом молока, других молочных продуктов и пищевых добавок, используемых при их производстве.

Консистенция кисломолочных напитков, формирующаяся в ходе технологического процесса, зависит от многих факторов. Образование молочно-белкового (кисломолочного) геля является результатом жизнедеятельности молочнокислых бактерий, сбраживающих молочный сахар до молочной кислоты и других производных [21].

Органолептические свойства кисломолочных напитков обуславливаются параметрами тепловой обработки молока, интенсивностью молочнокислого и спиртового брожения лактозы [23].

Основными факторами формирования качества готового молочного продукта является качество используемых сырья, компонентов и материалов, качество отдельных этапов производства, определяющее уровень качества технологических процессов, а также чёткое функционирование системы контроля на всех этапах производства. При этом качество исходного молока-сырья и компонентов влияет на конечный продукт не только непосредственно, но и путём вынужденных изменений в технологическом процессе (например, изменение температурного режима обработки при неудовлетворительных микробиологических показателях сырья) [20].

Рассмотрим факторы наиболее значимые для российских предприятий молочной отрасли.

Важнейшая роль в обеспечении качества и безопасности готовой молочной продукции принадлежит качеству исходного молока-сырья. На предприятиях молочной промышленности молоко принимают по ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко натуральное коровье - сырьё».

Оборудование, обеспечивающее технологический процесс продукции.

На оборудование молочной промышленности распространяются требования ССБТ (ГОСТ 12.2.003.-74) "Оборудование производственное.

Общие требования безопасности". В соответствии с требованиями ГОСТа оборудование должно быть безопасным при транспортировке, хранении, монтаже, эксплуатации и ремонте. Оно не должно загрязнять выбросами вредных веществ окружающую среду выше установленных норм [7].

Нормы размещения производственного оборудования служат для того, чтобы обеспечить создание безопасных условий труда и гарантировать запас прочности перекрытий. При разработке проектной документации на строительство предприятий и проектов, на монтаж оборудования пользуются СНиП II-2-72 "Производственные здания промышленных предприятий. Нормы проектирования" и другими директивными документами. При размещении оборудования в котельных и компрессорных отделениях пользуются нормами, предусмотренными в правилах устройства и безопасной эксплуатации паровых и водогрейных котлов, с изменениями и дополнениями и правилами устройства и техники безопасности аммиачных холодильных установок [17]. Расход потребления технологическим оборудованием воды, пара, электроэнергии, таблица 1.

"right">Таблица 1

Технологическое оборудование. Расход потребления воды, пара, электроэнергии технологическим оборудованием

пп

Технологическое

оборудование

Тип, марка

Мощность, кВт

Количество часов работы для производства 1т продукции

Расход за 1 час

Пара,г

Воды, мЗ

Электро-энергии, кВт

1

2

3

4

5

6

7

8

1

Резервуар для нормализованной смеси

В2-ОМ2-Г-10

1,5

3

-

-

4,5

2

Насос центробежный

Г2-ОПБ

1,5

5

-

-

7,5

3

Автоматизированная пастеризационно-охладительная пластинчатая установка

ОПЛ-10

21,2

2,8

450

1

218,36

4

Сепаратор-молокоочиститель

ОМС-10

5,5

3

-

-

16,5

5

Гомогенизатор

А1-ОГМ

37

1

-

-

37

6

Резервуар для кисломолочных напитков

Я1-ОСВ-5

5,4

5

-

0,2

27

7

Заквасочник

ОЗУ-600

0,55

1,5

-

-

0,825

8

Насос-дозатор для закваски

НРДМ

0,75

1

-

-

0,75

9

Установка охладительная пластинчатая

001 -У10

1,6

3,2

-

0,2

5,12

10

Фасовочный автомат

М6-ОРЗ-Е

16

2,8

-

-

44,8

Итого

33,3

185

1,4

362,35

1. Резервуар для нормализованной смеси Г6-ОМГ-25, представляет собой термоизолированный сосуд, в который заливают молоко, накапливают его и хранят. Технические характеристики резервуара для нормализованной смеси, таблица 2.

"right">Таблица 2

Технические характеристики резервуара для нормализованной смеси

Показатель

Значение Г6-ОМГ-25

Рабочая вместимость, м3

25

Потребление электроэнергии, кВт/ч

0,75

Число опор

8

Габаритные размеры, мм

6200*2820*3600

Масса, кг

3470

2. Насос центробежный 1Г2-ОПД, по конструкции одноступенчатый, консольно-моноблочный, с закрытыми лопастями рабочего колеса. Рабочее колесо насоса представляет собой диск с направляющими каналами, что позволяет ослаблять нежелательное воздействие на молоко (пенообразование, подсбивание при диспергировании молочного жира и т.д.).

Технические характеристики насоса центробежного, таблица 3.

"right">Таблица 3

Технические характеристики насоса центробежного

Показатель

Значение 1Г2-ОПД

Подача м3/ч, не менее

25

Напор, мм вод. ст.

31

Диаметр условного прохода входного и выходного патрубков, мм

50

Установленная мощность, кВт

5,5

Габаритные размеры, мм

615*332*440

Масса, кг, не более

75

3. Установка охладительная пластинчатая А1-ООЛ-12,5, применяется для охлаждения кефира. Из емкости, предназначенной для заквашивания молока и созревания кефира, продукт температурой 25-14 0С подается по трубопроводу в пластинчатый аппарат и из него непосредственно в фасовочно-упаковочную машину. Технические характеристики охладительной пластинчатой установки, таблица 4.

"right">Таблица 4

Технические характеристики охладительной пластинчатой установки

Показатель

Значение А1-ООЛ-12,5

Производительность, л/ч

12500

Температура, 0С

продукта начальная

продукта конечная

воды

ледяной воды

22-26

6-10

-

0-1

Число пластин в аппарате

68

Габаритные размеры, мм

2000*1845*1800

Масса, кг

1700

4. Автоматизированная пастеризационно-охладительная пластинчатая установка А1-ОКЛ-15, представляет собой комбинированный пластинчатый аппарат, состоящий из отдельных секций. В аппарате происходят различные процессы тепловой обработки - нагрев, пастеризацию, охлаждение, рекуперацию. Технические характеристики автоматизированной пастеризационно-охладительной пластинчатой установки, таблица 5.

"right">Таблица 5

Технические характеристики автоматизированной пастеризационно-охладительной пластинчатой установки

Показатель

Значение А1-ОКЛ-15

Производительность, л/ч

15000

Температура, 0С не более:

молока, поступающего в аппарат

пастеризации

охлажденного молока

ледяной воды

5-10

76-80

2-6

1

Время выдержки молока при температуре пастеризации, с

25

Коэффициент регенерации теплоты, %

90

Расход пара, кг/ч

185

Кратность ледяной воды, не более

2

Рабочее давление в аппарате, кПа

350

Площадь поверхности теплообменной пластины, м2

0,55

Число пластин в секциях:

регенерации 1

регенерации 2

пастеризации

охлаждения ледяной водой

88

35

25

34

Общее число пластин в аппарате

182

Установленная мощность, кВт

15,5

Площадь, занимаемая установкой, м2

18

Масса, кг

4400

5. Сепаратор-молокоочиститель А1-ОЦМ-15, с периодической центробежной выгрузкой осадка, по сравнению с аналогами снижены удельная металлоемкость в 2 раза, удельное потребление электроэнергии в 1,5 раза, а также шумовые и вибрационные характеристики и потери молока. Центробежными разгрузчиками осадка управляет бесклапанная система, что обеспечивает надежность и удобство в эксплуатации. Технические характеристики сепаратора молокоочистителя, таблица 6.

"right">Таблица 6

Технические характеристики сепаратора молокоочистителя

Показатель

Значение А1-ОЦМ-15

Производительность, л/ч

15000

Частота вращения барабана, с -1

108

Температура сепарирования, 0С

35-40

Группа очистки молока

1

Число тарелок

100

Межтарелочный зазор, мм

0,7

Титруемая кислотность молока, 0Т, не более

19

Установленная мощность, кВт

4

Габаритные размеры, мм

1010*792*1230

Масса, кг, не более

525

Резервуар для кисломолочных напитков Я1-ОСВ-6, в аппарате осуществляются следующие операции: заполнение продуктом до определенного уровня, введение закваски, перемешивание, сквашивание или созревание продукта. Резервуары оснащены средствами контроля, автоматического и дистанционного управления процессами, что позволяет обеспечить минимальную трудоемкость эксплуатации и высокое качество вырабатываемых продуктов. Технические характеристики резервуара для кисломолочных напитков, таблица 7.

"right">Таблица 7

Технические характеристики резервуара для кисломолочных напитков

Показатель

Значение Я1-ОСВ-6

Рабочая вместимость

10

Внутренний диаметр, мм

2400

Условный диаметр патрубков наполнения-опорожнения, мм

50

Установленная мощность, кВт

0,75

Занимаемая площадь, м2

7,33

Масса, кг

2000

6. Заквасочник Л5-ОЗ-40, предназначен для приготовления лабораторных и производственных заквасок на чистых культурах молочнокислых бактерий путем пастеризации молока, его сквашивания и охлаждения закваски. Технические характеристики заквасочника, таблица 8.

"right">Таблица 8

Технические характеристики заквасочника

Показатель

Значение Л5-ОЗ-40

Вместимость ушатов рабочая, м3:

всех

одного

4,0

Число ушатов, шт

2,0

Установленная мощность, кВт

2,5

Время, мин:

нагрева молока от 12 до 95 0С

охлаждения:

пастеризованного молока до температуры сквашивания (19-40 0С)

закваски до 8 0С

50

60

60

Точность поддержания температуры, 0С

+/-2

Габаритные размеры, мм

800*450*1080

Масса, кг

170

9. Фасовочный автомат ПС-50. Розлив, фасование и упаковка - заключительные технологические процессы переработки молока. Основной их задачей являются сохранение качества, обеспечение санитарной безопасности и современного товарного вида готовых молочных продуктов, упакованных в удобную для потребителя, а также хранения и транспортирования тару. Этот фасовочный автомат формирует пакеты Пюр-Пак с производительностью 60 упаковок в минуту, что позволяет сократить время упаковывания в 2 раза. Технические характеристики фасовочного автомата, таблица 9.

"right">Таблица 9

Технические характеристики фасовочного автомата

Показатель

ПС-50

Производительность, упак. мин, до

60

Объем дозы, л

0.2-2

Допускаемое отклонение объема дозы, %, не более

+/- 1

Размеры пакета, мм: Длина (за один цикл)/Ширина

50…260 (270)**/60...190 (205)**

Установленная мощность, кВт

1

Напряжение питания, В

220

Расход воздуха, лмин, не более

400

Давление воздуха (в пневмосистеме), МПа

0.6

Габаритные размеры, мм

1200х720х1430

Масса, кг, не более

215

Делись добром ;)