Энгельсский технологический институт (филиал)

Саратовский государственный технический университет 

Кафедра  «Машины, аппараты пищевых производств и теплотехника» 
 
 

Пояснительная записка 

к курсовой работе

по дисциплине «технология отрасли»

на тему: 

Технология производства кисломолочной продукции – кефира на ОАО молочный комбинат «Энгельсский» 
 
 
 
 

Выполнил  студент группы МПП-42

Маджуло Эдуард Вячеславович 

Принял  доцент кафедры МППиТ

Рамазаева Людмила Федоровна 
 
 
 
 
 
 
 

Энгельс 2009 
Содержание 

ВВЕДЕНИЕ. 

Энгельсский молочный комбинат выпускает полный ассортимент цельномолочной продукции, масло животное, мороженое. Полезные и вкусные молочные продукты – призеры региональных и всероссийских продовольственных выставок. Продукцию комбината можно встретить не только в Саратовской области, но и в Пензе, Тамбове, Сызрани, Волгограде, Воронеже, Самаре.

Молочный "Энгельсский" комбинат ОАО ведущее предприятие  России по производству молочных проодуктов. Молочному комбинату "Энгельсский" принадлежит торговая марка "МОЛОЧНОЕ ИЗОБИЛИЕ".. Новая технологическая линия по производству продуктов переработки молока позволяет Молочному комбинату "Энгельсский" добиваться высочайшего качества продукции.

На данном реконструируемом предприятии планируется следующий  ассортимент:

• молоко пастеризованное с массовой долей жира 2,5%;
• молоко топленое с массовой долей жира 6%;
• питьевые сливки с массовой долей жира 10%;
• кефир с массовой долей жира 2,5%;
• напиток “Снежок” с массовой долей жира 2,5%;
• варенец с массовой долей жира 2,5%;
• ряженка с массовой долей жира 2,5%;
• йогурт с массовой долей жира 1,5%;
• сметана с массовой долей жира 20%;
• сметана с массовой долей жира 10%;
• творог “Крестьянский” с массовой долей жира 5%;
• творог “Столовый” с массовой долей жира 2%;
• творог нежирный.
• Мороженное в ассортименте
• Сухое молоко

ОАО молочный комбинат «Энгельсский» участвовал в исследовании молочной продукции. Полученные данные свидетельствуют о том, что кефир «Молочное изобилие» (ОАО «Молочный комбинат Энгельсский») набрал наибольшее количество баллов. Большинство дегустирующих отметили его приятный, слегка острый вкус, что может быть связано с его более высокой кислотностью, чем у остальных образцов.

Кефир, производителем которого ОАО «Саратовский молочный комбинат» – занял второе место. Образец не набрал достаточное количество баллов по показателю внешнего вида из-за слишком жидкой консистенции.

Необходимо отметить, что все исследуемые образцы  соответствуют требованиям НД по кислотности. Фактическая кислотность  у кефира «Молочное изобилие»  составила 117 ºТ, у кефира ОАО «Саратовский молочный комбинат» – 95 ºТ, у кефира «Молочный мир» – 97 ºТ (при норме от 85 до 130 ºТ). Опытные образцы также соответствуют требованиям СанПиН 2.3.2.1078-01 «Продовольственное сырье и пищевые продукты» по допустимому содержанию токсичных элементов (кадмий, свинец).

Однако, было установлено, что все исследуемые виды кефира не соответствуют требованиям ГОСТ Р 52093-2003. «Кефир. Технические условия» по показателю массовой доли жира и  в связи с этим не могут быть реализованы в розничной торговой сети под названием кефир «маложирный», м. д. ж. 2,5 % (как в частности было заявлено производителями на маркировке). Массовая доля жира всех образцов составляет фактически 0,3 % и в соответствии с ГОСТ Р 52093-2003 они могут быть отнесены только к «нежирному» кефиру.

В отношении творога предпочтение дегустирующих было отдано продукции ОАО «Саратовский молочный комбинат», пробанты отметили чистые, кисломолочные вкусовые качества творога. По содержанию массовой доли влаги (72 % при норме не более 75 %) образец соответствует требованиям стандарта. Однако творог производства ОАО «Саратовский молочный комбинат» не соответствует ГОСТ Р 52096-2003 по показателю кислотности. Фактическая кислотность составила 102 ºТ, при норме от 170 до 220 ºТ. Массовая доля жира соответствует заявленным на маркировке девяти процентам.

Творог «Молочное  изобилие» (ОАО «Молочный комбинат Энгельсский») был снят с дегустации, т. к. полностью не соответствовал по органолептическим показателям  требованиям ГОСТ Р 52096-2003 «Творог. Технические  условия». Все дегустирующие отметили серый, несвойственный продукту цвет и неприятный кормовой, горький привкус. Горький вкус может объясняться накоплением перикисей, которые переходят в кетоны - сильнодействующие отравляющие вещества. Массовая доля жира данного образца (10 %) не соответствует ни заявленной информации на маркировке («классический» 9 %), ни требованиям ГОСТ Р 52096-2003 «Творог. Технические условия» («классическим» считается творог жирностью 4, 5, 7, 9, 12, 15, 18 %).

Таким образом, все исследуемые образцы творога не соответствуют требованиям ГОСТ Р 52096-2003. «Творог. Технические условия» по органолептическим и физико-химическим показателям и в связи с этим не могут быть рекомендованы к реализации в розничной торговой сети. [1]

ЛИТЕРАТУРНЫЙ АНАЛИЗ. 

          Для написания данной курсовой  работы я использовал основную  литературу по производству кефира и кисломолочных продуктов: Беляев А.Н. «Механизация производства кисломолочных напитков резервуарным способом», Беляев А.Н. «Технологическое оборудование для производства кисломолочных напитков резервуарным способом», Богданова Г.И., Новоселова Л.Ф. «Опыт производства кефира резервуарным способом» и др.,

а также периодическую литературу:

реферативные  журналы «Оборудование пищевой  промышленности»     

       В основной литературе описывается технологическая схема производства кефира и оборудование, которое применяется для получения целевого продукта.

     В журналах «Оборудование пищевой  промышленности» я нашёл много нового оборудования, применяемого при обработке молока и производстве молочных продуктов, без которого было бы невозможно создавать новые высокопроизводительные предприятия, выпускающие высококачественную продукцию, а также модернизировать старые. Например центробежный сепаратор с безредукторным приводом [3] конструктивные особенности которого позволяют упростить конструкцию, повысить надежность, снизить энергоемкость и возможность использования сепаратора в условиях малого фермерского хозяйства. Холодильная установка для охлаждения молока с использованием естественного холода [4] повышает аккумулирующую способность, хладопроизводительность и увеличивает надежность в условиях низких температур атмосферного воздуха. Установка высокотемпературной обработки молока [5] где продукт перед розливом нагревается в потоке до температуры выше 135°С с кратковременной выдержкой, а затем охлаждается. Скорость разрушения белков и витаминов при этом значительно ниже скорости уничтожения микроорганизмов. Оборудование для фасовки молочной продукции серии "Пастпак" [6] достоинствами которого является: шкала объемов дозирования регулируется в пределах от 10 мл до 1 л; при необходимости автомат может быть модифицирован дозатором с бесступенчатой регулировкой дозы непосредственно с пульта автомата, что дает возможность корректировать дозу, не останавливая машину; существует возможность упаковки продукта в тару нестандартной формы: треугольные, овальные, прямоугольные стаканчики. Кроме того, линейные автоматы серии "Пастпак" могут быть снабжены системой пассивной асептики, предназначенной для увеличения срока хранения продукта. 

       На основании анализа литературы  можно сделать следующий вывод,  что 

     основными направлениями технического прогресса  в молочной промышленности являются комплексная механизация производственных процессов – внедрение непрерывно–поточных методов производства, применение высокопроизводительно оборудования, позволяющего увеличить выход продукции и улучшить ее качество ( аппаратов с программным управлением, расфасовочно – упаковочных и разливочных линий), прогрессивных способов и средств транспортировки и хранения готовой продукции, а также создание и широкое применение новых видов упаковки, увеличение выпуска продукции в мелкой расфасовке. Хорошо организованный технохимический контроль на всех стадиях технологического процесса, начиная от приемки молока и кончая выпуском готовой продукции, является одной из важнейших предпосылок производства продуктов высокого качества и рационального ведения технологического процесса, обеспечивающего максимальное использование сырья.

     Технология  приготовления кефира

     Существует  два способа производства кефира – резервуарный и термостатный. Резервуарный способ производства отличается от термостатного тем, что сквашивание молока производится в большой емкости и на розлив направляется продукт с перемешанным сгустком. Технологический процесс состоит из следующих операций: приемки и подготовки сырья, нормализации, гомогенизации, пастеризации и охлаждения, заквашивания, сквашивания в специальных емкостях, охлаждения сгустка, созревание сгустка, фасования. 

     Сырье.  

     Кефир резервуарным способом вырабатывают из цельного натурального нормализованного молока не ниже второго сорта, кислотностью не более 19 ⁰Т, плотностью не менее 1,0278 кг/м³, с различной массовой долей жира, поэтому исходное молоко нормализуют до требуемой массовой доли жира. При нормализации цельного молока по жиру могут быть два варианта: жира в цельном молоке больше, чем требуется в производстве, и жира в цельном молоке меньше, чем требуется. В первом варианте жир частично отбирают путем сепарирования или к исходному молоку добавляют обезжиренное. Во втором варианте для повышения жирности исходного молока добавляют к нему сливки. Один из простейших способов нормализации по жиру – нормализация путем смешивания в емкости рассчитанных количеств нормализуемого молока и нормализующего компонента (сливок или обезжиренного молока) при тщательном перемешивании смеси.  

      Тепловая обработка  и гомогенизация.  

     Пастеризация  молока производится с целью уничтожения вегетативных форм микрофлоры, в том числе патогенных. Наиболее распространенный способ в производстве кисломолочных продуктов – кратковременная пастеризация при температуре 85-87 ⁰С с выдержкой в течение 5-10 мин. или при 90-92 ⁰С с выдержкой 2-3 мин. с последующим охлаждением до температуры заквашивания. Режим пастеризации должен обеспечить получение заданных свойств готового продукта, в частности органолептических показателей (вкус, нужные вязкость и плотность сгустка). Высокие температуры пастеризации вызывают денатурацию сывороточных белков, при этом повышаются гидратационные свойства казеина. Это способствует образованию более плотного сгустка, который хорошо удерживает влагу, что препятствует отделению сыворотки при хранении.

     Гомогенизация – это раздробление (диспергирование) жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий. В процессе обработки уменьшаются размеры жировых шариков и скорость всплывания. Происходит перераспределение оболочечного вещества жирового шарика, стабилизируется жировая эмульсия, и гомогенизированное молоко не отстаивается. В настоящее время применяют двухступенчатую гомогенизацию, исключающую слипание частичек жировых шариков на выходе из клапанной щели гомогенизирующей головки. Гомогенизация проводится при температуре 60-65 ⁰С и давлении 15-17,5 МПа (125-175 атм). После пастеризации и гомогенизации смесь охлаждается до температуры заквашивания. 

     Заквашивание  и сквашивание  молока. 

     При производстве кефира обычно применяют  закваску, приготовленную на кефирных грибках. Основными представителями их являются молочнокислые палочки, молочнокислые стрептококки, в том числе ароматобразующие и молочные дрожжи типа Torula. Случайная микрофлора зерен состоит из споровых палочек, уксуснокислых бактерий, молочных плесеней, пленчатых дрожжей, бактерий группы Coli и пр.

     Для приготовления кефирной закваски сухие  кефирные зерна выдерживают в теплой воде (25-30 ⁰С) в течение суток, меняя ее за это время 2-3 раза. После этого воду сливают, и набухшие зерна заливают теплым молоком, взятым в десятикратном количестве по отношению к объему грибков.

     Для выработки кефира с характерным  вкусом и прочной консистенцией необходимо использовать производственную закваску, выдержанную после сквашивания при температуре 10-12 ⁰С в течение 12-24 час. Закваску, масса которой обычно составляет 5 % массы заквашиваемой смеси, вносят в смесь, охлажденную до температуры заквашивания. Смесь сквашивают при температуре 23-25 ⁰С до образования молочно-белкового сгустка кислотностью 80-100 ⁰Т (рН 4,5-4,65). Во время сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. После окончания сквашивания продукт немедленно охлаждают. 

     Перемешивание и охлаждение сгустка.  

     После сквашивания кефир перемешивают и охлаждают до температуры созревания. Перемешивание продукта начинают через 60-90 мин. после начала времени его охлаждения и проводят в течение 10-30 минут. Перемешанный и охлажденный до температуры 20 ⁰С сгусток оставляют в покое. 

     Созревание  кефира.  

     Продолжительность созревания кефира составляет 6-10 ч. Во время созревания активизируются дрожжи, происходит спиртовое брожение, в результате чего в продукте образуются спирт, диоксид углерода и другие вещества, придающие этому продукту специфические свойства. 

     Перемешивание и розлив.  

     По  истечении времени созревания, перед началом розлива кефир в резервуаре перемешивают 2-10 мин.

     Упаковку  и маркировку производят в соответствии с требованиями стандарта на этот продукт. С целью улучшения консистенции готового продукта, упакованный кефир рекомендуется выдерживать в холодильной камере перед реализацией. При достижении кефиром требуемого показателя условной вязкости и температуры 6 ⁰С технологический процесс считается законченным и продукт готов к реализации.  

      ТРЕБОВАНИЯ И МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА. 

     В соответствии с требованиями РТУ  кефир должен удовлетворять следующим  требованиям: 

     Вкус  и запах – чистый, кисломолочный, освежающий.

     Консистенция  кефира должна быть однородной, напоминающей жидкую сметану. Допускается газообразование, вызванное дрожжами или ароматобразующими стрептококками. 

     Определение массовой доли жира проводят по ГОСТ 5867-90

     Метод основан на выделении жира из молока и молочных продуктов под действием концентрированной серной кислоты и изоамилового спирта с последующим центрифугированием и измерении объема выделившегося жира в градуированной части жиромера.

     Массовую  долю белка определяют по ГОСТ 23327-98

     Метод Кьельдаля основан на минерализации  пробы серной кислотой в присутствии окислителя, инертной соли – сульфата калия и катализатора – сульфата меди. При этом аминогруппы белка превращаются в сульфат аммония, растворенный в серной кислоте. Массовую долю белка определяют, умножая полученный результат на соответствующий коэффициент.

     Определение содержания молочнокислых микроорганизмов  проводят по ГОСТ 10444.11-89

     Определение содержания дрожжей по ГОСТ 10444.12-88

     Определение кислотности проводят по ГОСТ 3624-92

     Метод основан на нейтрализации кислот, содержащихся в продукте, раствором гидроокиси натрия до pH=8.9 с помощью блока автоматического титрования и индикации точки эквивалентности при помощи потенциометрического анализатора.

     Определение фосфатазы проводят по ГОСТ 3623-73  
Описание линии 

     Рассмотрим основную технологическую схему производства кефира резервуарным способом с охлаждением в резервуарах. По этой схеме молоко подается насосами по трубам, а расфасованный готовый продукт – внутризаводским транспортом (цепными и ленточными транспортерами и т.д.).

     В теплообменниках молоко и напитки  подвергают термической обработке (нагреванию и охлаждению) до заданной температуры. От механических примесей молоко очищается в сепараторах-очистителях в потоке и для получения соответствующей дисперсности жира и улучшения вязкости напитка обрабатывается в гомогенизаторах.

     Напиток в резервуаре перемешивается приводной  мешалкой. Расфасовывают напиток в пленочную упаковку или картонные пакеты на разливочных машинах и автоматах.

     Контроль  технологического процесса и управление им автоматизированы.

     Проанализируем конкретную линию производства.

     Нормализованное по жирности молоко, охлажденное до 4-6 ⁰С, из молокохранительного танка В2-ОМГ-10 емкостью 10 тыс. л центробежным насосом НМУ-6 подается в балансировочный бачок пастеризационно-охладительной установки ОПЛ-5 и далее насосом НМУ-6 направляется в I секцию регенерации теплообменника, откуда подогретое до 30-35 ⁰С поступает в центральную трубку сепаратора-молокоочистителя ОМА-3М. Очищенное молоко под давлением, создаваемым напорным диском сепаратора, поступает в секцию II регенерации теплообменника, после чего направляется в секцию пастеризации для нагрева до 85 ⁰С и подается в танк Г6-ОПБ-1000, где выдерживается при этой температуре 5-10 мин. Из танка молоко самотеком направляется в гомогенизатор А1-ОГМ, где под давлением 125-175 ат гомогенизируется и поступает во вторую секцию теплообменника для отдачи тепла встречному потоку молока. Молоко, охлажденное до температуры заквашивания (23-25 ⁰С) поступает в двустенный танк ОТК-6, куда предварительно с помощью насоса НРМ-2 попадает закваска. Сквашивание происходит до кислотности 85-90 ⁰Т, затем сгусток перемешивается и тут же охлаждается холодной водой до 20 ⁰С. В дальнейшем сгусток оставляют в покое для созревания на 6-10 ч. По истечении времени созревания, перед началом розлива кефир в резервуаре перемешивают 2-10 мин. и подают на фасовочно-упаковочный автомат М6-ОПЗ-Е для расфасовки. Упакованный кефир рекомендуется выдерживать в холодильной камере перед реализацией до достижения им требуемого показателя условной вязкости и температуры 6 ⁰С.

     В состав данной линии входит следующее  технологическое оборудование: Танк молокохранительный В2-ОМГ-10

     емкостью 10 тыс. л каждый 2

     Насос центробежный НМУ-6 производительностью 6 тыс. л/час 1

     Пастеризационно-охладительная  установка ОПЛ-5

     производительностью 5 тыс. л/час 1

     В состав ОПЛ – 5 входят:

     Молокоочиститель ОМА-3М производительностью 5 тыс. л/час…2

     Гомогенизатор двухступенчатый А1-ОГМ с рабочим давлением

     до 200 ат производительностью 5 тыс. л/час 1

     Танк Г6-ОПБ-1000 для выдерживания пастеризованного молока

     емкостью 1 тыс. л 1

     Балансировочный бак 1

     Центробежный  насос для молока 36МЦ-10-20Щ 1

     Бойлер 1

     Насос для горячей воды 3К-9 1

     Насос центробежный 36МЦ-6-12 1

     Насос-дозатор НРМ-2 для подачи закваски

     производительностью 250-2000 л/час .1

     Смеситель для закваски с шаровым клапаном 1

     Танк двустенный ОТК-6 для сквашивания молока

     емкостью 6 тыс. л каждый .4

     Фасовочно-упаковочный автомат М6-ОПЗ-Е 1

     Данная  технологическая линия производства кисломолочных напитков резервуарным способом рассчитана на производительность 12 т в сутки. 

     Техническая характеристика линии 

     Производительность л в сутки - 12000

     Режим работы двухсменный

     Температура пастеризации, ⁰С 85-90

     Давление гомогенизации, 125-175

     Температура заквашивания, ⁰С20-25

     Температура охлаждения готового напитка, ⁰С 6

      Технологическое оборудование

     Танк  молокохранительный В2-ОМГ-10

     Емкость для хранения молока цилиндрической формы, состоит из алюминиевого корпуса  и стального кожуха. Пространство между ними заполнено термоизолирующим веществом. В верхней части емкости предусмотрены смотровое окно, светильник, моечное устройство, датчик верхнего уровня и воздушный клапан. Смотровое окно и светильник предназначены для периодического осмотра внутренней полости емкости. Моечное устройство выполнено в виде двух трубчатых полудуг с отверстиями для подачи раствора. При вытекании моющего раствора из отверстий трубчатые дуги вращаются за счет возникающих реактивных сил. При этом внутренняя поверхность емкости равномерно орошается моющим раствором. Датчик верхнего уровня сигнализирует о заполнении рабочей вместимости емкости, а воздушный клапан впускает и выпускает воздух при ее опорожнении и заполнении.

     В средней части емкости расположены  люк, термометр, кран для отбора проб, устройство для контроля за уровнем молока и стационарная лестница для обслуживания верхней части. В нижней части имеются перемешивающее устройство, датчик нижнего уровня и опоры. Перемешивающее устройство состоит из центробежного насоса, эжектора, кранов и соединяющих из трубопроводов.

     Емкость наполняется через нижний патрубок. Через этот же патрубок емкость и  опорожняется при переключении трехходового крана. Окончание заполнения или  опорожнения сопровождается подачей  светового или звукового сигнала. При отборе проб пользуются специальным краником, а температуру молока контролируют термометром. Повышение температуры молока за 24 ч хранения в таких емкостях при разности температур окружающего воздуха и продукта, равной 24 ⁰С, допускается не более чем на 2 ⁰С.

     Техническая характеристика молокохранительного  танка В2-ОМГ-10

     Рабочая вместимость, м³ - 10

     Исполнение - горизонтальное

     Габаритные размеры, мм - 4450х2125х2825

     Установленная мощность, кВт - 0,75

     Масса (без молока), кг - 2255 

     Рисунок 1

     1 – рабочая емкость; 2 – теплоизоляция; 3 – кожух; 4 – мешалка; 5 – смотровое окно; 6 – люк; 7 – привод мешалки; 8 – ножки; 9 – сливной патрубок; 10 – термометр; 11 – наливная труба

     Центробежный  насос НМУ-6

     Имеет корпус в виде цилиндра, закрываемого крышкой. Во внутренней полости корпуса через отверстие проходит вал с насаженной на него лопастью. Крышка уплотнена резиновым кольцом и зажимными винтами. На ней расположен по оси вала всасывающий патрубок. По касательной к цилиндру корпуса установлен нагнетательный патрубок.

     При вращении вала в камере насоса молоко отбрасывается лопастью к периферии  камеры и под действием центробежных сил создается давления для вывода продукта в нагнетательный патрубок и транспортирования по молокопроводу. При этом в центральной части камеры насоса образуется разрежение и туда поступает новая порция молока. Поток молок не прерывается. Возврат молока из полости нагнетания в полость всасывания между корпусом и лопастью предотвращения благодаря минимально возможным зазорам между ними.