Технологічні розрахунки молочного виробництва

Вихід сухого молока після сушіння

M = M_н (100 - u_н /100 - u_к), (5.1.)

де М – маса продукту після сушіння,кг;

M_н – початкова маса продукту, кг;

u_н - початкова вологість продукту, % від маси продукту;

u_к – кінцева вологість продукту, % від маси продукту.

Якщо при нормалізації необхідно визначити масу знежиреного чи незбираного молока, то для цього користуються формулою матеріального балансу:

М_о (Х_н – Х_о) = М_м(Х_м – Х_н), (5.2.)

де М_о – маса знежиреного молока, кг;

Х_н – вміст жиру в нормальному молоці, %;

Х_о – вміст жиру в знежиреному молоці, %;

М_м – маса вихідного незбираного молока, кг;

Х_м – вміст жиру у вихідному незбираному молоці, %.

Виходячи з рівняння матеріального балансу, масу знежиреного молока, що додають до суцільного молока, визначають за формулою:

М_о = М_м (Х_м - Х_н) / (Х_н - Х_о ), (5.3.)

а масу вихідного незбираного молока, у яке додають знежирене молоко, розраховують за формулою

М_м = М_о (Х_н - Х_о) / (Х_м – Х_н.) (5.4.)

Маса нормалізованого молока

М = М_м + М_о, (5.5.)

де М -маса нормалізованого молока, кг.

Якщо при нормалізації до незбираного молока додають вершки, то у розрахунках використовують рівняння матеріального балансу

М_в (Х_в - Х_н) = М_м (Х_н - Х_м), (5.6.)

де М_в – маса вершків, кг;

Х_в – вміст жиру у вершках, %.

Виходячи з рівняння матеріального балансу, маса вершків(кг), що додають до молока,

М_в =М_м (Х_н – Х_м) / (Х_в – Х_н), (5.7.)

а маса молока(кг), що додають до вершків,

М_м = М_в (Х_в - Х_н)/ (Х_н – Х_м.)(5.8.)

Маса нормалізованого молока (кг)

М_н = М_м + М_в.(5.9.)

Для одержання вершків необхідної жирності (Х_в, %) вихід вершків із апарату регулюють відповідно з жирністю молока, що поступає. При цьому виходять з такої залежності:

Х_в= 100 Х_м – (100 – В)·0,05 / В, (5.10.)

де Х_м – масова частка жиру у молоці,%;

В – вихід вершків,%;

0,05 – масова частка жиру у знежиреному молоці,%.

При охолодженні незбираного згущеного молока з цукром внаслідок амо випарювання при зниженні температури на 1°C продукт згущається на 0,88% ~ (0,1%). Залежність між масовою часткою вологи спочатку охолодження та наприкінці характеризується рівнянням

В_н = В_к +0,88 (t_н – t_к), (5.11.)

де В_н і В_к – масова частка вологи спочатку та наприкінці охолодження відповідно,%;

t_н і t_к – початкова і кінцева температури відповідно, °C.

Тривалість теплової обробки нормалізованих сумішей, що забезпечують необхідний ефект, визначається за формулою

lnτ_д = 36,84- 0,48t, (5.12.)

де τ_д – достатня тривалість теплового впливу при температурі t, с;

t – температура теплового впливу, °C.

Норма витрати молока на 1 т вершків Р_м з урахуванням витрат має таку залежність:

Р_м =1000 (Х_в - Х_о) / Х_м (1 – 0,01П) – Х_о, (5.13)

де П - норма витрат,%.

Кількість сухого (згущеного) молока (кг) для нормалізації

К _с.м. = 100 К₁/ Р, (5.14.)

де К₁ – кількість сухого молока за рецептурою, кг;

Р – розчинність сухого молока,%.

Молочну суміш для приготування сиру готують з пастеризованого незбираного молока і пастеризованого знежиреного. Вміст жиру у суміші, що вимагається (%) розраховують за формулою:

Х_ж = БХ_с.р.К_е / 100, (5.15.)

де Б – фактичний вміст білка в молоці,%;

Х_с.р. - вміст жиру в сухій речовині за стандартом,%;

К_е – коефіцієнт, що визначається емпірично (для сирів 50%-ної жирності у сухій речовині К_е = 2,09 - 2,15; для сирів 40%-ної жирності К_е = 1,90).

Розрахунки для складання суміші за жирністю, що вимагається виконуються на основі співвідношення

М_м / М_о =( Х_с - Х_о) /( Х_м – Х_с),(5.16.)

де Х_с – жирність суміші,%.

Маса суміші

М =М_м + М_о(5.17.)

Співвідношення часток незбираного та знежиреного молока у суміші визначається за допомогою квадрату зворотної пропорційності, що має наступний вигляд:

У лівому верхньому куті вказують жирність незбираного молока Х_м, у нижньому куті – жирність знежиреного молока Х_о, а на перехресті діагоналей – жирність суміші Х_с. Далі за напрямком діагоналей від більшої жирності Х_с віднімають меншу жирність Х_о і різницю (Х_с - Х_о) вказують у верхньому куті. Ця різниця відповідає кількості часток молока.

За напрямком іншої діагоналі віднімають з більшої жирності Х_м меншу Х_с та у нижньому правому куті записують різницю (Х_м - Х_с). Ця різниця відповідає числу часток знежиреного молока. Таким чином, результати читають за напрямком верхньої та нижньої сторін квадрата.

Зміст жиру у сухій речовині сиру

Х_с.р. = Х_с.м.·100 / С _с.р., (5.18.)

де Х_с.р. - вміст жиру за всією сирній масі,%;

С_с.р. - вміст сухих речовин у сирі,%.