Кінцева стадія оптимізації отримання молока

Зміст

   Вступ           

   1.Информаційний  розділ: 

   1.1.Характеристика  и асортимент молока питного    

   1.2.Теоретичні  основи технології виробництва  молока питного 

   1.3.Поточно-механізовані  линії виробництва молока питного  

   2.Аналіз технологної системи виробництва молока

   2.1.Оцінка технологічної системи на основі принципу

   системного  підходу до удосконалення    

   2.2.Обгрунтування  заходів, прийнятих для оптимізації

    заключної  стадії  молока питного      

   3.Проектний  розділ.

   Складання іконографічної моделі

     удосконаленої технологічної системи виробництва

   молока  питного з оптимізацією заключної  стадії

     3.1. Розробка удосконаленої моделі  процесу

   Молока  питного з оптимізацією заключної стадії

     3.2.Пересмотр апаратурно-технологічної  схеми

   Розробка  рішень щодо реалізації проектного рішення  

   Висновки          

   Література            
 

Вступ

     За  останні роки ситуація в галузі молочної промисловості погіршилась. Вперше за багато років в молочній промисловості припинилося збільшення випуску цільномолочних продуктів (свіжих продуктів), значно скорочено виробництво сухих молокопродуктів і масла. Причиною цьому стала несприятлива кон'юнктура ринків молокопродуктів, викликана світовою фінансовою кризою і особливо гострими кризисними явищами безпосередньо в економіці України.Це приведе до зниження купівельної здатності населення вжиток молочних продуктів в країні впаде, зовнішній попит також буде слабким.

     У цих умовах в промисловості наголошуватиметься зниження обсягів випуску продукції, будуть припинено багато проектів по реконструкції виробничих потужностей.

       На діаграмі (Див. додаток 1) ми  можемо побачити як випускалась  молочна продукція в різні  роки, особливий зріст молочної  продукції можна побачити 2008 році, зараз нажаль молочна промисловість  втрачає свої переваги, це помітно в порівнянні з попередніми роками. Дуже низький рівень спостерігається в 2010 році. 

     Метою даної курсової роботи є поліпшення заключної стадії виробництва молока за рахунок введення нових технологій, це допоможе утримати продукт якісним довше ніж зазвичай.

     Для досягнення поставленої мети визначено  такі завдання:

• вивчити споживні властивості молока питного;
• проаналізувати асортимент  молока, що реалізується в торгівельній мережі;
• охарактеризувати технологію виробництва молока питного;
• проаналізувати проблеми у технології виробництва молока питного, заходи по їх попередженню.
• Дана курсова робота складається з вступу, висновку, 3 розділів, додатку та списку використаної літератури.
• Предметом дослідження даної курсової роботи – є технологія виробництва молока питного.
• Ціль дослідження – розробка технологічного проекту виробництва молока питного з оптимізацією заключної стадії

1. Інформаційний  розділ

     1.1. Характеристика і  асортимент молока  питного

     Молоко - єдиний продукт харчування в перші місяці життя людини. Виключно важливе значення воно має і в харчуванні дорослого. Для старих,

     Включення молочних продуктів  в харчовій раціон підвищує його повноцінність  і сприяє кращому  засвоєнню всіх компонентів.

     Молоко, в залежності від  мікробіологічних, органолептичних та фізико-хімічних показників, поділяють на сорти: вищий, перший, другий і несортовий.

     Склад молока

     Молоко  складається з  води і розподілених у ній харчових речовин - жирів, білків, вуглеводів, ферментів, вітамінів, мінеральних  речовин, газів (табл. 1). Ці речовини після видалення води і газів називають сухим молочним залишком.

     Сухий залишок включає  всі поживні речовини молока. Він визначає вихід готової  продукції при  виробництві молочних продуктів.

     Вміст сухої речовини та окремих його компонентів  не постійно протягом періоду лактації. Кількість жиру схильне найбільшим коливань, потім йде білки. Вміст лактози і солей, навпаки, майже не змінюється протягом усього періоду лактації.

     Діапазон  коливань перебуває  в тісному зв'язку з величиною часток окремих складових частин. Вода є обов'язковою частиною молока і обумовлює його фізичний стан. У молоці міститься в середньому 87% води.Молочний жир. Основу молочного жиру складають тригліцериди, що представляють собою складні ефіри трехатомного спирту гліцерину і жирних кислот. Молочний жир має найбільше значення для переробки молока в порівнянні з іншими його компонентами.

     У молочному жирі визначено  понад 60 жирних кислот. Найважливішими з  них є пальмітинова, міристинова, олеїнова і стеаринова. Вміст  жирних кислот у молочному жирі в зимовий і літній час різному. Взимку молочний жир характеризується більш високим рівнем миристиновой, лауринової, і пальмітинової кислот, а влітку - олеїнової і лінолевої. Особливістю молочного жиру є наявність великої кількості низькомолекулярних летких, розчинних у воді кислот.

     Масова  частка жиру в коров'ячому  молоці в середньому становить 3,6-3,9% ю  Він знаходиться  в молоці у вигляді  дрібних кульок: в  охолодженому молоці - у вигляді суспензії, а в неохолодженому - емульсії.

     Білки являють собою складні високомолекулярні азотисті сполуки. Основу білкових молекул складають амінокислоти. У молочному білку виявлено 18 амінокислот, 8 з них відносять до незамінних. Склад білків молока непостійний, їх вміст у молоці змінюється залежно від породи худоби, періоду лактації, виду корму і інших факторів.

     Вуглеводи. Це група природних  органічних сполук, хімічна структура  яких відповідає загальній  формулі Cm (H2O) n.

     Склад молока непостійний. Відсутність однієї з речовин або  незначне відхилення його кількості від норми зазвичай вказує на хворобливий стан тварини або на неповноцінність харчового раціону (корми).

     Властивості молока як об'єкта технологічної  переробки залежать не тільки від його складу, але більшою  мірою від біологічних  та хімічних показників: бактерицидної активності та кислотності. Бактерицидна активність - це властивість свежевидоенного молока пригнічувати розвиток мікроорганізмів, пов'язане з наявністю імунних тіл, що виробляється організмом тварини і вступників з крові в молочну залозу.

     Кислотність обумовлена ​​наявністю в молоці кислих солей, білків. Буває титруемая (загальна) і активна. Одиниця виміру титруемой кислотності - градус Тернера, (°Т). 1 градус Тернера дорівнює числу мілілітрів 0,1 н. розчину гідроксиду натрію (калію), який витрачається на нейтралізацію (титрування) кислих сполук в 100 мл молока, розведеного вдвічі дистильованою водою. Кислотність свежевидоенного молока становить 16-18оТ. Вона зумовлюється кислими солями - дегідрофосфатамі і дегідроцітратамі (близько 9-13 ^оТ), білками - казеїном і сироватковими білками (4-6 ^оТ), вуглекислотою, кислотами (молочної, лимонної, аскорбінової, вільними жирними і ін компонентами молока (1-3 ^оТ).

     рН (активна кислотність) - це концентрація водневих іонів. Вона виражається  від'ємним логарифмом концентрації іонів водню, позначається рН. Чим вище концентрація іонів Н₂, тим нижче значення рН. Для нормального свіжого молока рН складає 6,47-6,67. Така кислотність сприятлива для стійкості колоїдної системи молока і розвитку бактерій. При підвищеній активності кислотності розвиток мікроорганізму сповільнюється, а при значному зниженні рН припиняється.

     Сировиною для виробництва  молока служать натуральне молоко, знежирене  молоко, вершки.

     Натуральне  молоко - це незнежиреної молоко без будь-яких добавок. Воно не надходить в реалізацію, так як має нестандартизоване вміст жиру і СОМО. Використовується для вироблення різних видів молока і молочних продуктів.

     Знежирене молоко - знежирена частина молока, одержувана сепаруванням і містить не більше 0,05% жиру.

     Вершки - жирова частина молока, одержувана сепаруванням.

     Пастеризоване молоко - молоко, піддане термічній обробці при певних температурних режимах.

       Пастеризоване молоко  підвищеної жирності  готують з цільного  молока шляхом  додавання вершків  до вмісту жиру 4 або 6%. Це молоко повинно обов'язково піддаватися гомогенізації з метою уповільнення відстою молочного жиру.

     Нормалізоване молоко - пастеризоване молоко, доведене до необхідного вмісту жиру.  У нормалізоване молоко вносять смакові наповнювачі: цукровий пісок, какао-порошок, натуральна кава і агар. Кількість додається сахарози - не менше 12% (молоко з какао) і не менше 7% (молоко.с кава), какао - не менше 2,5%, кава - не менше 2%. Основний недолік молока з какао - утворення осаду на дні тари. Агар, внесений з розрахунку 1 кг на 1 т суміші, стабілізує систему і уповільнює осадження какао-порошку на дні тари. Оскільки за рахунок наповнювачів збільшується СОМО і в молоко додатково потрапляють сторонні бактерії, готову суміш пастеризують при підвищеній температурі - 85 ° С. Молоко повинно бути обов'язково гомогенізувати.

     Відновлене  молоко - пастеризоване молоко з необхідним вмістом жиру, що виробляється повністю або частково з молочних консервів.

     Відновлене  молоко - молоко з  вмістом жиру 3,5, 3,2 і 2,5%, що виробляється повністю або частково із сухого коров'ячого молока розпилювальної сушки. Для отримання відновленого молока сухе незбиране молоко розпилювальної сушки змішують з підігрітою водою, перемішують. В отриману емульсію з вмістом жиру 20% додають води до жирності 3,2%, фільтрують, охолоджують і витримують 3-4 год при температурі не вище 6 ° С для більш повного розчинення основних компонентів і набухання білків. Далі нормалізоване молоко пастеризують, гомогенізують, охолоджують і розливають.

     Цілісного пастеризованого молока, отриманого з відновленого, притаманні виражений смак пастеризації (Горіховий смак), злегка водяниста консистенція. Для усунення цих недоліків відновлене молоко «облагороджують», частково додаючи в нього натуральне молоко.

     Незбиране молоко - нормалізоване або відновлене молоко з встановленим вмістом жиру.

     Молоко  підвищеної жирності - нормалізоване молоко з вмістом жиру 4 і 6%, піддане гомогенізації.

     Нежирне молоко - пастеризоване молоко, що виробляється з знежиреного молока.

     Вітамінізоване молоко виробляють двох видів: З вітаміном С і Е вітамінами A, D2 і С для дітей дошкільного віку. Вміст вітаміну С повинно бути не менше 10 мг на 100 мл молока.

     Білкове молоко характеризується низьким вмістом жиру та підвищеним кількістю СОМО. При виробленні білкового молока сировину нормалізують по жиру і СОМО, додаючи необхідну кількість сухого незбираного або знежиреного молока. Білкове молоко відрізняється підвищеною кислотністю (до 25 Т) за рахунок високого вмісту СОМО, в тому числі білків, що мають кислу реакцію.

     Молоко  з какао і кава виробляють у невеликій  кількості, тому що для  його виробництва  необхідно імпортну сировину: какао-порошок, кава і дорогий  агар.

     Пряжене молоко - нормалізоване молоко з вмістом жиру 4 або 6%, піддане гомогенізації, пастеризоване при температурі не нижче 95 ° С з витримкою 3-4 год Тривалу витримку молока при температурах, близьких до 100 ° С, називають топлення.

     У процесі топления молоко перемішують, гомогенізують, охолоджують  і розливають. Готовий  продукт має характерні смак і запах, кремовий колір, який з'являється внаслідок взаємодії амінокарбоксільних сполук лактози з білками і деякими вільними амінокислотами. Утворилися меланоіди та сульфгідрильні з'єднання (SH-групи) беруть участь у зміні смаку і кольору молока. Харчова цінність топленого молока нижче, ніж пастеризованого, через денатурації білків, руйнування вітамінів, освітлення меланоїдинів і переходу кальцію в важкорозчинний стан.

     Вимоги  до якості молока

     Молоко  повинно представляти однорідну рідину без осаду. Молоко підвищеної жирності не повинно мати відстою вершків.

     Смак  і запах повинні бути чистими, без сторонніх, не властивих свіжому молоку присмаків і запахів. Колір білий, із злегка жовтуватим відтінком, у топленого - з кремовим відтінком, у нежирного - із злегка синюватим відтінком.

     Вади  молока. Зустрічаються в молоці вади обумовлюються різними причинами - кормами, неправильної технологією обробки молока, порушенням режимів і термінів його зберігання.

     Вади  смаку легко виникають під впливом бактеріальних процесів. Так:

     - Кислий смак з'являється  в результаті діяльності  молочнокислих бактерій;

     - Гіркий - при тривалому  зберіганні молока  при температурі  нижче 10 градусів  у слідстві розвитку  гнильних мікроорганізмів;

     - Мильного присмаку молоко набуває при тривалому зберіганні, Коли в результаті розвитку гнильної мікрофлори утворюються лужні речовини, які омивають жир;

     - Неприємні присмаки в молоці можуть з'являтися від згодовування тваринам свіжої кропиви, осоки, капусти, часнику, ріпи та ін

     - Солоний смак утворюється при деяких захворюваннях вимені тварин.

     Вади  запаху найчастіше обумовлені специфічними запахами кормів або виникають при зберіганні молока у відкритій тарі в приміщеннях, де зберігаються гостро пахнущи продукти.

     Вади  консистенції утворюються в результаті діяльності деяких мікроорганізмів. Густої консистенції молоко набуває внаслідок діяльності молочнокислих бактерій, слизові або Тягучий - при дії слізеобразующіх мікроорганізмів. У результаті розвитку дріжджів, кишкової палички та олійно-кислих бактерій в молоці утворюється піна. При замерзанні

     порушується колоїдний стан молока, в результаті чого воно розшаровується

     - на стінках тари утворюється опріснений лід, жир спливає на поверхню, а білок концентрується в центральній і нижній частинах. При відтаванні у молоці утворюються пластівці й грудочки.

     Вади  кольору з'являються під впливом пігментуючих бактерій, що викликають почервоніння, посиніння і пожовтіння молока. Причиною зміни кольору може бути також присутність деякої кількості крові, що потрапила в молоко при видоювання внаслідок хворобливого стану тварини.

Молоко, призначене для виробництва  питного повинно  відповідати вимогам  стандарту на молоко-сировину ДСТУ 2661-94, за показниками не нижче 2-го сорту. Для нормалізації молока використовують знежирене молоко і сколотини, отриману при виробництві масла солодковершкового, а так само вершки, якщо жирність нормалізованого молока вище жирності цільного. Для виробництва відновленого питного молока, а в деяких випадках для нормалізації молочних сумішей, застосовують сухі і згущені молочні продукти: сухе незбиране і сухе знежирене молоко, суха пахта, сухі вершки, молоко згущене незбиране та знежирене. Усі сухі продукти повинні бути вищого гатунку і отримані методом розпилювальної сушки. Для відновлення сухих продуктів використовують питну воду, що відповідає вимогам ДСТУ 2661-08. Для вироблення молока вітамінізованого використовують молоко суцільне і знежирене не нижче 1-го сорту.

     Обробка молока

     При проціджуванні молоко звільняється лише від  видимих ​​механічних домішок: часток корму і підстилки, шерстинок, пилу і пр. На поверхні ж завжди знаходяться і невидимі бактерії, і, якщо на фільтрі цідилки збереться осад, уся маса бактерій буде змита наступними порціями молока. З огляду на це, через ватяний фільтр проціджують зазвичай молоко одного удою. Марлю ж промивають у теплій воді з содою, прополаскують, просушують і використовують знову. Фільтрувальну тканину перед вживанням слід пропрасувати праскою. У домашніх умовах також часто використовують ситечко. В даний час для очищення молока застосовують синтетичну тканину з поліетилену - лавсан, енант та ін. Ці тканини нешкідливі, мають високу міцність і стійкість, їх легко мити і стерилізувати. Випробуванням безпосередньо на фермах було встановлено, що фільтр з лавсану в 1 шар після місячної експлуатації зберіг свої властивості і високу стыйкість фільтрації, тоді як марля вже через 2 тижні набула жовто-зелене забарвлення. Молоко після фільтрації через марлю віднесли за ступенем чистоти до III групи, бактеріальна обсемінено-ність його виявилася підвищеною.

     Більш абсолютно молоко очищається в звичайних сепараторах. При обертанні розвивається відцентрова сила, що відокремлює в барабані домішки молока у вигляді сепараторної слизу. У слиз включаються не тільки механічні домішки, але і скупчення бактерій. У цьому випадку ріжки для вершків і відвійок направляються в один і той же посудину. Барабани промивають від сепараторного шламу через кожні 1-1,5 год роботи.

     Охолодження. Свіжевидоєнне молоко протягом декількох годин має бактерицидні властивості. У цей період у ньому містяться речовини, що затримують розмноження бактерій.

     Продовжити  бактерицидні властивості протягом більш тривалого часу - основна задача в боротьбі за якість молока. Коли молоко позбавляється цих властивостей, у ньому швидко розвиваються мікроорганізми, життєдіяльність яких призводить до скисання і псування продукту.

     Встановлено, що ці речовини зберігаються в активному стані в межах 2 год після видоювання й охолодження молока. Отже, охолоджувати молоко потрібно відразу ж після видоювання.  
 

1.2 Теоретичні основи  технології виробництва  молока

     Технологічний процес обробки сирого молока включає наступні етапи:

     1. Прийом і підготовка  сировини

     2. Очищення.

     3. Гомогенізація.

     4. Сепарація молока.

     5. Нормалізація молока.

     6. Пастеризація.

     7. Стерилізація.

     8. Охолодження.

     9. Закупорювання 

     Прийом  і підготовка сировини.

     Приймання молока. Кожну партію молока, що надходить  на підприємство, необхідно  контролювати. Приймання  та оцінку якості молока починають із зовнішнього  огляду тари. Потім проводиться органолептична оцінка - молоко пробується на запах, смак, колір і консистенцію. Потім відбирається проба молока та проводиться її аналіз у лабораторних умовах на його склад і кількість бактерій. Виходячи з результатів оцінки молоко сортується.

     Очищення.

     Молочна сировина очищають на сепараторах-молокоочістітель, фільтрах різної конструкції  та інше обладнання. Відцентрова очищення молока здійснюється за рахунок різниці  між густиною частинок плазми молока і сторонніх  домішок. Сторонні домішки, володіючи більшою щільністю, ніж плазма молока, отбразиваются до стінки барабана і осідають на ній. У ході відцентрового очищення молока видаляються найдрібніші частинки забруднень, в тому числі частки бактеріального походження. Після очищення молоко негайно охолоджується до можливо низької температури. Застосовувані способи повинні забезпечити очищення молока не нижче I групи по еталону.

     Гомогенізація.

     Кожну партію молока, призначену до випуску в цілісному  вигляді і до нормалізації, після прийому перемішують і відбирають з неї пробу для визначення кислотності, густини і вмісту масової частки жиру.

     Сепарація молока

     Сепарація молока - це процес поділу його на вершки і  знежирене молоко за допомогою сепаратора-слівкоотделітель.

     Нормалізація  молока.

     Нормалізація  молока здійснюється з метою регулювання  хімічного складу молока (масової частки жиру, сухих речовин, вуглеводів, вітамінів, мінеральних речовин) до значень, що відповідають стандартам і технічним  умовам. Найчастіше нормалізацію проводять  по масовій частці жиру.

     Пастеризація.

     Пастеризація  здійснюється при  температурах нижче  точки кипіння  молока (від 65 до 95 градусів).

     У промисловості застосовують кілька режимів пастеризації.

     Тривала t 63-65 ⁰C - витримка 30 хв.

     Короткочасна t 72-76 ⁰С - витримка 15-20 сек.

     Миттєва t 85⁰ С - без витримки.

     Цілі  пастеризації наступні:

     - Знищення патогенної  мікрофлори, отримання  продукту, безпечного  для споживача  в санітарно-гігієнічне  відношенні;

     - Зниження загальної  бактеріального обсіменіння,  руйнування ферментів сирого молока, що викликає псування пастеризованого молока, Зниження його стійкості при збереженні;

     - Спрямована зміна  фізико-хімічних  властивостей молока  для отримання  заданих властивостей  готового продукту, зокрема, органолептичних  властивостей, в'язкості щільності згустку і т.д.

     У промисловості прийнятий  режим пастеризації 75-76 градусів з витримкою 15-20 секунд, якої забезпечують гігієнічну надійність, знищення патогенних мікроорганізмів, збереження харчової та біологічної  цінності молока, його захисних факторів.

     Ультрависокотемпературна обробка дозволяє збільшити тривалість зберігання продуктів до 6 місяців. При фасуванні молочних продуктів в асептичних умовах застосовують пакети їхніх комбінованого матеріалу, пластмасові пляшки, пакети з полімерного матеріалу, а також металеві банки та скляні пляшки.

     Стерилізація.

     Стерилізація в потоці при t 135-140⁰С 2-4 сек.

     Стерилізація - нагрівання молока вище 100⁰С. Проводять безперервним методом при t від 135  до 150⁰С з витримкою від 2 до 4⁰С. При безперервному методі стерилізації молока в пляшках обробляють при 104⁰С - 45 хв.

     при 109 ⁰С - 30 хв.

     при 120 ⁰С - 20 хв.

     Мета  стерилізації - знищуються не тільки вегетативні  види мікрофлори, але  і їх спори, що дозволяє значно збільшити  терміни його зберігання і при кімнатній температурі.

     Стерилізація  молока проводиться  з метою отримання  безпечного в санітарно-гігієнічному відношенні продукту та забезпечення його тривалого зберігання при температурі  навколишнього середовища без зміни якості.

     З відомих способів стерилізації найбільш надійним, економічно вигідним є тепловий. Сутність теплової стерилізації полягає в тепловій обробці молока при температурі вище 100 градусів з витримкою з метою знищення в ньому всіх бактерій і їх суперечка, інактивації ферментів при мінімальній зміні його смаку, кольору і поживних цінності.

     Ефективність  стерилізації знаходиться  в прямій залежності від температури  і тривалості її впливу. Готовий продукт  можна зберігати  і вживати протягом року. Найбільш прогресивною є стерилізація продукту в потоці при ультровисокотемпературном режимі (135-150 градусів з витримкою декілька секунд) з наступним фасуванням його в асептичних умовах в стерильну тару.

     Охолодження.

     Молоко  охолоджують на пластинчастих, трубчастих і інших  охолоджувачах до температури не вище 6 ⁰С (у літній час не вище 10 ⁰С) і направляють в проміжні технологічні ємності, де воно ретельно перемішується.

     Закупорювання

     Упакування  молока роблять у  цистерни, фляги, з  яких його реалізують. Фасують молоко в  пляшки ємністю 0,25; 0,5 й 1 л, у паперові пакети з картону з полімерними покриттями, у пакети з поліетиленової плівки, наповненої титаном. Паперові пакети можуть бути різної форми: тетра-пак (тригранна призма), пуре-пак (високий стовпчик із квадратною підставою), тетра-брик (у формі цегли). Від форми пакета залежить багато чого: зручність покупки для покупця, вид транспортної тари, стійкість упакування в процесі виробництва й руху товарів. Ніж гостріше кути в пакетах (тетра-пак), тим швидше вони ушкоджуються, дають текти, що тягне певні втрати. Для укладання тетра-паков розроблена й застосовується спеціальна тара - ящики шестигранної форми з поліетилену низького тиску. Молоко в упакуваннях пуре-пак і тетра-брик блоками по 10-12 шт. покривають термоусадочною плівкою й укладають у з. Фин-пак - м'який полімерний пакет також зручний для руху товарів молока. Застосування цих упакувань дозволяє відмовитися від використання поворотної скляної тари. Однак треба пам'ятати, що вся полімерна тара в нас поки не утилізується й забруднює навколишнє середовище. Пакувальні матеріали мають бути з відповідною газо-, паро-, водо- і ароматонепроникністю, вологоміцними і жиростійкими. Всі пакувальні, закупорювальні матеріали і споживча тара повинні бути інертними по відношенню до продукту і при контакті з ним не виділяти шкідливих для здоров'я людини речовин.