Курсовая работа: Производство пастеризованного молока
Молочные белки под действием тепла денатурируют. Наиболее чувствительны к нагреванию сывороточные белки, которые денатурируют при температурах выше 65 °С, казеин же обладает высокой тепловой стойкостью. При температурах выше 100 "С начинается частичное разложение лактозы, в результате которого молоко приобретает специфический вкус, запах и цвет (бурый). Молочный жир при нагревании до 100 °С практически не меняется. В процессе тепловой обработки частично разрушаются витамины, особенно водорастворимые (С, В12, тиамин и др.), а также инактивируются ферменты (редуктаза, фосфатаза, пероксидаза). Минеральные соли в результате перехода растворимых солей кальция и фосфора в нерастворимое состояние частично выпадают в осадок. Изменение составных частей молока, отрицательно влияющее на пищевую ценность и органолептические показатели, должно быть незначительным.
К видам тепловой обработки относятся пастеризация и стерилизация. Разновидности пастеризации - это ультравысокотемпературная (УВТ) обработка и термизация.
1.3.2 Пастеризация молока
Пастеризация молока - это тепловая обработка молока с целью уничтожения вегетативных форм микрофлоры, в том числе патогенных. Режим пастеризации должен обеспечить также получение заданных свойств готового продукта, в частности органолептических показателей (вкус, нужные вязкость и плотность сгустка). Эффект пастеризации, обусловленный степенью гибели патогенной микрофлоры, влияет на выбор режимов и способов пастеризации. Из патогенных микроорганизмов наиболее устойчивы к тепловой обработке бактерии туберкулеза. Поскольку работа по определению возбудителей туберкулеза сложна, то эффективность пастеризации принято определять по гибели не менее стойкой кишечной палочки. Эффект пастеризации зависит от температуры t и продолжительности тепловой обработки z, взаимосвязь которых установлена в виде следующего уравнения:
In z, =36,84-0,48 t
где 36,84 и 0,48 - постоянные величины.
В зависимости от этих факторов различают три режима пастеризации: длительная пастеризация - при температуре 60...63°С с выдержкой 30 мин; кратковременная - при 74...78 °С с выдержкой 20 с; моментальная - при температуре 85...87 °С или 95...98 °С без выдержки.
Выбор режимов пастеризации предопределяется технологическими условиями и свойствами продукта. При содержании в продукте компонентов, отличающихся низкой термоустойчивостью, следует применять длительную пастеризацию. Процесс длительной пастеризации хотя и обеспечивает надежное уничтожение патогенных микробов и наименьшее изменение физико-химических свойств молока, однако требует больших затрат, связанных с использованием малопроизводительного оборудования.
Наиболее распространенный способ в производстве пастеризованного молока, кисломолочных продуктов и мороженого - кратковременная пастеризация. Этот способ также надежен для инактивации микробов и максимального сохранения исходных свойств молока. Моментальная пастеризация по воздействию на микробы и свойства молока аналогична кратковременной. Она рекомендуется для пастеризации сливок, из которых вырабатывают масло, и при производстве молочных консервов. Таким образом, все способы пастеризации позволяют получить продукт, безвредный для непосредственного употребления в пищу, но имеющий ограниченный срок хранения.
Сопротивляемость микроорганизмов тепловой обработке увеличивается при повышении содержания жира и сухих веществ в продуктах (сливки, смесь для мороженого), так как жировые и белковые вещества оказывают защитное действие на микробные клетки. Поэтому для продуктов с повышенным содержанием жира и сухих веществ температура пастеризации должна быть увеличена на 10...15 "С по сравнению с температурой пастеризации молока.
Одновременно с пастеризацией для улучшения органолептических показателей молока и сливок проводят их дезодорацию.
Органолептические показатели изменяются вследствие наличия в молоке летучих веществ и газов, особенно кислорода, обусловливающих нежелательные вкус и запах. Кислород, присутствующий в молоке, при хранении способствует окислению жировой фракции и разрушению витаминов. Для удаления этих нежелательных веществ из молока используют вакуум-дезодорационные установки. Дезодорацию осуществляют обычно при температуре 65...70 °С и разрежении 0,04...0,06 МПа в течение 4...5 с. При этих условиях молоко закипает и вместе с парами удаляются нежелательные газы и летучие вещества.
Ультравысокотемпературная (УВТ) обработка молока проводится при температурах выше 100 °С без выдержки или с выдержкой 1...3 с. Так, в технологии кисломолочных напитков используют УВТ-обработку при 102 ± 2 °С без выдержки.
Термизация - это тепловая обработка молока с целью увеличения продолжительности его хранения путем снижения общей бактериальной обсемененности молока. Проводят ее при температуре 65 "С в течение 15 с. Термизация в качестве низкотемпературной кратковременной тепловой обработки рекомендована для повышения стойкости сырого молока при хранении. В сыроделии термизацию применяют для обработки молока с повышенной бактериальной обсемененностью и предназначенного для созревания, а в производстве молочных консервов - для повышения термостойкости молока.
2. Технологическая часть
2.1 Технология переработки молока
Молоко на предприятия закупается согласно ГОСТу 13264-88:
Молоко должно быть цельным, свежим и полученным от здоровых коров, иметь чистый, сладковатый вкус и запах, свойственный свежему молоку. Цвет от белого до светло-кремового, без каких-либо цветных пятен и оттенков. По консистенции это однородная жидкость без сгустков белка и комочков жира, без осадка, плотностью не ниже 1027 кг/м3. Не подлежит приемке молока в первые 7 дней после отела и старо дойное молоко за 10-15 дней перед запуском коровы. Не допускается в молоке резко выраженных кормовых привкусов, а также молоко со стойким запахом химикатов и нефтепродуктов с добавлением нейтрализующих веществ, с остаточным содержанием химических средств защиты растений и животных, а также антибиотиков, с прогорклым, затхлым привкусом, тягучей консистенции. Молоко подразделяется по сортам.
В качественную оценку молока при приемке на заводе входит определение степени чистоты по эталону, бактериальной обсемененности, титруемой кислотности.
Для определения степени чистоты по эталону применяют приборы разнообразной конструкции. По содержанию механических примесей молоко в соответствии с эталоном, предусмотренным ГОСТом, разделяют на три группы: в молоке 1 группы на фильтре отсутствуют частицы механических примесей, 2 - на фильтре обнаруживаются отдельный частицы3 - на фильтре имеется заметный осадок частиц механических примесей.
Бактериальную обсемененность молока определяют по редуктазной пробе и относят молоко к одному из 4 классов. К классу 1 относят молоко, содержащее менее 0,5 млн. бактерий в 1 мл. Это хорошее в бактериальном отношении молоко можно использовать в производстве различных молочных продуктов. К классу 2 относят молоко, содержащее до 4 млн. бактерий в 1 мл. в молоке класса 3 содержится до 20 млн. бактерий в 1 мл. молоко класса 4 не принимают заводы молочной промышленности.
Молоко кислотностью не выше 21 0Т, бактериальной обсемененностью не ниже 3 класса и степенью чистоты не ниже 2 группы, а также молоко от больных или подозреваемых в заболевании коров, использование в пищу которого разрешается после термической обработки, принимается как не сортовое.
Молоко кислотностью свыше 21 0Т считается некондиционным и приемке не подлежит.
Расчеты за сданное молоко проводятся по базисной жирности и содержанию белка соответствующим средним нормам для данного сырья. При приемке проводят также контроль молока на санитарно-биологическое состояние (раз в декаду), на механическую загрязненность, на бактериологическую обсемененность.
Также в качестве сырья для производства пастеризованного молока используют восстановленное и рекомбинированное молоко и их смеси. При выработке пастеризованного восстановленного молока сухие компоненты растворяют в воде при температуре 38…420 С, фильтруют и охлаждают до 5…80 С. С целью набухания белков и достижения требуемой плотности восстановленное молоко выдерживают при температуре охлаждения в течении 3…4 часов.
Технологический процесс состоит из следующих операций:
приемка
очистка
сепарирование
нормализация (периодическим способом или сепаратором - нормализатором)
гомогенизация
пастеризация
охлаждение
фасование, упаковывание и хранение.
Принятое цельное молоко подвергается подогреву до 40 - 45 0С и очистке на сепараторах молокоочистителях. Затем молоко нормализуется путем отделения сливок на сепараторах-нормализаторах или путем разделения цельного молока на обезжиренное и сливки в сепараторах-сливкоотделитилях с последующим смешением их в нужной пропорции. После этого молоко подогревается до 45…550С и гомогенизируется при давлении 10-15 МПа. Нормализованное и гомогенизированное молоко пастеризуется при 76 0С с выдержкой 15-20 с. Затем молоко охлаждается до 4-6 0С. Охлажденное молоко разливается и упаковывается в стеклянную, бумажную или полимерную тару. В отличии от бутылок пакеты используются однократно. При этом исключатся сложный процесс мойки, сокращаются необходимый площади, численность обслуживающего персонала, расход энергии, моющих средств и воды, улучшаются санитарные условия производства. Полимерная тара значительно легче бутылок и поэтому удобна для потребителя и транспортировки. Срок хранения герметично упакованного пастеризованного молока при температуре 4±20С составляет 3 сут.
Схема направления переработки молока
2.2 Продуктовый расчет для питьевого молока с м. д. ж.3,2%
Масса готового продукта (Мгп) равна 1200 кг. Молоко поступает жирностью 3,5%. По массе готового продукта определяем массу нормализованного молока (Мн) с учетом предельно допустимых потерь молока при приемке, обработке и фасовке:
Мн =
, (1)
Где: Мн - масса нормализованного молока, кг;
Мгп - масса готового продукта, кг
Р - норма расхода нормализованного молока на 1 т продукта, кг/т
(Р=1008,6)
Мн =
=1210,32 (кг)
Массовую долю жира в нормализованном молоке рассчитываем по формуле:
Жн = Жгп + 0,05, (2)
где, Жн - жир нормализованного молока,%
Жгп - жир готового продукта,%
Жн= 3,2+ 0,05=3,25%
Определяем вариант нормализации:
Жн =3,25% < Жц = 3,5%
Нормализацию путем смешивания Жн˂ Жц.
Расчет масс компонентов нормализации (цельное молоко и. обезжиренное молоко) выполняем по следующим формулам.
Определяем сколько требуется цельного молока:
Мц=
, (3)
где, Мц - масса цельного молока, кг;
Жц - жир цельного молока,%
Жо - жир обезжиренного молока.
Мц=
=1122,6 (кг)
Мо= 
, (4)
Мо=
=87,7 (кг), проверка: Мн=
Мц+ Мс
1122,6+87,7= 1210,3 (кг)
Массу обезжиренного молока получаем сепарированием цельного молока. Расчеты выполняем по формулам:
Мц=
, (5)
где, Жс - жир сливок (30%),%;
П3 - потери обезжиренного молока при получении на заводе (П3 =0,4).
Мц=
=99,5 (кг)
Мс=
(6)
где, П2 - потери обезжиренного молока при его получении на заводе
(П2 - 0,27).
Мс=
=11,42 (кг)
11,42 кг- остаток сливок от производства питьевого молока с м. д. ж.3,2%.
Результаты продуктового расчета приведены в таблице 4.
Таблица 4. Таблица продуктового расчета
| Продукты | Затрачено, кг | Получено | |||
| Нормализованное молоко | в том числе |
Готового продукта |
|||
| Цельное молоко | Обезжиренное молоко | ||||
| Молоко с м. д. ж.3,2% | 1210,32 | 1122,6 | 87,7 | 1200 | |
При производстве пастеризованного молока у нас осталось:
Сливки с м. д. ж. 30% -11,42 кг
Оставшуюся продукцию целесообразней отдавать хозяйствам поставляющим молоко-сырье. А они используют в своих целях, для выпойки животных. Между хозяйством и заводом происходит обмен.
3. Технологическое оборудование
Схема производства пастеризованного молока с м. д. ж.3,2%
приемка: молоко цельное ГОСТ 13264-88; насос центробежный, счетчик, фильтр, охладитель, резервуар для хранения молока
↓
подогрев: Т=40…450С; пастеризатор (1 секция рекуперации)
↓
очистка: саморазгружающийся сепаратор-сливкоотделитель / очиститель
↓
нормализация: саморазгружающийся сепаратор-сливкоотделитель / очиститель
↓
гомогенизация: Р=10…15МПа, Т=40…450С; гомогенизатор
↓
пастеризация: Т=76±20С, выдержка 15-20 сек; пастеризатор (секция пастеризации)
↓
охлаждение: Т=4…60С; пастеризатор (охлаждающая секция)
↓
упаковывание в пакеты: упаковочный автомат
↓
хранение: Т=4±20С, время=3 сут
3.1 Подбор технологического оборудования
Приемное отделение.
Мощность молочного предприятия составляет 1200 кг в смену. Согласно нормам технологического проектирования, при данной мощности завода предусматривается приемка молока в 1 смены, не менее 2 часов в смену.
Часовая производительность оборудования определяется по формуле:
Q = Mm/t =1210/2 = 605 кг/ч
где Mm - масса молока в смену, кг;
t - время приемки молока, ч.
Для приемки заданного количества молока предусматривается насос центробежный Г2-ОПА (6 м3/ч) и пластинчатый охладитель одноконтурный для молока ОП-1000М (1000 л/ч)
Для промежуточного хранения сырого молока в соответствии с ВНТП вместимость резервуаров должна составить 100% от суточного поступления. В связи с этим предусматривается 1 резервуар вместимостью 2 м3 РМ-В-2.
Аппаратное отделение
Для проведения пастеризации молока, согласно продуктовому расчету, удобна установка марки ПМР-0,2Вт. Она обеспечит необходимые режимы. Время эффективной работы установки 6 часов.
1210/6= 201,66 кг/ч
Таким образом, предусматривается пастеризационно-охладительная установка производительностью 1200 л/ч ПМР-0,2Вт.
Время ее работы при производстве молока пастеризованного составляет:
