Технологическая линия производства сметаны

Введение

     В промышленности сметана это кисломолочный продукт, получаемый из нормализованных, пастеризованных сливок путем сквашивания их закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислых стрептококов и созревания при низких температурах [3].

     В зависимости от содержания жира сметана бывает 15%-ной, 20%-ной, 26%-ной,30%-ной, 36%-ной и 40%-ной жирности. Она отличается от других продуктов высоким содержанием жира. Именно это и обусловливает ее питательную ценность, а также высокие вкусовые качества. В этом продукте содержится большое количество витаминов, особенно жирорастворимых.

     Специфичность сметаны дает возможность широко использовать ее для приготовления самых разнообразных блюд [4]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     1 Технико-экономическое  обоснование

     Сметана - кисломолочный продукт, который произведен путем сквашивания сливок с добавлением молочных продуктов или без их добавления с использованием заквасочных микроорганизмов - лактококков или смеси лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков и массовая доля жира в котором составляет не менее чем 9 процентов [6].

     Консистенция  сметаны в значительной степени  зависит от содержания жира и СОМО (сухое обезжиренный молочный остаток), при увеличении которых сметана, приобретает более густую консистенцию, замедляется отделение сыворотки от сгустка.

     Сметану вырабатывают двумя способами: термостатным или резервуарным, с применением гомогенизации сливок или с применением низкотемпературной обработки (физического созревания) перед сквашиванием.

     В данном курсовом проекте разработана технология производства сметаны 20%-ой жирности термостатным способом.

     При термостатном способе производства сметаны сливки после заквашивания фасуют в пластиковую тару и сквашивают в термостатной камере, после чего охлаждают. Этим способом вырабатываются низкожирные виды сметаны или когда используется сырье с пониженным СОМО.Сметана, произведённая этим методом, имеет более плотную консистенцию и цельный сгусток.

     При резервуарном способе внесение закваски и сквашивание проводят в резервуарах (ваннах). После образования сгустка его перемешивают и фасуют в потребительскую или транспортную тару. Охлаждение и созревание сметаны осуществляют в холодильных камерах.

     Одним из условий получения сметаны  высокого качества является пастеризация при высоких температурах. Температура пастеризации зависит от жирности сливок и составляет 92-96 °С с выдержкой 2-10минут. Такой режим обеспечивает более стойкую сметану с густой консистенцией и выраженным привкусом пастеризованных сливок за счет образующихся свободных сульфгидрильных групп, летучих карбонильных соединений, лактонов и др.

     На  качество сметаны существенное влияние  оказывает гомогенизация сливок, с применением которой существенно улучшается консистенция сметаны. При выработке сметаны применяют частичную или полную гомогенизацию сливок. Частичную гомогенизацию сливок (60-80% общего объема) проводят с целью повышения их устойчивости к механическим и температурным воздействиям.

       Таким образом, основные пути улучшения качества сметаны пониженной жирности с традиционной консистенцией: высокая температура пастеризации; гомогенизация и физическое созревание сливок. Все эти условия выполняются в данном курсовом проекте.

       Следует отметить так же и  тот факт, что среди других кисломолочных продуктов сметана выделяется 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. Некоторые молочнокислые бактерии в процессе сквашивания сметаны способны синтезировать витамины группы В, поэтому в сметане по сравнению с молоком выше также содержание этих витаминов.

     Сметана содержит (в %): воды - 54,2-82,7, белков - 3,0, жира - 10-40, углеводов - 3,0, минеральных веществ - 0,5-0,6, витамины А, Б₁, В₂, С. Энергетическая ценность 100 г сметаны составляет 114384 ккал.

       Жиры сметаны отличаются сравнительно высокой дисперсностью, т. е. мелко раздроблены, что облегчает их усвояемость организмом человека. Свободные органические кислоты сметаны в сочетании с жирами полезны практически для всего желудочно-кишечного тракта.

     Кроме того сметану можно использовать в качестве косметического средства в домашних условиях.

     Сметана пользуется большим спросом у  населения. Ее используют при изготовлении разнообразных блюд, приправ, а также  для непосредственного употребления в пищу [7].

       
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2 Описание технологического процесса

     Процесс производства сметаны включает в себя следующие стадии: вспомогательные работы (ВР); основной технологический процесс (ТП); упаковывание, маркировка (УМО).

     Стадия  ВР.1. Подготовка оборудования

     Санитарную  обработку (мойку и дезинфекцию) оборудования для транспортировки, приемки, сбора и хранения молока проводят после каждого опорожнения, а трубопроводы, насосы и молокосчетчики – по окончании технологического процесса. Перед мойкой моющими средствами с наружных и внутренних поверхностей оборудования, тары и трубопроводов удаляют остатки продукта, механические загрязнения и ополаскивают водой.

     Промывают наружные и внутренние поверхности  оборудования, детали, трубопроводов и тары раствором моющих средств («Калгонит») в течение 5 – 20 минут в зависимости от степени загрязненности оборудования и способа мойки или в течение времени, установленного индивидуально для каждой моечной системы.После этого обязательно ополаскивают водой в течение нескольких минут. После санитарной обработки тару (фляги, бидоны,) укладывают для просушки на специальные стеллажи вниз горлом. По окончании мойки цистерн и резервуаров люки следует закрыть и опломбировать; на сливные патрубки надеть заглушки.

     Санитарную  обработку оборудования для механической обработки молока (фильтров, молокоочистителей, сепараторов и т.п.), в основном, проводят одновременно с мойкой пастеризационных аппаратов. Разборку и мойку проводят в ручную.

     Санитарную  обработку (мойку и дезинфекцию) оборудования для тепловой обработки молока (пастеризаторов, стерилизаторов) проводят по окончанию рабочего цикла или в соответствии с инструкциями по эксплуатации отдельных видов оборудования. При этом аппарат подключают к системе для СИП-мойки или закольцовывают на балансировочный бачок и моют механизированным (рециркуляционным) способом. Направление воды и моющих растворов такое же, как и движение молока при пастеризации.

     Особенность мойки оборудования для тепловой обработки молока при высокой  температуре заключается в удалении моющими растворами, кроме остатков молока, еще и молочного камня, который способствует сохранению термофильных бактерий и затрудняет теплопередачу при пастеризации и стерилизации.

     Санитарную  обработку заквасочников проводят после каждого опорожнения механизированным или ручным способами.

     Кроме того все котлы и емкости после окончания работы необходимо обязательно пропарить. Пропаривание осуществляют водяным паром в течение 2030 мин при давлении не выше 0,5 атм.

     Стадия  ВР.2. Приготовление закваски

     Готовые к применению закваски должны быть произведены в организациях или в изолированных производственных помещениях организаций, территориально обособленных от других организаций. Изготовителем продуктов переработки молока должна обеспечиваться безопасность заквасок, процессов их посредством конструктивных особенностей (расположение и количество помещений, их состояние), организационных мероприятий (режимы работы, производственный контроль), соблюдения санитарно-эпидемиологических требований к условиям работы с микроорганизмами и техническому состоянию оборудования. Приготовление производственных заквасок осуществляется изготовителем продуктов переработки молока в специальном производственном помещении (боксе), который перед и после каждого посева микроорзанизмов обязателньо стерилизуют.

     Контроль  за безопасностью приготовления закваско осуществляется работниками, прошедшими специальную подготовку, а также аттестацию. Весь процесс приготовления производственных заквасок , стерилизация, охлаждение, заквашивание, культивирование и охлаждение заквасок) осуществляется в закрытой системе.

     Не  допускается использование производственных заквасок , не израсходованы полностью из вскрытых упаковок и срок годности которых истек.

     Каждая  партия производственных заквасок должна сопровождаться документами, содержащими информацию о часе и дате ее производства, составе,назначении, об объеме, о показателях активности.

     Стадия  ВР.3. Приемка сырья  

     Сырье (молоко ) с Т= 4 С⁰ жирностью 3,4 % поступает через счетчик молока СЧ (используют для опередедения количества поступившего сырья) с помощью насоса Н1 подается в емкость СБ1. Затем проводят инспекцию емкостей, в которых доставлено сырье, обмывают водой, отбирают пробы, определяют массу молока, его объем. Пересчет объема молока на массу производят по его фактической плотности. Пробы проверяют по органолептическим показателям, температуре, кислотности, массовым долям жира и белка, плотности и термоустойчивости, механической загрязненности. На основании проведенных исследований устанавливают сортность сырья и его пригодность для выработки сметаны. После проведенных исследований и подтверждения необходимого качества молоко с помощью насоса Н2 подается на подогрев в пластинчатый теплообменник ПТ1.

     Стадия  ТП.4. Нагревание молока

     Молоко  подогревают в пластинчатом теплообменнике ПТ1 до 40-45 С⁰ с целью уменьшения его вязкости, а так же для перевода тугоплавкой фракции жира в жидкое состояние,что в последствии улучшает процесс очистки и отделения сливок. Далее подогретое молоко направляется в сепаратор СП.

     Стадия ТП.5. Сепарирование молока

       Сущность процесса разделения (сепарирования) молока заключается в осаждении дисперсной фазы в поле действия гравитационных и центробежных сил.На этой стадии происходит разделение молока на 2 фракции различной плотности: низкожирная-обезжиренное молоко (жирность менее 0,5%) и высокожирная-сливки с 19-21% долей жира,которые предназначенны для выработки сметаны. При сепарировании происходит и очистка сметаны. Оптимальная температура сепарирования 35-45 С⁰ .

     Стадия  ТП.6. Подогрев сливок

     Сливки  из сепарартора насосом Н3 подаются в пластинчатый теплообменник ПТ2 для подогрева до 60-65 С⁰ в течение 10-15 мин. Данная стадия необходима для уменьшения вязкости и увеличения пластичности оболочек жировых шариков.

     Стадия  ТП.7. Гомогенизация смеси

     Сливки  самотеком подаются в гомогенизатор ГМ ( Р=16МПа). Гомогенизация - это раздробление (диспергирование) жировых шариков путем воздействия на сливки значительных внешних усилий. Гомогенизация воздействует как на жировую ткань, так и на белковую фазы сливок. При гомогенизации происходит дробление жировых шариков,их размеры уменьшаются, увеличивается их количество, повышается стойкость жировой эмульсии,улучшается консистенция и предотвращается отстой фракций. Гомогенизированная смесь направляется в емкость СБ2.

     Стадия  ТП.8. Пастеризация смеси

     Из  емкости СБ2 смесь с помощью  насоса Н4 подается на пастеризацию. Пастеризация проводится пластинчатом теплообменнике ПТ3 в течение 2-10 мин при 90-95 С⁰ для максимального уничтожения посторонней микрофлоры сливок, инактивации ферментов, находящихся в нативном состоянии, для обеспечения сметане необходимой консистенции и вкуса, повышения стойкости при хранении.

     Стадия  ТП.9. Охлаждение

     После пастеризации сливки немедленно охлаждают  ледяной водой ( Т= 4 С⁰ ) до температуры заквашивания (20-45 С⁰ в зависимотсти от типа закваски). Затем смесь поступает для заквашивания в заквасочник З.

     Стадия  ТП.10. Заквашивание

     Используют  закваску «КДс» , состоящую из концентрата диплококков и стрептококков ( Lactococcus lactis subsp. lactis, Lactococcus lactis subsp. lactis bv. diacetilactis, Lactococcus lactis subsp.cremoris) при температуре заквашивания 45 С⁰. Закваску подают в сливки самотеком после заполнения резервуара З сливками.

     Стадия  ТП.11. Перемешивание

       Заквашенные сливки перемешивают мешалкой в течение 0,25-1ч. ее до получения однородной консистенции и до достижения кислотности 80 ⁰Т. Заквашенные сливки из заквасочника З с помощью насоса Н5 направляют в автомат фасовки АФ.

     Стадия  УМО.12. Упаковывание

     Заквашенные сливки при температуре 17 С⁰ поступают на фасовку. Упаковывают в пластиковые стаканчики массой нетто 150г. в течение 30 минут.

     Стадия  ТП.13. Сквашивание в термокамере

     Далее потребительскую тару помещают в термокамеру на 3-4ч. с целью сквашивания смеси (Т=43ºС).

     Стадия  ТП.14. Охлаждение сметаны

     Сметану охлаждают в хладостатных камерах до температуры 4±2 С⁰. Перемешивать сметану во время охлаждения и созревания не рекомендуется. После охлаждения и созревания сметаны технологический процесс считается законченным и продукт готов к реализации.

     Стадия  УМО.15. Хранение

     Срок  годности продукта, упакованного в  потребительскую тару с герметичной упаковкой, - 14 суток с момента окончания технологического процесса. 
 
 
 
 
 
 

     3 Выбор основного и вспомогательного оборудования

     Оборудование, используемое для производства сметаны 20%-ной жирности, представлено в таблице 1.

Таблица 1- Характеристика основного и вспомогательного оборудования

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     4 Постадийный материальный баланс производства сметаны

     Материальный баланс представлен в таблице 2.

Таблица 2- Характеристика материального баланса производства

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     5 Требования нормативной  документации на сырье и продукцию

     5.1 Наименование продукции и номер утвержденного на нее нормативно-технического документа

     «Сметана 20%-ной жирности»- ТУ 10.02.02.789.09-89

     Основные  назначения продукции: сметана 20%-ной жирности предназначена для употребления в пищу.

     5.2 Требования к качеству и безопасности

     5.2.1 Сырьё, используемое для изготовления сметаны 20%-ной жирности, должно соответствовать требованиям нормативно-технической документации, указанной ниже:

     -молоко коровье не ниже второго сорта по ГОСТ Р 52054 - 2003, кислотностью не более 20⁰Т;

     -сухой концентрат диплококков и  стрептококков («КДс») по ТУ 9229-030-461-209-95.

     5.2.2 По органолептическим показателям сметана должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 3.

 Таблица3- Органолептические характеристики сметаны

       

       5.2.3 По физико-химическим показателям сметана должна соответствовать нормам, указанным в таблице 4.

   Таблица 4- Физико-химические показатели сметаны

 

     Для сметаны, вырабатываемой полностью  из сухих молочных продуктов и сливочного масла, а так же для сметаны, вырабатываемой из сливок с добавленеим сухого молока, допускается увеличение верхнего предела кислотности на 10 ⁰Т.

     5.2.4 Сметана должна иметь следующие микробиологические показатели:

     Микробиологические  показатели продукт должны соответствовать требованиям ФЗ №88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию». Не допускается содержание бактерий группы кишечной палочки, патогенных микроорганизмов, в том числе сальмонеллы.

     Содержание  молочнокислых микроорганизмов КОЕ в 1 гр. продукта на конец срока годности не менее 10 ⁷.

     5.2.5 По показателям безопасности сметана должна соответствовать требованиям ФЗ №88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию»

           Для производства сметаны  используются только свежие сливки, заквашивание сливок с повышенной кислотностью не допускается.

           Необходимо строго соблюдать установленные технологической  инструкцией температуру пастеризации сливок, нормативы количества вносимой закваски, температуру и продолжительность сквашивания.

     5.3 Маркировка продукта

  Маркировка  единицы потребительской тары должна содержать следующие информационные данные о продукте:

   - наименование продукта по ФЗ №88 «Технический регламент на молоко и молочную продукцию». Наименование продукта состоит из термина "сметана" и термина, характеризующего массовую долю жира продукта;

  - норму массовой доли жира (в процентах);

  - наименование и местонахождение  изготовителя (юридический адрес, включая страну) и организации в Российской Федерации, уполномоченной изготовителем на принятие претензий от потребителей на ее территории (при наличии);

  - товарный знак (при наличии);

  - массу нетто продукта (г или  кг);

  - информацию о составе продукта;

  - пищевую ценность (содержание белков, жиров, углеводов, калорийность) указывают как массу белков, жиров, углеводов, килокалорий и/или килоджоулей в 100 г продукта;

  - количество молочнокислых микроорганизмов;

  - условия хранения;

  - дату изготовления [наносят три  двузначных числа, обозначающих соответственно время, число и месяц изготовления, после слов: "изготовлен (час, число, месяц) ..."];

  - срок годности [наносят три двузначных числа, обозначающих соответственно время, число и месяц окончания срока годности, после слов: "годен до (час, число, месяц) ..."];

  - обозначение настоящего стандарта (допускается наносить без указания года утверждения);

  - информацию о сертификации продукта (наносит изготовитель в виде знака соответствия по ГОСТ-50460). 

     5.4 Упаковка

     5.4.1 Тара  и материалы, используемые для упаковывания и укупоривания продукта, должны соответствовать требованиям законодательных, нормативных и/или технических документов, устанавливающих возможность их применения для упаковки молочных продуктов.

     5.4.2 Транспортные пакеты формируют по ГОСТ 23285.

     5.4.3 Укладку транспортного пакета осуществляют так, чтобы была видна маркировка не менее одной единицы потребительской тары и/или групповой упаковки, и/или транспортной тары, и/или многооборотной тары с каждой боковой стороны транспортного пакета. Укладку транспортного пакета осуществляют способами, обеспечивающими сохранность нижних рядов потребительской  тары  и/или  групповой упаковки, и/или транспортной тары, и/или многооборотной тары без их деформации.

     5.4.4 Допускаемые отрицательные отклонения содержимого нетто от номинального количества (не более 10 кг) в соответствии с ГОСТ Р 8.579.

     5.5 Транспортирование и хранение

     5.5.1. Продукт транспортируют специализированными транспортными средствами в соответствии с правилами перевозок скоропортящихся грузов, действующими на данном виде транспорта.

       5.5.2. Условия хранения и сроки годности продукта устанавливает изготовитель. 
 
 
 

     Заключение

     В ходе проектирования была описана технологическая линия производства сметаны 20%-ной жирности, дана характеристика основного и вспомогательного оборудования, постадийный материальный баланс и перечислены требования нормативно-технической документации.