Производство молочной промышленности

Ниже  приводится основная технологическая  схема производства кисломолочных  напитков резервуарным способом (в  двух вариантах — с охлаждением  в резервуарах и охлаждением  в потоке на пластинчатом теплообменнике), разработанная ВНПЛШ и предусматривающая  механизацию и автоматизацию  основных и вспомогательных операций.

По этой схеме молоко подается насосами по трубам, а расфасованный готовый  продукт—внутризаводским транспортом (цепными и ленточными транспортерами и т. д.).

В теплообменниках  молоко и напитки подвергают термической  обработке (нагреванию и охлаждению) до заданной температуры. От механических примесей молоко очищается в сепараторах-очистителях  в потоке и для получения соответствующей  дисперсности жира и улучшения вязкости напитка обрабатывается в гомогенизаторах.

 

 

1 - молокохранильный  резервуар; 2 - центробежный насос для перекачивания кислого молока; 3 -  балансировочный бачок; 4 - центробежный насос; 5 - высокотемпературный теплообменник; 6 - пульт; 7 - сепаратор-молокоочиститель; 8 - обходный клапан; 9 - гомогенизатор; 10 - выдерживатель пастеризованного молока; 11 - смеситель закваски; 12 - насос для подачи закваски; 13 - двустенный резервуар для кисломолочных напитков.

 

Рисунок 1. Основная технологическая схема производства кисломолочных напитков резервуарным способом (первый вариант)

 

 Напиток  в резервуаре перемешивается  приводной мешалкой. Расфасовывают  напиток в бутылки или бумажные  пакеты на разливочных машинах  и автоматах. Трудоемкие процессы  мойки оборудования выполняются  с помощью устройств оросительного  и реактивного действия.

Контроль  технологического процесса и управление им автоматизированы.

На рисунке 1 приведена основная технологическая схема производства кисломолочных напитков резервуарным способом с использованием резервуаров в качестве охладителей.

Сырое молоко, охлажденное до 4—6° С, из молокохранильного  танка 1 центробежным насосом 2 подается в балансировочный бачок 3 пастеризанионно-охладительной  установки 5, затем (под напором) насосом 4 направляется в секцию регенерации  пастеризатора 5, подогревается до 55—60 С и идет на молокоочиститель 7. Очищенное  молоко поступает в гомогенизатор 9, где обрабатывается при давлении 125—175 ат, и возвращается в ~ секцию пастеризации теплообменника 5, далее через обходной клапан направляется на выдержку при  температуре пастеризации и выдерживается  в сосуде 10. После выдержки молоко возвращается в секцию регенерации  теплообменника для отдачи тепла  встречному потоку сырого молока. Молоко температурой 23—25°С поступает из теплообменника в двустенный резервуар 13, смешиваясь на пути следования с потоком закваски в смесителе 11. Заквашенное молоко в танке 13, достигнув кислотности 85—90° Т, перемешивается приводной  мешалкой, затем охлаждается ледяной  водой, подаваемой в рубашку резервуара, до заданной температуры, после чего расфасовывается в стеклянные бутылки  или бумажные пакеты.

Особенность такой схемы заключается в  том, что кефир после сквашивания  и достижения заданной кислотности  перемешивается и охлаждается в  одном и том же резервуаре, после  чего поступает на розлив и подается в камеру для доохлаждения.

Процесс охлаждения сквашенного кисломолочного напитка в двустенном резервуаре длится 3,5—б ч. При производстве кисломолочных  продуктов на термофильных культурах  повышается кислотность очень быстро. Для приостановки бурного нарастания кислотности после достижения 85—90°  Т продукт с помощью тихоходного  насоса подают из резервуара на пластинчатый охладитель, где продолжительность  процесса охлаждения снижается до 1 ч.

Другой  вариант основной схемы технологического процесса производства кисломолочных  напитков резервуарным способом с охлаждением  в потоке приведен на рис. 2.

Особенностью  этого технологического режима является то, что молоко сквашивается в двустенном резервуаре или в обычном молокохранильном танке 13, оборудованном приводными трубчатыми "мешалками, а по достижении кислотности 85—90° Т напиток с  помощью тихоходного насоса 14 из танка 13 поступает на охладитель 15. Напиток охлаждается в тонком слое очень быстро. Далее он поступает  в промежуточный танк 16, а затем  самотеком направляется на машины типа «Юдек», ОР-6У, И2-ОРК-6, И2-ОРК-3 для расфасовки в стеклянные бутылки или на автомат  типа АП-1Н, АП-2Н для расфасовки в бумажные пакеты. Расфасованный напиток транспортером подается в камеру хранения для дальнейшего охлаждения.

Преимущества  производства кисломолочных напитков резервуарным способом следующие:

- почти полностью исключается ручной труд в результате механизации и автоматизации технологического процесса;

- повышается квалификация рабочих, обслуживающих линию; снижаются затраты труда и повышается его производительность:

- снижается стоимость 1 т продукта на 4 р. 46 к.; сокращаются производственные площади, так как готовый продукт созревает и охлаждается в тех же танках, в которых приготовляется, а не в термостатных помещениях; снижается расход тепла и холода.

 

 

1 - резервуар для хранения молока; 2 - центробежный насос для перекачивания молока; 3 - балансировочный бачок; 4 - центробежный насос: 5 - высокотемпературный теплообменник; 6 - пульт; 7 - сепаратор-молокоочиститель; 8 - обходный клапан; 9 - гомогенизатор; 10 - выдерживатель пастеризованного молока; 11 -  насос для подачи закваски; 12 - смеситель закваски; 13 - танк для заквашивания молока; 14 - тихоходный насос для перекачивания кефира; 15 - пластинчатый охладитель; 16 - промежуточный резервуар для созревания кефира.

 

Рисунок 2. Основная технологическая схема производства кисломолочных напитков резервуарным способом с охлаждением в потоке (второй вариант)

 

Практика  эксплуатации оборудования для резервуарного  способа получения напитков показала, что линии, скомплектованные из машин  и аппаратов, специально сконструированных  для резервуарного способа производства кисломолочных напитков, в эксплуатации рентабельны и обеспечивают выпуск продуктов высокого качества.

Если  в линиях производства кисломолочных  напитков резервуарным способом используется оборудование для производства питьевого  молока, то оно работает с перебоями.

В настоящее  время серийно выпускаются все  основные машины и аппараты для комплектации типовой линии (теплообменники типа ОПЛ-5 и ОПЛ-10, гомогенизаторы A1-ОГМ, автоматы АП-1Н, АП-2Н, двустенные танки-резервуары и линии розлива И2-ОЛ2-6 и И2-ОЛ2-3. Линия производства кисломолочных  напитков, скомплектованная из двустенных танков, является универсальной, так  как на ней можно вырабатывать напитки по двум вариантам технологической  схемы после внесения в нее  насоса и пластинчатого пастеризатора [7].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5 Технология  производства кефира

 

5.1 Сырье 

 

Кефир резервуарным способом вырабатывают из цельного натурального нормализованного молока не ниже второго  сорта, кислотностью не более 19 ⁰Т, плотностью не менее 1,0278 кг/м³, с различной массовой долей жира, поэтому исходное молоко нормализуют до требуемой массовой доли жира. При нормализации цельного молока по жиру могут быть два варианта: жира в цельном молоке больше, чем требуется в производстве, и жира в цельном молоке меньше, чем требуется. В первом варианте жир частично отбирают путем сепарирования или к исходному молоку добавляют обезжиренное. Во втором варианте для повышения жирности исходного молока добавляют к нему сливки. Один из простейших способов нормализации по жиру – нормализация путем смешивания в емкости рассчитанных количеств нормализуемого молока и нормализующего компонента (сливок или обезжиренного молока) при тщательном перемешивании смеси.

 

 

5.2 Тепловая обработка и гомогенизация 

 

Пастеризация  молока производится с целью уничтожения  вегетативных форм микрофлоры, в том  числе патогенных. Наиболее распространенный способ в производстве кисломолочных  продуктов – кратковременная  пастеризация при температуре 85-87 ⁰С с выдержкой в течение 5-10 мин. или при 90-92 ⁰С с выдержкой 2-3 мин. с последующим охлаждением до температуры заквашивания. Режим пастеризации должен обеспечить получение заданных свойств готового продукта, в частности органолептических показателей (вкус, нужные вязкость и плотность сгустка). Высокие температуры пастеризации вызывают денатурацию сывороточных белков, при этом повышаются гидратационные свойства казеина. Это способствует образованию более плотного сгустка, который хорошо удерживает влагу, что препятствует отделению сыворотки при хранении.

Гомогенизация – это раздробление (диспергирование) жировых шариков путем воздействия  на молоко значительных внешних усилий. В процессе обработки уменьшаются  размеры жировых шариков и  скорость всплывания. Происходит перераспределение  оболочечного вещества жирового шарика, стабилизируется жировая эмульсия, и гомогенизированное молоко не отстаивается. В настоящее время применяют  двухступенчатую гомогенизацию, исключающую  слипание частичек жировых шариков  на выходе из клапанной щели гомогенизирующей головки. Гомогенизация проводится при температуре 60-65 ⁰С и давлении 15-17,5 МПа (125-175 атм). После пастеризации и гомогенизации смесь охлаждается до температуры заквашивания.

 

5.3 Заквашивание и сквашивание молока. 

 

При производстве кефира обычно применяют закваску, приготовленную на кефирных грибках. Основными  представителями их являются молочнокислые  палочки, молочнокислые стрептококки, в том числе ароматобразующие и молочные дрожжи типа Torula. Случайная  микрофлора зерен состоит из споровых палочек, уксуснокислых бактерий, молочных плесеней, пленчатых дрожжей, бактерий группы Coli и пр.

Для приготовления  кефирной закваски сухие кефирные зерна  выдерживают в теплой воде (25-30 ⁰С) в течение суток, меняя ее за это время 2-3 раза. После этого воду сливают, и набухшие зерна заливают теплым молоком, взятым в десятикратном количестве по отношению к объему грибков.

Для выработки  кефира с характерным вкусом и  прочной консистенцией необходимо использовать производственную закваску, выдержанную после сквашивания  при температуре 10-12 ⁰С в течение 12-24 час. Закваску, масса которой обычно составляет 5 % массы заквашиваемой смеси, вносят в смесь, охлажденную до температуры заквашивания. Смесь сквашивают при температуре 23-25 ⁰С до образования молочно-белкового сгустка кислотностью 80-100 ⁰Т (рН 4,5-4,65). Во время сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. После окончания сквашивания продукт немедленно охлаждают. 

 

 

5.4 Перемешивание и охлаждение сгустка 

 

После сквашивания  кефир перемешивают и охлаждают  до температуры созревания. Перемешивание  продукта начинают через 60-90 мин. после начала времени его охлаждения и проводят в течение 10-30 минут. Перемешанный и охлажденный до температуры 20 ⁰С сгусток оставляют в покое.

 Созревание кефира. Продолжительность созревания кефира составляет 6-10 ч. Во время созревания активизируются дрожжи, происходит спиртовое брожение, в результате чего в продукте образуются спирт, диоксид углерода и другие вещества, придающие этому продукту специфические свойства.

 Перемешивание и розлив. По истечении времени созревания, перед началом розлива кефир в резервуаре перемешивают 2-10 мин.

Упаковку  и маркировку производят в соответствии с требованиями стандарта на этот продукт. С целью улучшения консистенции готового продукта, упакованный кефир  рекомендуется выдерживать в  холодильной камере перед реализацией. При достижении кефиром требуемого показателя условной вязкости и температуры 6 ⁰С технологический процесс считается законченным и продукт готов к реализации. Вкус и запах – чистый, кисломолочный, освежающий. Консистенция кефира должна быть однородной, напоминающей жидкую сметану. Допускается газообразование, вызванное дрожжами или ароматобразующими стрептококками.

6 Технологическое оборудование

 

Танк молокохранительный В2-ОМГ-1. Емкость для хранения молока цилиндрической формы, состоит из алюминиевого корпуса и стального кожуха. Пространство между ними заполнено термоизолирующим веществом. В верхней части емкости предусмотрены смотровое окно, светильник, моечное устройство, датчик верхнего уровня и воздушный клапан. Смотровое окно и светильник предназначены для периодического осмотра внутренней полости емкости. Моечное устройство выполнено в виде двух трубчатых полудуг с отверстиями для подачи раствора. При вытекании моющего раствора из отверстий трубчатые дуги вращаются за счет возникающих реактивных сил. При этом внутренняя поверхность емкости равномерно орошается моющим раствором. Датчик верхнего уровня сигнализирует о заполнении рабочей вместимости емкости, а воздушный клапан впускает и выпускает воздух при ее опорожнении и заполнении.

В средней  части емкости расположены люк, термометр, кран для отбора проб, устройство для контроля за уровнем молока и  стационарная лестница для обслуживания верхней части. В нижней части  имеются перемешивающее устройство, датчик нижнего уровня и опоры. Перемешивающее устройство состоит из центробежного  насоса, эжектора, кранов и соединяющих  из трубопроводов.

Емкость наполняется через нижний патрубок. Через этот же патрубок емкость и  опорожняется при переключении трехходового крана. Окончание заполнения или  опорожнения сопровождается подачей  светового или звукового сигнала. При отборе проб пользуются специальным  краником, а температуру молока контролируют термометром. Повышение температуры  молока за 24 ч хранения в таких  емкостях при разности температур окружающего  воздуха и продукта, равной 24 ⁰С, допускается не более чем на 2 ⁰С.

Центробежный насос НМУ-6. Имеет корпус в виде цилиндра, закрываемого крышкой. Во внутренней полости корпуса через отверстие проходит вал с насаженной на него лопастью. Крышка уплотнена резиновым кольцом и зажимными винтами. На ней расположен по оси вала всасывающий патрубок. По касательной к цилиндру корпуса установлен нагнетательный патрубок.