Характеристика та аналіз технологічної схеми виробництва плавлених сирів

Попередня обробка 

Сири за допомогою ножів  очищають від парафіну, кірки, сир  від плісняви ​​і слизу, масло від штафу і нарізають на невеликі шматки (50―70 мм) для подрібнення і складають у лотки для інгредієнтів. Рідкі наповнювачі, якщо такі необхідні за рецептурою, фільтрують, спеції дезінфікують, обробляючи окропом.

Подрібнення

Подрібнення інгредієнтів проводиться  до досягнення шматочками сиру розміру 3-8 мм, цей процес можна здійснювати на м'ясорубці, згідно паспорта. Кожен вид сировини подрібнюють роздільно і завантажують в окремі лоточки.

Складання суміші

Для складання суміші користуються формулами матеріального балансу  з розрахунком отримання готової  продукції необхідної жирності і  вологості. Спочатку визначають зразкове співвідношення компонентів суміші сичужних жирних сирів, нежирного сиру та інші, потім за даними хімічного аналізу сировини розраховують кількість сухих речовин та вміст жиру в кожному вигляді сировини, визначаючи в підсумку, яка кількість жиру і сухих речовин необхідно відняти або додати.

 

 

Підбір солей-плавителів

       Смак і консистенція плавленого сиру, стійкість його при зберіганні залежать від якості застосовуваного сировини, а також від фізико-хімічних властивостей і якості застосовуваних солей-плавники.

У залежності від ступеня  зрілості вихідної сировини рекомендуються до застосування такі солі-плавники:

- Фосфати (солі фосфорної кислоти) ― сир недостатньо зрілий зі слабко вираженим сирним смаком і запахом, грубуватою консистенції (рh= 5,0―5,3);

- Натрієві сіль лимонної кислоти ― сир зрілий з вираженим запахом і смаком;

- Лимоннокислих солі, солі Грахама ― сир перезрілий з сильно вираженим сирним смаком і запахом, з пряносладковатим присмаком, зайво гострий (рh= 5,6 ―6,0).

Загальна кількість вводяться  при плавленні солей не повинно  перевищувати 3%, фосфорнокислих солей ― 2%.

Солі-плавники застосовують у вигляді водних розчинів. При  цьому в розрахунках суміші необхідно враховувати кількість води, що вноситься з ними.

Для приготування розчину  використовується вода, що відповідає вимогам, які пред'являються до питної води. Всі хімікати повинні відповідати  вимогам, що пред'являються до харчових продуктів. Зберігати їх необхідно  в закритому вигляді в сухому приміщенні. Розчини солей-плавники готують в ємності з кришкою з нержавіючої сталі об'ємом 36 л. Луджена посуд для цих цілей непридатна. Для приготування 36 л розчину натрієвих солей лимонної кислоти спочатку в ємність вливають до 3 л (не більше) гарячої води, в якій розчиняють розраховану кількість двовуглекислого натрію NаНСОз. Потім поступово додають лимонну кислоту. При цьому внаслідок протікає хімічної реакції відбувається інтенсивне спінення розчину. Після внесення всієї кількості кислоти розчин доводять до температури, близької до кипіння. При просвітління розчину і припинення виділення бульбашок вуглекислого газу його доводять водою до 36 л, підтримуючи температуру 70 ° С. Якщо кислотність отриманого розчину не відповідає нормам, то для підвищення кислотності збільшують вміст кислоти, для зниження підвищують кількість соди. Перед вживанням готовий розчин солі-плавники фільтрують через кілька шарів марлі.

Приклад: так, потрібно приготувати  розчин солі-плавники в кількості 30 л для плавлення добре дозрілого  сиру. Готують одну з рекомендованих солей, наприклад лимоннокислий натрій з рН 5. Для цього в гарячій воді (до 20 л) розчиняють спочатку 11,6 кг харчової соди, а потім 12,6 кг лимонної кислоти. При температурі 70 ° С розчин доводять водою до 36 л. Після контролю розчину по кислотності (величина рН або градус кислотності), коригування її при необхідності і фільтрування розчину він готовий до вживання.

Плавлення сирної маси

Плавлення підготовленої  сирної маси здійснюють у плавники сиру, згідно паспорта. Порядок закладки сировини залежить від виду вироблюваного плавленого сиру. Так, для сирів 45―60% жирності можна рекомендувати наступний порядок закладки компонентів: у плавники вносять всі компоненти суміші крім вершкового масла, масу підплавляють до 65―70 ° С. Після цього вносять масло і плавлять до готовності. Для сирів 30―40% жирності щоб уникнути пригара на дно плавники поміщають частина масла, потім жирні сичужні сири і сир, нежирний сир і сухе молоко. В останню чергу в плавники вносять солі-плавники, воду, масу підплавляють і вносять решту масла.

Сирну суміш плавлять при температурі 75―80 ° С з витримкою при даній температурі 15―20 хв, що сприяє отриманню однорідної сирної маси без включення не розплавлених частинок сиру.

Закінчення процесу плавлення  визначають за станом маси, яка стає однорідною і досить текучої, а також не має не розплавлених частинок сиру. Погане набрякання маси зі стінок плавники і мішалки (маса неоднорідна, рветься) є ознакою нестачі солей-плавники або неправильного режиму плавлення.

 

 

 

Гомогенізація сирної маси

З метою поліпшення емульгування жиру та отримання більш тонкої структури плавленого сиру, розплавлена ​​сирна маса, безпосередньо після плавлення піддається емульгуванню.

Процес емульгування полягає  в наступному: на плавники відкривається  кран зливного отвору і гаряча сирна  маса по трубопроводах за допомогою  роторного насоса подається на емульсор. Після емульсора, якщо сирна маса недостатньо емульгованих, вона може бути повернута в плавники, або спрямована на фасування.

Для запобігання плавлених  сирів від пліснявіння за багатого обсіменіння сировини спорами цвілі, доцільно використовувати сорбінову кислоту, яка є фунгіцидною речовиною. Сорбінову кислоту вносять в кінці плавлення (з розрахунку 0,1% до загальної маси компонентів), заздалегідь розмішавши її в невеликій кількості води температурою 25-30 ° С, яка враховується при розрахунку рецептури.

Для запобігання плавлених  сирів, особливо пастоподібних, від  можливості спучування при великій  обсіменіння сировини олійно-кислими  бактеріями рекомендується використовувати низин. Низин ― антибіотик, що утворюється деякими штамами Str.lactis.

За хімічним складом низин ― поліпептид.

У плавлений сир препарат низин вносять з розрахунку 1,5 г на 10 кг готового продукту (150 од / г). Розрахована кількість препарату низина вносять у сухому вигляді безпосередньо в суміш перед плавленням або з сухими компонентами (вершками, молоком, сироваткою), попередньо ретельно перемішавши.

Фасовка розплавленої сирної маси

Розплавлену сирну масу в  гарячому стані направляють на фасування. Фасовка може здійснюється:

- В пластикові стаканчики  вагою 200-250 грам на автоматі  розфасовки (згідно паспорту);

- У ковбасну оболонку  за допомогою шприца вакуумного  та кліпсатор, також батони можуть бути перев'язані вручну шпагатом (за типом ковбасної в'язки).

Фасовка здійснюється згідно паспорта на даний вид обладнання.

 Охолодження

Після фасовки або копчення плавлені сири відразу піддають охолодженню. Способи охолодження можуть бути різними:

- В холодильних камерах  середньо температурних; 

- У спеціальних приміщеннях  на стелажах або візках при  температурі повітря не вище 10 ° С. Тривалість охолодження 6-12 годин.

Умови зберігання і транспортування  сиру

Температура охолодження  сиру, при якій його можна упакувати  в ящики, повинна бути не вище 15 °  С. Температура плавленого сиру, виробленого  з підприємства, повинна бути не вище 10 ° С.

Упакований сир зберігають на складах, торговельних базах і  холодильниках при температурі  від 0 до мінус 4 ° С і відносній  вологості повітря відповідно 85-90% і 80-85%.

 

4.   Технологічне обладнання для виробництва плавлених сирів

 

Технологія виробництва  плавленого сиру на установці  УМТИ-СИ (Рисунок 2.4). Сировина завантажується в котел установки, де відбувається подрібнення і плавлення сирної маси. Плавлення відбувається при безперервному перемішуванні спеціальної мішалкою, що попереджає утворення пригара до стінок. Наявна опція «всприскування гострої пари», яка дозволяє зменшити час обробки, а вакуумування дозволяє отримати продукт високої якості з відсутністю пухирців повітря в готовому продукті.

Готову розплавлену сирну  масу розфасовують у споживчу тару. Для отримання ковбасного сиру, сир розфасований у вигляді батонів після охолодження поміщають у спеціальні коптильні камери або виробляють за допомогою коптильного аппарату.   

 

 

Рисунок 2.4 ― Установка УМТИ-СИ

 

 

2.5 Порівняльна характеристика технологічного обладнання

 

До даної групи обладнання відносять машини для підготовки сирної маси до переробки та апарати  для плавлення сирної маси. При  невеликому обсязі виробництва плавлених сирів значну частину операцій з підготовки сирної маси до плавлення здійснюють вручну: зняття парафіну з голівок або блоків сиру, їх зачистка та мийка, а також розрізання сиру і блоків масла. Винятком є ​​операція тонкого подрібнення або перетирання сиру перед плавленням. Зазвичай для цієї мети застосовують трьохвальцьову сиропротирочну машину, що складається з станини, трьох робочих валків, системи водяного охолодження і приводу. Шматки сиру завантажують у сиропротирочну машину, де вони інтенсивно перетираються в зазорі між валками. Перетерта сирна маса знімається з поверхні валків ножами. Зазор між валками регулюється спеціальним механізмом. Система водяного охолодження валків служить для запобігання нагрівання і злипання сирної маси.

Апарати для плавлення  сирної маси можуть бути періодичної  і безперервної дії. Апарат Б6-ОПЕ-400 для плавлення сирної маси (рисунок 2.5) складається з наступних основних частин: станини, двох котлів, кришки котла, перемішують, комунікацій з фільтрами для очищення пара, вакуум-насосної установки та електрообладнання.

Рисунок 2.5 ― Апарат Б6-ОПЕ-400 для плавлення сирної маси:

 

1 - станина, 2, 3 - електродвигуни; 4 - поворотний кронштейн, 5 - кришка котла; 6 - перемішуючий пристрій; 7 - казан; 8 - зливний отвір; 9 - власник; 10 - порожній шток.

 

Основою апарату є лита станина, на якій змонтовані всі вузли. Всередині станини розташовані  електродвигун з приводом для  підйому і опускання котлів і  електродвигун з приводом перемішують.

Котел являє собою циліндричну  чашу з еліптичним дном, що має парову сорочку, теплоізоляцію і зовнішній  металевий кожух. Пара або гаряча вода підводяться в сорочку через опорні цапфи, розташовані в середній частині котла і службовці одночасно осями, навколо яких котел повертається при вивантаженні сирної маси. Для вивантаження без перекидання котла в нижній його частині є зливний отвір, що закривається шиберною заслінкою. Кришка котла еліптичної форми з'єднується з котлом запірним кільцем.

Привід перемішують здійснюється від трьох швидкісний електродвигуна через пружну втулочно-пальцеву муфту, клиноремінну і зубчасту передачі. На кінці вихідного вала за допомогою різьби укріплено перемішуючий пристрій зварної конструкції зі смуг нержавіючої сталі. Привід забезпечує обертання перемішують з частотою 86 хв-1 115 і 173 хв^-1. Електродвигун через клиноремінну передачу і черв'ячну пару забезпечує підйом і опускання котлів. Досягається це зміною напрямку обертання вала електродвигуна. Для очищення пари, що подається безпосередньо в сирну масу, на паропроводі встановлено три різних по влаштуванню фільтра.

У корпусі першого з  них є дрібна сітка, другого - сітчастий  циліндр, заповнений активованим вугіллям, третього ― циклон. Подрібнену сирну масу завантажують у котел, герметично закривають його кришкою, включають перемішучий пристрій і в теплообмінну сорочку (при необхідності і в казан) подають пар під тиском 300 кПа. Сирна маса нагрівається до 85 ... 90 ° С. Плавлення здійснюється при перемішуванні сирної маси протягом 15 ... 18 хв. Після закінчення процесу з котла виливають розплавлену сирну масу, другий котел заповнюють вихідним продуктом і до нього повертається кришка з мішалкою. Процес плавлення повторюється. Для видалення гострих запахів плавлення може здійснюватися під вакуумом 53 ... 66 кПа. Управління апаратом і його системами здійснюється комплектом приладів. Продуктивність двухкотлового апарату для плавлення сирної маси близько 400 кг/ч.

Апарат безперервної дії для плавлення сирної маси є більш продуктивним обладнанням  в порівнянні з двухкотловим апаратом (рисунок 2.6), що складається з вертикального і горизонтального котлів. Обидва котла мають теплообмінні сорочки, в які подаються гаряча вода або пар. У вертикальному котлі розміщена лопатева мішалка, обертання якої передається від електродвигуна через клиноременную передачу, редуктор, ланцюгову і конічну зубчасту передачі. У горизонтальному котлі є стрічкова мішалка з шнеком, що приводиться в дію від того ж електродвигуна через клиноременную передачу, редуктор і конічну зубчасту передачу.

 

Рисунок 2.6 ― Апарат безперервної дії  для плавлення

 

1 - вертикальний  котел; 2 - горизонтальний котел, 3 - триходовий  кран; 4 - камера з охолоджуючою сорочкою; 5 - мішалка з шнеком; 6 - станина; 7 - нагрівач, 8 - електродвигун; 9 - редуктор; 10 - ланцюгова передача, 11 - конічна зубчаста передача; 12 - підйомний механізм

 

Перетерта сирна  маса безперервно надходить в  котел, перемішується і за рахунок  зіткнення з його гарячими стінками плавиться. Потім вона потрапляє  в інший казан, де процес плавлення  триває.

Продукт перемішується  мішалкою і за допомогою шнека  подається в камеру з охолоджуючої сорочкою. Проходячи через камеру, сирна маса охолоджується і виводиться з апарату через триходовий кран на фасування. В окремих випадках при великих обсягах виробництва плавлених сирів доцільно застосовувати комбіновані агрегати, в яких подрібнення, плавлення і охолодження сирної маси виконують в одному апараті. Такі агрегати, наприклад В2-ОПН, можна застосовувати як самостійно, так і в складі поточно-механізованих ліній плавлених сирів продуктивністю 1200 кг/год і більше.

3. АПАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГІЧНА СХЕМА ВИРОБНИЦТВА ПЛАВЛЕНИХ СИРІВ

Рисунок 2.6 ― Апаратурно-технологічна схема виробництва плавлених сирів

 

Специфікація  до схеми з виробництва плавленого сиру

1. Очисник парафіну

2. Стелаж для  розморожування сиру

3. Дзига-подрібнювач

4. Мішалка

5. Проміжна пересувна  ємність

6. Сироплавільний  котел

7. Мікрокуттер

8. Фасувальний  автомат для розфасовки плавленого  сиру

9. Холодильна  камера

10. Вакуумний  шприц для ковбасного сиру

11. Кліпсатор

12. Стелаж-візок

13. Коптильна  камера

4. ВИМОГИ ДО ЯКОСТІ

 

Згідно з ДСТУ 4635:2006 "Сири плавлені. Загальні технічні умови" все плавлені сири, крім солодких, повинні володіти вираженим сирним та / або кислуватим, та / або в міру гострим або кисломолочним смаком і запахом. Для солодких плавлених сирів смак і запах повинні бути чистими, молочними, солодкими. При використанні компонентів і / або ароматизаторів - присмак, властивий внесеним компонентів і / або ароматизаторів або суміші компонентів і ароматизаторів.