Технологии производства сыра с низкой температурой второго нагревания

Реферат 
 

Дипломный проект содержит:

страниц 112 таблиц 28 рисунков 1 литературных источников 27 

Ключевые  слова: сыр с низкой температурой второго нагревания, прополис, молокосвертывающий фермент, закваска бактериальная.  

Цель  проекта – изучение технологии производства сыра с низкой температурой второго нагревания, а также повысить его биологическую ценность и срок хранения путем добавления прополиса.   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Перечень  используемых сокращений 

СанПиН – санитарно-эпидемиологические правила и нормативы

СНиП  – строительные нормы и правила

ГОСТ  – государственный стандарт

ТУ – техническое условие

РФ –  Российская Федерация

РТ –  Республика Татарстан 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание                                                                                                         стр.                            

Введение                                                                                                                  8

1 Литературный  обзор                                                                                          10

1.1 Виды сыров и их классификация                                                                   12            

1.2 Бактериальные  закваски, применяемые в сыроделии.                                                  

Свойства  микрофлоры заквасок                                                                          14                                        

2 Патентная часть                                                                                                  16

3 Проектное  предложение                                                                                    23

Сыр с  прополисом                                                                                                 23

4 Характеристика сырья и изготовляемой продукции                                      25

4.1 Молоко как сырье для производства сыра                                                   25             

4.2 Требования  к сырью                                                                                        28        

4.3 Характеристика готового продукта                                                             29              

5 Описание проектируемой аппаратурно-технологической схемы                 31

5.1 Контроль качества, приемка, очистка сырья                                                31           

5.2 Пастеризация и нормализация молока                                                          31              

5.3 Подготовка молока к свертыванию                                                               32             

5.4 Сычужное свертывание смеси, обработка сгустка и сырного зерна         32               

5.5 Формование, самопрессование и прессование сыра                                   34                 

5.6 Посолка сыра                                                                                                    34            

5.7 Созревание сыра                                                                                              34               

5.8 Хранение сыра                                                                                                 35             

5.9 Транспортирование сыра                                                                               36   

6 Материальный баланс производства сыра с добавлением прополиса         37

7 Технико-технологические  расчеты                                                                 42

7.1 Расчет  сыродельной ванны                                                                             42

7.1.1 Расчет  загрузки аппарата                                                                           42               

7.1.2 Расчет  мощности электродвигателя                                                          43              

7.1.3 Определение  коэффициента теплоотдачи со  стороны молока                44              

7.1.4. Расчет  коэффициента теплоотдачи со  стороны рубашки                      45               

7.1.5 Механический расчет аппарата                                                                   47                  

7.2 Расчет  пластинчатого теплообменника                                                        48

7.2.1 Определение начальных и конечных температур                                   50               

7.2.2 Определение скоростей потока молока в секциях                                    52              

7.2.3 Определение средних температур, параметров Рr, вязкости и

теплопроводности  продукта и рабочих жидкостей                                           54              

7.2.4 Расчет рабочих поверхностей секции, числа пластин и пакетов             58                    

7.3 Расчет  сепаратора                                                                                            59

7.4 Расчет центробежного насоса                                                                        60

8 Производственный контроль                                                                           62

9 Автоматизация технологического процесса и автоматизированные

 системы управления                                                                                           65

10 Безопасность и экологичность проекта                                                          72

11 Строительно-монтажная  часть                                                                        87

12 Технико-экономическое обоснование проекта                                             93                                                                                                                                    

Заключение                                                                                                          109

Список  использованных источников                                                                 110 
 

      Введение

      Сыр – высокобелковый, биологически полноценный  пищевой продукт, получаемый в результате ферментативного свертывания молока, выделения сырной массы с последующим  ее концентрированием и созреванием. Пищевая и биологическая ценность сыра обусловлена высоким содержанием в нем молочного белка и кальция, наличием необходимых человеческому организму незаменимых аминокислот, жирных и других органических кислот, витаминов, минеральных солей и микроэлементов. Сыр является высококалорийным (от 2000 до 4000 ккал/кг) и биологически полноценным пищевым продуктом.

      В зависимости от вида сыра в нем  может содержаться до 30 % белка. Наиболее богаты белками твердые прессуемые сыры, так для формирования типичной консистенции должно быть не менее 24 % белков. В большинстве сычужных сыров их больше, чем в мясе (20 %). Ежедневное потребление 50 г сыра покрывает потребность организма в незаменимых аминокислотах. Молочные белки особенно нужны при воспаление слизистой поверхности и язве желудка, заболеваниях печени, желчного пузыря. Они содержат большое количество фосфопротеинов, которые требуются для роста, поэтому незаменимы в питании детей и подростков. 

      Содержание  жира в сыре колеблется от 9 до 34 % в зависимости от вида. Жир находится в эмульгированном состоянии, что обуславливает его хорошую усвояемость, он участвует так же в формировании вкуса и консистенции сыра.

      Сыр является богатейшим источником Са и  Р в питании. 100 г твердых сыров покрывает дневную потребность в Ca полностью, а в Р – на 40-50 %. Особенно полезен сыр детям, нуждающимся в этих минеральных элементах.

      Потребность взрослого человека в Na составляет около 4 г в день; на самом деле в виде соли человек потребляет в 2-5 раза больше Na, чем ему требуется. С сырами поступает всего 5-10 % Na от общего его потребления.

      Содержание  в сырах некоторых микроэлементов (мг/кг) колеблется в пределах: Fe - 0,3-12; Cu – 0,2-3,6; Mn – 0,3-5,3; Mo – 0,05-0,5; Zn – 2,7-120;   F – 0,1-3,9; I – 0,05-1,0; Co – 0,004-0,038.

      Витамины, как и белки, являются незаменимыми веществами в питании.

      Степень перехода жирорастворимых витаминов  молока в сыр зависит от жирности сыра. В полножирные сыры переходят  из молока 80-85 % витамина А, 10-20 % тиамина (В₁), ниацина (РР), фолацина (В₉) и аскорбиновой кислоты (С), 20-30 % рибофлавина (В₂) и 30-60 % кобаламина (В₁₂).  

      Сыры  являются важным источником витаминов  группы В, а в особенности кобаламина (В₁₂). Значительная часть водорастворимых витаминов молока уносятся с сывороткой, в сгустке остается не более 25 % этих витаминов. Витамина С остается ничтожно малое количество от 28 до 30 мг/кг, что значительно меньше, чем в овощах и фруктах.

      Содержание  витаминов в сырах зависит  от микрофлоры, применяемой для их выработки. Состав витаминов изменяется в течение созревания: обычно их концентрация возрастает к концу созревания в результате синтеза микрофлорой.

      При соблюдении норм потребления сыр  удовлетворяет потребность (в %): в  витамине А на 15, в тиамине –  на 10, в рибофлавине – на 40, в ниацине – на 30, в витамине В₁₂ – на 25.     
 
 
 
 
 
 
 
 

      1 Литературный обзор  
 

     Кризис  в экономике, случившийся в последнее  десятилетие прошлого века, существенно  отразился на сыроделии. Произошел  спад производства, понизилось качество продукции, изменился ассортимент, а ряд заводов вообще  прекратил выработку сыра.

     Однако  начиная с 1998 года ситуация в отрасли  постепенно меняется в лучшую сторону. Объем выработки сыра вырос примерно в 2 раза. В последние годы сыроделие получило развитие в Центральном, Поволжском и Сибирском федеральном округах. Примером интенсивного роста объемов производства сычужных сыров может служить Алтайский край (1997 год – 11,1 тысяч тонн, 2003 год – 30,4 тысяч тонн).

      Ассортимент вырабатываемых сыров составляет около 50 наименований. Однако в их числе много сыров с близкими органолептическими характеристиками.

     Большие изменения происходят в сфере  производства и переработки молока. В настоящее время более 50 % молока производится в личных хозяйствах. В 2005 году было произведено только 48 % молока.

     Следует отметить, что из общего объема молока всего 42 % используется для переработки промышленными предприятиями [1].

     Меняется  структура переработки молока. Его  расход на выработку сыра в настоящее время находится на уровне 12 % вместо 5-6 %  в 1990 году.

     Технический уровень ряда сыродельных заводов  не отвечает современным требованиям. Нуждаются в замене пастеризационно–охладительные установки, сепараторы, сырные ванны, прессы и другое технологическое оборудование. Многие предприятия имеют примитивные очистные сооружения, нуждается в замене энергетическое и холодильное хозяйство.

     Требования  по увеличению ассортимента при сохранении объема производства возникшее, с одной стороны, из-за уменьшения объемов поставки сырья, с другой стороны из-за появления большого количества продуктов с новыми качествами, повлияли как на создание универсального оборудования, так и на организационно-технологические решения его использования.

     Рост  производства сопровождается увеличением количества получаемой  сыворотки. Однако согласно данным Института управления, качества, безопасности и экологии. В 2005 году переработано лишь 25 % сыворотки, а остальное её количество продано хозяйствам и ушло в потери.

     Известны  два основных направления промышленной переработки молочной сыворотки: полное  использование её компонентов (напитки, сгущенная сыворотка, сухая сыворотка, заменители молока) и раздельное (извлечение белков, лактозы). Разработана специальная система организации производства сухой сыворотки, предусматривающая создание центров по её сушке с доставкой на них сырья с других предприятий.

     Приведенный в данном литературном обзоре краткий  перечень развития сыродельной отрасли, естественно не охватывает весь спектр проблем, стоящий перед промышленностью. В целом их можно охарактеризовать следующим образом:

     – активная работа с животноводами  в направлении улучшения удоев, улучшение состава и свойств  молока, а также его экологической  и бактериальной чистоты;

     – замена существующего устаревшего  парка оборудования;

     – освоение нового прогрессивного оборудования;

     – широкое внедрение в производство достижений исследовательских и  учебных институтов;

     – привлечение в отрасль крупных  компаний, способных на серьезные  инвестиции в реконструкцию предприятия;

     – использование при выработке  сыра эффективных бактериальных  препаратов и молосвертывающих ферментов;

     – применение прогрессивных технологий получения сыров;

     – повышение уровня подготовки специалистов для отрасли с привлечением к этому процессу передовых предприятий промышленности [2]. 

1. Виды сыров  и их классификация

      Единый  технологический процесс выработки  сыра включает следующие операции: ферментативное свертывание молока сычужным ферментом или сходными с ним по действию на казеин ферментами; обработка сгустка; формование и прессование сырной массы; посолка сырной массы; созревание сырной массы. Однако единый, в сущности, технологический процесс сыроделия имеет ряд особенностей, определяющих разнообразие существующих видов сыров [2].

      Классификация сыров должна основываться на тех  показателях, которые оказывают решающее влияние на их органолептические свойства и пищевую ценность. К таким показателям относятся: тип основного сырья, способ свертывания молока, участвующая в производстве сыра микрофлора, главные показатели химического состава и принципиальные особенности технологии.

      В сыроделии используют четыре типа свертывания  молока: сычужное, кислотное, сычужно-кислотное, термокислотное. 

      По  типу производства сыры обычно делят на четыре группы: твердые сычужные сыры, рассольные сыры, мягкие сыры, переработанные (плавленые) сыры.

      Сыры  первой группы могут быть, в свою очередь, разделены по технологическим признакам на следующие пять групп. Твердые сыры созревают исключительно под влиянием молочнокислых или молочнокислых и пропионовокислых бактерий [3].

1. Сыры с высокой температурой второго нагревания: советский, швейцарский, швейцарский блочный, бийский и другие. 
2. Сыры с низкой температурой второго нагревания: голландский круглый, голландский брусковый, костромской, ярославский, степной, угличский, эстонский, буковинский, сусанинский и другие.
3. Сыры с низкой температурой второго нагревания с повышенным уровнем молочнокислого процесса: российский, чеддер и другие.
4. Сыры с низкой температурой второго нагревания, созревшие при участие микрофлоры сырной слизи (полутвердые): латвийский, пикантный и другие.
5. Сыры пониженной жирности: литовский, прибалтийский и другие.

      Сыры  мягкие могут быть разделены тоже на пять групп. Эта группа сыров созревает под влиянием щелочеобразующих бактерий сырной слизи и микроскопических грибов (плесеней) в отдельности или при совместном  их действии, а также молочнокислых бактерий.

1. Сыры свежие кисломолочные: любительский, чайный, домашний, останкинский и другие.
2. Сыры грибные, с участием плесневых грибов: русский камамбер, бри, камамбер и другие.
3. Слизневые сыры: смоленский, дорогобужский, мароль и другие.
4. Сывороточные сыры: адыгейский, рикотта, бруност.
5. Сливочные: сладкий, фруктовый (ягодный), крим.

      Рассольные  сыры делят на следующие две группы.

      1.    Сыры без чеддеризации и плавления: брынза, лиманский, столовый, чанах, осетинский и так далее.

      2.      С чеддеризацией и плавлением: сулугуни, слоистый, моззарелла и другие.

      Последняя группа, то есть переработанные (плавленые) сыры, включает следующие группы. При производстве переработанных сыров используются все молочные сыры: как сычужные, так и кисломолочные.

1. Группа плавленых колбасных сыров: колбасный копченый, колбасный копченый со специями (тмином) и другие.
2. Плавленые пастообразные сыры: угличский, сливочный, «Омичка», «Дружба» и другие.
3. Плавленые сладкие сыры: шоколадный, кофейный, «Сказка» и другие.
4. Группа плавленых консервных сыров: стерилизованный, пастеризованный, пастеризованный с ветчиной и другие [2,3].   

      1.2 Бактериальные закваски, применяемые в сыроделии.                 Свойства микрофлоры заквасок 

      С целью восполнения полезной микрофлоры, уничтоженной при пастеризации молока, и формирования видовых особенностей сыров в молоко перед свертыванием вносят производственные закваски или активизированные бактериальные препараты.

      Видовой состав заквасок разнообразен. В практике производства сыров в состав бактериальных  заквасок включают мезофильные молочнокислые  стрептококки, термофильные стрептококки, термофильные и мезофильные молочнокислые палочки  в различных количествах и сочетаниях в зависимости от вида сыра [4].

      В состав бактериальных заквасок включают мезофильные молочнокислые организмы семейства Streptococcaceae, относящиеся к роду Streptococcus (виды S. cremoris, S. lactis и его разновидности S. lactis subsp. diacetilactis S. lactis subsp. acetoinicus), и бактерии рода Leuconostoс (виды Leuc. lactis, Leuc. cremoris Leuc. dextranicum).

        S. cremoris образует сгусток сметанообразной консистенции, более прочно удерживающий влагу, что снижает опасность получения слишком сухого зерна и грубой консистенции. S. cremoris более устойчив к бактериофагу, чем S. lactis.

        S. lactis образует сгусток с колющейся консистенцией, высокими синеретическими свойствами, имеет широкий диапазон температур роста           (8-41ºС) и высокую способность кислотообразованию. В многоштаммовых заквасках он растет совместно с S. cremoris, S. diacetilactis и Leuconostoс.

      S. thernophilus растет в широком диапазоне температур от 20 до 50 ºС, образуя при высоких температурах сметанообразный, при низких температурах – колющийся сгусток, хорошо выделяющий сыворотку.  S. thernophilus чувствитель к антибиотикам и не способен расти при концентрации поваренной соли 2 %, но устойчив к бактериофагу.

      Мезофильные молочнокислые палочки L. plantarum и L. сasei  повышает устойчивость стрептококковых заквасок к воздействую нерегулируемой технически вредной микрофлоры, температурный оптимум их развития        30 ºС. L. plantarum медленно развивается в молоке, при активизации культуры используют гидролизованное молоко. L. сasei хорошо развивается в молоке и образует в нем до 1,5 % кислоты.

      Температурный оптимум развития L. helveticus 45 ºС, неустойчив при концентрации соли 2 %.

      L. lactis развивается при температуре 40-45 ºС, концентрация соли 2 % не угнетает ее.

      L. bulgaricus близка по свойствам L. lactis, но не способна развиваться при концентрации соли 2 % [4]. 
 
 
 
 
 
 
 
 

      2 Патентная часть 
 

      Для проведения патентных исследований определяется предмет поиска по теме дипломного проекта, подлежащий исследованию.

      Предмет поиска: «Способ производства сыра с низкой температурой второго нагревания».

      Поиск проводится по отечественному патентному фонду библиотеки КГТУ и национальной библиотеки РТ.

      Глубина поиска – 11 лет, начиная с текущего года и вглубь без пробела.

      Источником  информаций об отечественных изобретениях является официальный бюллетень  РФ «Изобретения. Полезные модели» информационно-поисковая система Интернет сайт www. fips. ru.

      Классификационные индексы предмета поиска определяются по    Международной Патентной Классификации МПК: А23С19/02.

      Целью патентных исследований является установление уровня развития техники и анализ применяемости прогрессивных решений                         в дипломном проекте.

      Для составления полного списка изобретений, имеющих отношение к теме поиска, используются годовые систематические указатели к              официальному бюллетеню.

      Номера  охранных документов, имеющих отношение  к теме поиска,   заносятся в таблицу.  

        Таблица 2 – Список охранных документов

      Продолжение таблицы 2