Производство сметаны
АННОТАЦИЯ
В настоящей курсовой работе разработана технология получения сметаны при использовании 10000 литров молока в сутки, произведен расчет основного сырья и рецептуры.
Также произведен аналитический обзор, выбрана и обоснована технологическая схема производства сметаны, характеристика сырья и вспомогательного оборудования. Кроме того, произведен расчет годового фонда рабочего времени, производительности, расхода сырья, количество основного технологического оборудования.
Курсовая работа выполнена на листах формата А4, объем листов, содержит рисунков.
Графическая часть курсовой работы выполнена на 2 листах формата А1 и содержат технологическую схему производства сметаны и гомогенизатор.
Год защиты 2014 год.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Аннотация ……………………………………………………………………3
Оглавление …………………………………………………
Нормативные ссылки ……………………………………………………….5
Определения …………………………………………………………………6
Обозначения и сокращения …………………………………………………7
Введение ……………………………………………………………………..8
- Аналитический обзор ……………………………………………….….
- Выбор и обоснование технологической схемы ……….……………...
- Технологический расчет …………………………………….……..……
- Характеристика сырья и вспомогательных материалов …..….…
- Расчет годового фонда рабочего времени ………..…….……..….
- Расчет производительности ………………………………………..
- Расчет расхода сырья ……………………………………………….
- Расчет количества основного технологического оборудования ..
- Техника безопасности ……………………………..……..…………...
Заключение …………………………………………………………….……..
Список литературы …………………………………………………….…….
Приложение …………………………………………………………………..
НОРМАТИВНЫЕ ССЫЛКИ
ГОСТ Р 52092-2003 - Сметана. Технические условия.
ГОСТ Р 52054-2003 Молоко натуральное коровье – сырье. Технические условия.
ГОСТ Р 52090-2003 Молоко питьевое. Технологические условия.
ГОСТ Р 54096-2003 Творог. Технические условия.
ГОСТ 26809-86 Молоко и молочные продукты. Правила приемки, метода отбора и подготовки проб к анализу.
ГОСТ 3624-92 Молоко и молочные продукты. Титриметрические методы определения кислотности.
ГОСТ 3625-84 Молоко и молочные продукты. Методы определения плотности.
ГОСТ 5867-90 Молоко и молочные продукты. Методы определения жира.
ГОСТ 25179-90 Молоко. Методы определения белка.
ГОСТ 8218-89 Метод определения чистоты.
ГОСТ 26754-85 Молоко. Методы определения температуры.
ГОСТ 3622-68 Молоко и молочные продукты. Отбор проб и подготовка их к испытанию.
ГОСТ 3623-73 Молоко и молочные продукты. Методы определения пастеризации.
ГОСТ 25781-85 Молоко. Метод определения рН.
ГОСТ Р 50460 Информация о сертификации продукта в виде знака соответствия.
ГОСТ 29-951 Пленка полиэтиленовая термоусадочная.
СанПиН 2.3.2.1078-01 Гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов.
ОПРЕДЕЛЕНИЯ
Смета́на (праслав. sъmętana от sъmětati— снимать, сбрасывать)— кисломолочный продукт, получаемый из сливок и закваски
Кисломоло́чные проду́кты (молочноки́слые проду́кты)— группа молочных продуктов, вырабатываемых из цельного коровьего молока, молока овец, коз, кобыл и других животных или его производных (сливок, обезжиренного молока и сыворотки) путём ферментации.
Сли́вки — молочный продукт, получаемый из цельного молока путём сепарации жировой фракции. Для потребления в свежем виде сливки выпускают в продажу, как правило, пастеризованные с содержанием жира 10—20 % (обыкновенные) и 35 % (жирные)
Закваска— бактериальный состав, вызывающий брожение.
Сепарация (лат.separatio— отделение)— в технике, различные процессы разделения смешанных объёмов разнородных частиц смесей жидкостей разной плотности, эмульсий, твёрдых материалов, взвесей твёрдых частиц или капелек в газе.
Гомогенизатор — аппарат для гомогенизации — создания однородной (гомогенной) физически стабильной смеси, как правило, жидкостей, возможно с порошками, двух или более компонентов, не растворимых друг в друге, а также для измельчения содержащихся в продукте частиц до заданного уровня. Поскольку жидкости имеют различную плотность, скорость расслаивания их зависит от размера частиц эмульсии и гомогенные смеси тем дольше сохраняют однородность, чем мельче такие частицы.
Сыворотка — Побочный продукт при скисании молока, выделки творога и сыров, а также при сбивании масла (сыворотка пахта). Сыворотка имеет зеленовато желтоватый цвет, содержит много питательных веществ.
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
К - количество сливок, полученных при нормализации, кг;
К - количество молока, пошедшего на нормализацию, кг;
Ж - жирность молока, %;
Ж - жирность сливок, %;
Ж - жирность нормализованного молока, %
К - количество сливок, полученных при сепарировании, кг;
К - количество молока, пошедшего на сепарирование, кг;
Ж - жирность молока, %;
Ж - жирность сливок, %;
Ж - жирность обезжиренного молока, %;
К – количество готового продукта, кг;
К – количество сливок, кг;
Р – норма расхода сырья, кг/т.
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время ученые, используя накопленный опыт в производстве молочных продуктов, направляют свои усилия на совершенствование технологий и техники производства, его автоматизацию и механизацию, расширение ассортимента молочных продуктов, повышение их пищевой и биологической ценности.
Молоко и молочные продукты
относятся к незаменимым
Пищевая и биологическая ценность молока значительно повышается при употреблении его в виде кисломолочных напитков. Основное значение кисломолочных напитков заключается в благоприятном воздействии на желудочно-кишечный тракт человека. Кисломолочные напитки усваиваются легче и быстрее, чем молоко (усвояемость сметаны – 20%), способствуют нормализации пищеварения, снижению интенсивности гнилостных процессов в кишечнике.
Сметана — это русский национальный кисломолочный продукт, который вырабатывают на основе пастеризованных сливок при помощи закваски, приготовленной на чистых культурах молочных стрептококков. Для изготовления сметаны применяют в основном цельное молоко не ниже II сорта и свежие сливки с кислотностью плазмы не выше 26 "Т. Кроме того, для производства сметаны используют пластические и сухие сливки, нормализованные цельным или обезжиренным молоком. Сметану вырабатывают по двум технологическим схемам: с применением созревания сливок перед сквашиванием и с применением гомогенизации. В зависимости от массовой доли жира и микрофлоры закваски выпускают следующие виды сметаны: диетическую, 15, 20, 30, 36%-ной жирности, ацидофильную и любительскую.
Сметана выделяется среди других кисломолочных продуктов высокими пищевыми достоинствами. Благодаря изменениям, происходящим с белковой частью в процессе сквашивания, сметана усваивается организмом быстрее и легче, чем сливки соответствующей жирности. В ней содержатся все витамины, имеющиеся в молоке, причем жирорастворимых А и Е – в несколько раз больше.
Цель данного проекта – спроектировать цех мощностью 10 тонн молока в сутки по производству сметаны с массовой долей жира 20 %
1 Аналитический обзор
Сметана представляет собой сливки, подвергшиеся молочнокислому брожению. Простота получения привела к широкому распространению этого продукта в мире под разными наименованиями. Второе наиболее известное — крем-фреш, также получаемый из пастеризованных сливок. В Нормандии их иногда добавляют в кальвадос и готовят соус для рыбы, мидий и баранины; в долине Луары её подают как гарнир. Продукты с названиями smetana и Crème fraîche часто стоят на полках магазинов рядом и даже имеют одного производителя. Более того, часто присутствуют оба названия на одной упаковке. Сметану считают одним из наиболее характерных русских, украинских и белорусских национальных продуктов. Она также довольно популярна в других странах Восточной Европы — в прибалтийских государствах (Литве, Латвии и Эстонии), в бывшей Восточной Германии, Венгрии, Румынии и Молдавии, странах бывшей Югославии и др., а также в Финляндии наравне с французскими сливками.
Сметана в восточноевропейской (русской, украинской, белорусской) кухне — это наиболее популярный соус к первым блюдам (щам, борщу, солянке, окрошке, рассольнику, супу-лапше, другим супам), к блинам, оладьям и сырникам, к пельменям и вареникам, к голубцам и фаршированному перцу. Замечательное блюдо — отварной молодой картофель, политый сметаной и посыпанный укропом. Сметану часто используют при тушении мяса (бефстроганов) и овощей. Хорошо известны караси в сметане, в сметане часто жарят также окуней и щук. Грибы в сметане — ещё одно весьма популярное блюдо. Сметаной заправляют салаты, особенно из свежих овощей; ею заменяют майонез в таких традиционных русских салатах как оливье (известен в мире как «русский салат») или сельдь под шубой. Сметану часто используют при выпечке, добавляя её в тесто и готовя на её основе сметанный крем для тортов. Она часто входит как компонент в пудинги и запеканки. Стандартный десерт советских и российских столовых — сметана с сахаром; сметаной заправляют также творог и подают её к печёным яблокам.
Сметана широко используется и в других кухнях России и бывшего СССР. Так, в эстонской кухне крайне популярны сельдяные закуски в сметане: сильд хапукоорега (сельдама), её используют для заправки традиционной молдавской мамалыги и супа «чорба», а также при приготовлении мясного блюда «мусака». В кухнях северокавказских народов на основе сметаны готовят разнообразные острые соусы.
Кроме того, сметана широко используется в домашних косметических средствах.
В прошлом, до изобретения сепаратора сметану получали довольно просто: с кислого молока снимали верхний отстоявшийся слой и выдерживали его в прохладном месте.
В наше время при промышленном производстве сметаны молоко сначала сепарируют, то есть разделяют на сливки и обезжиренное молоко. Далее сливки подвергаются нормализации — этот процесс обеспечивает нужную жирность сливок. Для устранения патогенной микрофлоры нормализованные сливки пастеризуют (подвергают нагреванию в пастеризаторах). Далее сливки поступают в ёмкости, в которых происходит внесение закваски. Сквашивают сливки мезофильными или термофильными стрептококками. После того как сливки наберут необходимую кислотность, их охлаждают примерно до 8 °C и оставляют для созревания, которое длится около суток, после чего сливки превращаются в сметану, которая становится густой и приобретает характерный ей специфический вкус.
Сметана производится различной степени жирности от 10 до 58%.
Под названием сметана этот продукт распространён в России, Украине, Белоруссии («смятана / śmiatana»), Финляндии («smetana» и «crème fraîche»). На немецком языке сметана именуется нем. schmand, словенском — kisla smetana, польском — śmietana, болгарском — заквасена сметана, словацком — smotana, чешском — zakysaná smetana, румынском — smântână.
Свои названия имеются в следующих странах: во Франции, Англии, Испании, Италии, Дании, в странах Бенилюкса— производные от «сrème fraîche»; в Венгрии — tejföl или tejfel, в Эстонии — hapukoor, в Литве — grietinė, в Латвии — skābs krējums, в Сербии и Македонии — pavlaka или mileram, в Боснии — povlaka, в Хорватии — kiselo vrhnje.
После Второй Мировой войны, когда в Европе познакомились с этим продуктом, сметану называли русскими сливками.
Если в сметану добавить немного сливок или молока, то она не свернётся в супе, соусе или подливке.
Чтобы сметана лучше взбивалась, в неё добавляют сырые яичные белки.
В Казахстане, согласно ГОСТ 52092-2003, сметана, содержащая растительные жиры, не может носить название «Сметана». Поэтому её продают с похожими названиями — «Сметанка», «Сметаночка», «Сметановна» и тому подобными.
Сметану вырабатывают по двум технологическим схемам производства сметаны с применением созревания сливок перед сквашиванием и с использованием гомогенизации сливок.
Рассмотрим данные схемы производства:
- Производство сметаны с применением созревания сливок перед сквашиванием.
Молоко после приема подогревают до 40-45оС и сепарируют. Полученные сливки нормализуют по содержанию жира с применением обезжиренного, цельного молока или более жирными сливками. Нормализованные сливки пастеризуют при температуре 85-90оС с выдержкой от 15 с до 10 мин. и при 90-95оС от 20 с до 5 мин. в зависимости от вида сметаны. Пастеризованные сливки охлаждают до 2-8оС и выдерживают 1,5-2 часа для созревания. При этом происходит массовая кристаллизация жира с образованием смешанных кристаллов. Большая часть жира затвердела при физическом созревании, сохраняется во время сквашивания сливок и принимает участие в образовании структуры сгустка сквашенных сливок. После этого сливки подогревают до температуры сквашивания 26-28оС, не допуская перегрева. Сливки сквашивает путем внесения 1-5% бактериальной закваски с кислотностью 80-85оТ. Для сметаны с жирностью 10%, которая считается диетической, сливки перемешивают 10-15 мин. и оставляют до образования сгустка и повышение кислотности в 68-70оТ. Через 1-2 часа сливки перемешивают и оставляют еще на 13-16 час. Сквашенные сливки перемешивают, охлаждают до 18-20оС и направляют на фасовку и упаковку. В упаковке при 5-8оС сметана созревает в течение 12-48 час. в крупной таре, 6-8 час. в малом. Сохраняется сметана при 8оС.
Аппаратурно-технологическая схема производства сметаны с применением созревания сливок перед сквашиванием изображено на рисунке 1.1.
1 - весы, 2 - приемная емкость,
3, 10 - насосы 4 - емкость для нормализации
сливок; 5,8 - пластинчатые пастеризационно-
Рисунок 1.1 - Аппаратурно-технологическая схема производства сметаны с применением созревания сливок перед сквашиванием
- Производство
сметаны с применением
гомогенизации сливок перед сквашиванием
Отличительная особенность этого способа - гомогенизация, которой подвергаются пастеризованные и охлажденные до 60-70оС сливки. Целью гомогенизации является увеличение площади поверхности жировой фазы, что положительно влияет на условия кристаллизации молочного жира при созревании сметаны и формирования густой консистенции продукта. В зависимости от массовой доли жира давление гомогенизации составляет 7-15 МПа.
Аппаратурно-технологическая схема производства сметаны с применением гомогенизации сливок перед сквашиванием резервуарным и термостатным способами показано на рисунке 1.2.
I - резервуарный способ
производства сметаны; II - термостатный
способ производства сметаны: 1 -
веса, 2 - приемная емкость, 3, 10 - насосы
4 - емкость для нормализации
Рисунок 1.2 - Аппаратурно-технологическая схема производства сметаны с применением гомогенизации сливок перед сквашиванием резервуарным и термостатным способами
2 Выбор и обоснование
Целью гомогенизации является увеличение площади поверхности жировой фазы, что положительно влияет на условия кристаллизации молочного жира при созревании сметаны и формирование густой консистенции продукта. В зависимости от массовой доли жира в сметане давление гомогенизации составляет 7—15 МПа.
Производство сметаны с применением гомогенизации может осуществляться резервуарным и термостатным способами. Различия между ними заключаются в организации операции заквашивания. При резервуарном способе сквашивание осуществляется в специальных емкостных аппаратах (резервуарах) сразу после внесения закваски в подготовленные сливки. Термостатный способ предусматривает заквашивание сливок после их фасования в тару. Продолжительность фасования партии сквашенных сливок не должна превышать 2 ч. Заквашенные сливки после фасования направляют в термостатную камеру для сквашивания в течение 10— 12 ч для сметаны диетической 15%-ной жирности и 16 ч для сметаны 20%-ной и 30%-ной жирности. После сквашивания сметану транспортируют в холодильную камеру для охлаждения, созревания и дальнейшей обработки, описанной выше.
На проектируемом предприятии планируется производство сметаны резервуарным способом.
Молоко принятое по качеству и количеству сепарируют с получением сливок с массовой долей жира 20 % и обезжиренного молока. Далее полученные при сепарировании сливки направляют на гомогенизацию при давлении 9-12 МПа. Процесс гомогенизации производят перед пастеризацией для обеспечения высокого санитарно-гигиенического состояния сливок.
Подогрев сливок до t= 60-85 ºC
Гомогенизация при Р= 9-12 МПа
Пастеризация при t= (94±2) ºC, τ=20 с
Охлаждение до t=30±2 ºC
Внесение закваски DVS (мезофильные стрептококки)
Сквашивание τ= 10 ч до К=60-65 ºТ
Перемешивание в течение 3-15 мин
Фасовка
Охлаждение и созревание при t=(4±2) ºC τ= 12 ч
Рисунок 2.1 – Схема производства сметаны
Далее сливки пастеризуются при температуре (94±2) ºC в течение 20 с. Пастеризация необходима для уничтожения патогенной микрофлоры, полной инактивации ферментов, таких как липаза, пероксидаза, лактаза и протеаза, которые при хранении сметаны будут вызывать глубокие изменения компонентов продукта и быструю его порчу. Кроме того, пастеризации сырья играет большую роль в улучшении консистенции сметаны и ее синергетических свойств. Происходит денатурация сывороточных белков, что повышает гидратационные свойства казеина, а, следовательно, способствует образованию плотного, прочного сгустка.
При высокотемпературной пастеризации происходит усиленное образование реактивноспособных сульфгидрильных групп, связывающих тяжелые металлы и играющих роль антиоксидантов.
После пастеризации и гомогенизации сливки охлаждают до температуры заквашивания 30±2 ºC, направляют в резервуар и вносят заквасочную культуру прямого внесения DVS в составе мезофильных молочнокислых стрептококков.
После внесения закваски в течение первых 3 ч сливки тщательно перемешивают через каждый час, а затем оставляют в покое до конца сквашивания.
Сквашивание сливок продолжается
не более 10 ч. При сквашивании происходит
отвердевание высокоплавких глицеридов
в жировых шариках, вследствие чего
уменьшается отрицательный
После сквашивания сметану с помощью винтового насоса направляют на фасовку в полистироловые стаканчики вместимостью 0,5 л, затем помещают в камеру хранения с температурой 2-8 ºC, где она охлаждается и созревает. С понижением температуры замедляется развитие молочнокислых стрептококков, а ароматобразующая микрофлора, напротив, усиливает свою жизнедеятельность, и в продукте накапливаются ароматические вещества. В процессе созревания сметана приобретает оптимальную кислотность (85-100 ºТ), а также более густую консистенцию. Охлаждение и созревание сметаны длится 2 и 6-8 ч соответственно.
Продолжительность хранения сметаны при температуре не выше 8 ºC составляет не более 72 ч.
3 Технологический расчет
3.1 Характеристика сырья и
Сметана представляет собой продукт, вырабатываемый из нормализованных по массовой доле жира пастеризованных сливок, путём сквашивания смеси закваской, приготовленной на чистых культурах мезофильных молочнокислых бактерий.
Продукт изготовляют в соответствии с требованиями настоящего стандарта ГОСТ Р 52092-2003 по технологическим инструкциям, утвержденным в установленном порядке.
Сметана отличается от других
кисломолочных продуктов
По органолептическим
характеристикам продукт должен
соответствовать требованиям
Таблица 3.1.1 - Органолептические показатели сметаны
Наименование показателя |
Характеристика |
Внешний вид и консистенция |
Однородная густая масса с глянцевой поверхностью |
Вкус и запах |
Чистый, кисломолочный, без посторонних привкусов и запахов. |
Цвет |
Белый с кремовым оттенком, равномерный по всей массе |
По физико-химическим показателям сметана 20 %-ной жирности, должна соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 3.1.2.
Таблица 3.1.2 - Физико-химические показатели сметаны
|
Наименование показателя |
Характеристика | |
Массовая доля жира, %, не менее |
20,0 | |
Массовая доля белка, % не менее |
2,6 | |
Кислотность, °Т, не более |
60-100 | |
Температура при выпуске с предприятия, °С |
4±2 | |
Фосфатаза |
отсутствует | |
По микробиологическим показателям продукт должен соответствовать требованиям и нормам, приведенным в таблице 3.1.3.
Таблица 3.1.3 - Микробиологические показатели сметаны
Продукт |
Молочнокислых микроорганизмов не мене КОЕ на см³ |
Масса продукта (г, см3), в которой не допускаются |
Дрожжи и плесени | ||
БГКП |
Патогенные, в том числе сальмонеллы |
S. aureus | |||
Cметана |
1*10 |
0,001 |
1 |
25 |
- |
Показатели токсикологической безопасности сметаны приведены в таблице 3.1.4.
Таблица 3.1.4 – Токсикологические показатели сметаны
Вид продукта |
Показатели |
Допустимые уровни мг/кг(л), не более |
Примечание |
Сметана |
Токсичные элементы | ||
свинец |
0,1 |
||
мышьяк |
0,05 |
||
кадмий |
0,03 |
||
ртуть |
0,005 |
||
Микотоксины Афлотоксин М1 |
0,0005 |
||
Антибиотики | |||
левомецитин |
Не допускаются |
||
Тетрациклиновая группа |
Не допускаются |
||
стрептомицин |
Не допускаются |
||
пеницилин |
Не допускаются |
||
Пестициды | |||
гексахлорциклогексан |
1,25 |
||
ДДТ и его метаболиты |
1,0 |
||
радионуклеиды | |||
Цезий-137 |
100 |
Бк/л | |
Стронций- 90 |
25 |
Бк/л | |
Химический состав и энергетическая ценность сметаны 20-%-ной жирности приведена в таблицах 3.1.5.
Таблица 3.1.5 - Пищевая и энергетическая ценность сметаны
Содержание основных пищевых веществ в 100г продукта, г |
Энергетичес-кая ценность, ккал | ||||
сухих веществ |
белка |
жира |
углеводов |
зола | |
27,3 |
2,8 |
20 |
3,2 |
0,5 |
206 |