1. Введение.

Молоко как сырьё для молочной отрасли.

Требования, предъявляемые к заготовляемому молоку.

Получение доброкачественного молока на ферме.

Транспортировки молока, приёмка и хранение.

2. Первичная обработка молока и молочных продуктов.

Гомогенизация молока.

Сепарирование молока.

Мембранные методы обработки молока.

3. Тепловая обработка молока.

Основы тепловой обработки.

Охлаждение молока.

Пастеризация и стерилизация молока.

Термовакуумная обработка молока.

4. Производство кисломолочных продуктов.

Линии производства творога.

Линии производства творожных продуктов.

Линии производства сметаны.

5. Линии производства мороженого.

6. Линии производства масла.

7. Линии производства твёрдых сыров.

8. Линии производства плавленых сыров.

9. Линии производства молочных консервов.

10. Фасовка и упаковка молочной продукции.

11. Санитарная обработка технологического оборудования.

Молочная промышленность России является одной из ведущих отраслей пищевой промышленности. В Советский период производства молочная отрасль занимала первое место в мире по объёму надоя на душу населения. В 1986 г. СССР 110 млн. т.; США – 65,7 млн. т.; Франция – 35,2 млн. т.; ФРГ – 23,6 млн. т.; Великобритания – 16,0 млн. т. Правда, надо отдать должное, что этот показатель получен не за счёт продуктивности коров, а за счёт наращивания поголовья. Так средняя продуктивность коровы в России составляет около 3000 л, а в ведущих странах от 5000 до 6000 л. В последнее десятилетие продуктивность коров в странах стала ещё ниже, численность уменьшилась на 50% в результате того, что многие хозяйства из-за дороговизны и нехватки кормов «пустили под нож» свои молочные стада. Объём выпускаемого молока резко снизился. Это привело к тому, что многие предприятия молочной промышленности сейчас загружены на 30…50% своей мощности. С целью использования и сохранения своих мощностей на предприятиях организуют выработку соков, напитков, майонеза и т.д. Наряду с уменьшением объёма выпуска острой проблемой является ухудшение качественных показателей поступающего на переработку молока. (степени чистоты, кислотности, бактериальной обсемененности). Низкое качество сырья приводит к ухудшению и потере вкусо-ароматических свойств готовых молочных продуктов; потеряно качество сыров из непастеризованного молока, Вологодское масло практически исчезло с прилавков магазинов. Нарушилась традиционная технология производства кисло-молочных продуктов, перешли к выработке комбинированных продуктов с добавлением в состав немолочных компонентов, различных пищевых добавок, что не улучшает качества.

В последние два года, картина стала понемногу меняться в лучшую сторону. Появились новые молочные фермы в Белгородской области, Краснодарском крае, в Татарстане, правда, эти первые ласточки пока не могут обеспечить отрасль в полной мере, но надежда есть.

В настоящее время крупные молочные предприятия в основном работают на импортном сырье, сухом молоке, и из сухого молока делают молочные продукты.

Начало развития молочного дела в России на научной основе положили А.А. Калантар и Н.В. Верещагин. Первых инженеров-технологов стал готовить Вологодский молочный институт. В области процессов и аппаратов Г.К. Кук, В.Д. Сурков, Н.Н. Липатов и др.

Современная технология молока базируется на результатах многочисленных исследований отечественных и зарубежных учёных. Основная НИР в области переработки молока сосредоточена во ВНИМИ, ВНИИМС, НИИДП. Существенный вклад в решении многих проблем вносят кафедры высших учебных заведений.

Молоко

Молоко – биологическая жидкость, которая образуется в молочной железе млекопитающих и обладает высокой пищевой ценностью, иммунологическими и бактерицидными свойствами.

Средний состав молока 87% - вода; 13% - сухой молочный остаток. Свежее натуральное молоко, характеризуется определёнными физико-химическими свойствами (кислотность, плотность, теплоёмкость).

Кислотность свежевыдоенного молока в градусах Тернера имеет 16…18° Т; плотность 1027 кг/м³.

Теплоёмкость молока лежит в диапазоне от 0 до 70° изменяется очень мало и равно 3900 Дж/кг·°К.

Бактериальная активность молока - это способность в течение определённого периода подавлять развитие микроорганизмов.

Период времени, в течение которого молоко обладает бактериальной активностью, называют бактериальной фазой, а эта фаза зависит от температуры хранения и количества бактерий.

При 37° - 2 ч; 30° - 3 ч; 25° - 6 ч; 10° - 24 ч; 5° - 36 ч; 0° - 48 ч.

Качество принимаемого молока на заводах разделяют на 3 сорта.

1 сорт – 16…18°Т; I степень чистоты, нет механических примесей; 1 ст. бактериального обсеменения 0,5 млн. бактерий в 1 мл при t = 10° С.

2 сорт – 16…20° Т; II степень чистоты, есть механические примеси; 2 ст. бактериального обсеменения 4 млн. бактерий в 1 мл.

3 сорт – 20…21° Т; III степень чистоты, заметный осадок; 3 ст. бактериального обсеменения 20 млн. бактерий в 1 мл.

Различают: молочные комбинаты, гормолзаводы, молочно-консервные заводы.

На молочных заводах молоко принимают от сдатчиков, учитывая его количество и качество.

На заводы молоко доставляется автомобильным, железнодорожным или водным транспортом.

Для определения количества молока используют различные весовые устройства, а объёма – расходомеры-счётчики.

Принятое молоко проходит первичную обработку, в процессе которой оно сначала очищается от механических примесей на фильтрах или сепараторах-молокоочистителях, а затем охлаждается до t = 4…6°C. Очищенное и охлажденное молоко насосами перекачивается в различные ёмкости от 10000 до 120000 л и содержится там не более 20 часов, а затем направляется на технологическую переработку. Прежде чем перейти к технологической обработке молоко подвергается процессу гомогенизации.

Гомогенизация – это процесс раздробления жировых шариков 2…4 мм до 1 мкм, тем самым снижается возможность отстаивания жира при хранении питьевого молока.

Сепарирование - это процесс разделения продукта на фракции с различной плотностью во вращающемся сепарирующем устройстве-барабане. В сепарирующем устройстве продукт распределяется тонкими слоями между тарелками. Более лёгкие частицы перемещаются к центру, а более тяжёлые к периферии.

Сепараторы-сливкоотделители разделяют молоко на сливки и обезжиренное молоко.

Сепаратор-молокоочиститель для выделения механических и естественных примесей.

Пастеризацию молока проводят с целью уничтожения болезнетворных микроорганизмов. Различают следующие режимы пастеризации молока:

- длительный при t = 60…63° С – 30 мин;

- кратковременный при t = 72…76° С – 15…20 мин;

- моментальный при t свыше 100° С без выдержки.

Для этого используются пастеризационно-охладительные установки. Хранится не более 36 часов.

Стерилизация молока – для уничтожения всех микроорганизмов и их спор – при t сыше 100° С. Хранится в течение длительного времени.

Стерилизационно-охладительная установка пластинчатого типа.

Производство стерилизованного молока осуществляется двух- и одноступенчатым способом. При двухступенчатом способе молоко стерилизуется дважды, сначала в потоке, а затем в бутылках после розлива.

Одноступенчатый способ: стерилизуют только в потоке, а затем разливают в бумажные или полимерные пакеты, t = 135…140° С.

К кисломолочным продуктам относятся: творог, творожные продукты, сметана.

Кисломолочные продукты получаются за счёт сквашивания молока, пастеризации, стерилизации или топления молока, сливок, пахты и т.д.

К кисломолочным напиткам относятся: простокваша, кефир, кумыс, ацидофильные напитки.

Творог – жирный, полужирный, крестьянский и т.д.

Сметана

Мороженое

Молочные консервы – сгущенное молоко с сахаром, какао, кофе, сливки

Сухое молоко

Методы консервирования молочных продуктов основаны на двух принципах – анабиоз и абиоз.

Консервирование по принципу анабиоза заключается в подавлении микроорганизмов химическими или физическими средствами. Из химических средств в промышленности используются добавление сорбиновой кислоты и антибиотика низина, это увеличивает срок хранения. Из физических средств используются высушивание или повышение осматического давления.

Принцип абиоза состоит в полном уничтожении микрофлоры за счёт тепловой стерилизации, обеззараживания УФ-излучением и ультракороткими волнами.

Промышленностью выпускаются молочные продукты, ассортимент которых насчитывает более 800 наименований.

Лекция № 2

Структура, классификация, основные параметры и требования к технологическому оборудованию

Предприятия молочной отрасли оснащены производственным оборудованием, служащим для механизации ручного труда и автоматизации технологического процесса. Производственное оборудование, предназначенное для выполнения операций по переработке молочного сырья в пищевые продукты, называют машиной. Конструктивная особенность машины – наличие движущихся рабочих органов, которые механически воздействуют на обрабатываемый продукт.

Технологическое оборудование, в котором обрабатываемый продукт меняет свои физико-механические, биохимические свойства или агрегатное состояние, называется аппаратом. Конструктивная особенность аппарата, наличие определяющего пространства (объёма) или рабочей камеры (резервуара), в которых происходит воздействие на продукт с целью изменения его свойства. Кроме того, для работы аппарата применяют различные рабочие жидкости (горячую, холодную, ледяную воду), пар и другие, которые называются тепло- и хладоносителями. Взаимодействие рабочей жидкости и обрабатываемого продукта в аппарате может происходить при прямом и непрямом контакте. Во втором случае взаимодействие, как правило, осуществляется через разделяющую поверхность (металлическую стенку).

Структура оборудования

Любое технологическое оборудование состоит из следующих частей: станины (корпус, рама и т.п.), устройства или узлов загрузки (выгрузки) продукта, защиты (блокировки), привода, исполнительного механизма, исполнительных органов и контрольно-измерительных приборов.

Станина предназначена для крепления всех частей оборудования, в том числе дополнительных устройств (транспортирования, подъёма) необходимых для работы оборудования. В отдельных видах оборудования (сепараторы), станина кроме основного назначения, служит картером для смазки исполнительных механизмов.

Устройство загрузки (выгрузки) осуществляет периодическую или непрерывную подачу продукта в оборудование, а также может обеспечить его дозирование по объёму или массе в зависимости от технологических требований.

Устройство защиты (блокировки) предназначено для предотвращения неправильного или несвоевременного включения или отключения отдельных частей оборудования или предохранения их от аварий.

Привод служит для передачи движения через исполнительный механизм или исполнительные органы оборудования. В качестве привода применяют электрические, гидравлические, пневматические механизмы.

Электрический привод получил наибольшее распространение. Его основная часть – электродвигатель.

По роду подводимого тока они разделяются на 3 группы.

1. Постоянного тока с постоянным или регулируемым напряжением. У них возможно плавное изменение частоты вращения вала в широком диапазоне.

2. Трёхфазного переменного тока. Синхронные и асинхронные; одно- и многоскоростные (максимально 4х скоростные).

3. Однофазные асинхронные двигатели малой мощности.

Гидравлический привод состоит из насоса, подающего рабочую жидкость в гидросистему и поддерживающего в ней давление и расход; гидродвигателия, передающего движения исполнительному механизму; трубы, соединяющей насос и гидродвигатель; ёмкости для резервирования рабочей жидкости; сборника рабочей жидкости; контрольно-регулирующих приборов. Для подачи рабочей жидкости применяют лопастные, шестерёнчатые, поршневые и другие насосы.

Гидродвигатели бывают ротационными, поворотными, поршневыми. Первые приводят механизм во вращательное движение, вторые в поворотное, трети в возвратно-поступательное движение.

В пневматическом приводе рабочей средой является сжатый воздух. В состав привода входят: компрессор, нагнетающий воздух в систему; ресивер – для создания запаса воздуха; фильтр; трубопроводы; пневмодвигатель; приборы контроля и автоматики. Пневмоприводы бывают ротационные, поршневые и мембранные.

Исполнительный (передаточный) механизм предназначен для передачи движения от привода к исполнительным органам технологического оборудования. Механизмы бывают жёсткие и гибкие.

Исполнительные органы предназначены для непосредственного оказания на продукт механического или теплового воздействия. По конструкции исполнительные органы бывают: лопастные, шнековые, винтовые, барабанные, вальцовые, мембранные, шланговые, ленточные, сетчатые, фрикционные, сопловые, форсуночные, дисковые. По способу воздействия исполнительные органы можно разделить на: очищающие, истирающие, перемешивающие и тепло-передающие.