Технология производства пастеризованного молока. 2
Аннотация
В данной курсовой работе рассмотрено современное производство молока пастеризованного. Приведены аналитический обзор, характеристика основного сырья, описание технологической схемы и линии, продуктовый расчет, технохимический контроль и охрана труда и окружающей среды.
Курсовая работа содержит 10 разделов, изложенных на стр. Включает 3 таблицы, 5 рисунков.
В расчетной части приведены технологические расчеты и описание технологической схемы и линии производства пастеризованного молока.
Графическая часть курсовой работы включает в себя 1 лист формата А1 – технологическая схема производства пастеризованного молока.
Содержание
Нормативные ссылки……………………………………………………....
Определения…………………………………………………
Обозначения и сокращения………………………………………………..
Введение…………………………………………………………
1 Аналитический обзор…………………………………………………......
2 Технологическая часть…………………………………………………......
2.1 Характеристика основного сырья и вспомогательных материалов.......11
2.2 Описание технологической схемы и линий………………………….....17
2.3 Технологические расчеты………………………………………………....
2.4 Технохимический контроль ……………………………………………..30
- Охрана труда и окружающей среды…………………………………….....33
Заключение……………………………………………………
Список используемой литературы…………………………………………....
Приложение....................
Нормативные ссылки
В настоящей курсовой работе использованы нормативные ссылки на следующие документы:
ГОСТ РК 1324-2010. Молоко питьевое. Общие технические условия
ГОСТ РК 1760-2008. Молоко коровье. Технические условия
ГОСТ РК 52090-2003. Молоко питьевое. Технические условия
ГОСТ РК 52738-2007. Молоко и продукты переработки молока. Термины и определения
ГОСТ РК 52054-2003Молоко натуральное коровье - сырье. Технические условия
ГОСТ РК 51600-2000. Молоко. Методы определения наличия антибиотиков
ГОСТ РК 53749-2009. Молоко и молочная продукция. Определение массовой доли молочного жира
ГОСТ РК 31449-2013. Молоко коровье сырое. Технические условия
ГОСТ РК 54761-2011. Молоко и молочная продукция. Методы определения массовой доли сухого обезжиренного остатка
ГОСТ РК 31450-2013. Молоко питьевое. Технические условия
СТ ТОО 39810100-005-2008. Молоко пастеризованное
Определения
В данной курсовой работе использованы следующие определения:
Пастеризация молока – это тепловая обработка молока с целью уничтожения вегетативных форм микрофлоры, в том числе патогенных.
Термизация – это тепловая обработка молока с целью увеличения продолжительности его хранения путем снижения общей бактериальной обсемененности молока.
Гомогенизация – это обработка молока (сливок), заключающаяся в дроблении (диспергировании) жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий
Нормализация - это регулирование состава сырья для получения готового продукта, отвечающего требованиям стандарта.
Сепарирование молока – это разделение его на две фракции различной плотности: высокожирную (сливки) и низкожирную (обезжиренное молоко).
Партия молока - под партией понимают молоко, однородное по органолептическим и физико-химическим показателям и оформленное одним документом.
Микрофильтрация молока - относительно новый, применительно к молоку мембранный процесс, при котором, разделение компонентов молока протекает под действием давления в проточном режиме при скоростях жидкости над мембраной 5 - 7 м/сек.
Сливки - молочный продукт,
получаемый из цельного молока путём сепараци
Пребиотики - неперевариваемые пищевые ингредиенты, которые положительно влияют на рост и (или) активность одного или ограниченного числа полезных бактерий в толстом кишечнике.
Продукты переработки молока - молочные продукты, составные молочные продукты, молокосодержащие продукты, вторичное молочное сырье.
Охлаждение - снижение температуры в соответствии с требованиями технологических процессов.
Очистка молока - процесс освобождения молока от механических примесей.
Молоко-сырье (сырое) - молоко, не подвергавшееся термической обработке.
Обозначения и сокращения
В настоящей курсовой работе использованы следующие обозначения и сокращения:
кг – килограмм
л – литр
ч – час
кг/ м3 – килограмм, деленный на метр кубический
см - сантиметр
см3 - сантиметр кубический
см/с - сантиметр, деленный на секунду
С-1 - секунда в минус первой степени
Па * с - паскаль, умноженный на секунду
с - секунда
МПа – мега паскаль
0С - градус Цельсия
т – тонна
тг - тенге
КОЕ/см3 - колонии образующие единицы, деленные на сантиметр кубический
др. – другие
м. д. ж - массовая доля жира
сут. - сутки
Введение
Молоко – продукт питания, наиболее совершенный по своему составу. Ценность молока заключается в идеальной сбалансированности питательных веществ. Молочные продукты играют огромную роль в питании человека, снабжая организм необходимыми для здоровья элементами. Молоко – наименее заменимый продукт, особенно для детского питания.
Молоко различных сельскохозяйственных животных отличается по химическому составу и питательной ценности. Наиболее широко в питании людей используется коровье молоко. В рационе народов различных регионов присутствует также молоко коз, овец, кобылиц, верблюдиц, ослиц, буйволиц, самок зебу, яка, северного оленя.
Молоко – сложнейший продукт по своему химическому составу. В состав молока входят: вода, белки, молочный жир, молочный сахар – лактоза, минеральные вещества и микроэлементы – кальций и фосфор, большинство известных витаминов, ферменты, способствующие пищеварению; гормоны, иммунные тела, газы, микроорганизмы, пигменты.
Молоко – сырье для производства кисломолочных продуктов и напитков, сыра, сливочного масла, сливок, мороженого.
Молочная промышленность выпускает коровье молоко пастеризованное, стерилизованное, топленое, сгущенное, сухое.
Молочные продукты, в частности молоко, являются хорошей питательной средой для микроорганизмов. Микроорганизмы, размножаясь, могут значительно ускорить процесс порчи молочной продукции. Кроме того, микроорганизмы могут вызвать опасные заболевания людей. Поэтому важнейшая задача при выпуске молочных продуктов – уничтожить содержащиеся в них микроорганизмы.
Одним из способов уничтожения микроорганизмов является кипячение. Однако кипячение сильно изменяет свойства молочных продуктов, вкус, запах и т.д. Установлено, что для уничтожения активных форм микроорганизмов нет необходимости нагревать продукты до кипячения. Жизнедеятельность микроорганизмов при соблюдении некоторых условий может быть подавлено при нагревании до (85–95)°С. Впервые установил губительное действие на микроорганизмы высоких температур и применил их для обработки продуктов с целью их сохранения французский ученый Л. Пастер. По имени этого ученого такая обработка называется пастеризацией.
Пастеризация может быть длительной, кратковременной и мгновенной. При длительной пастеризации молоко нагревают до (63–65)°С и выдерживают при этой температуре 30 минут, при кратковременной молоко нагревают до (72–76)°С с выдержкой 15–20 секунд, при мгновенной пастеризации молоко нагревают до (85–95)°С без выдержки.
Выбор режимов пастеризации предопределяется технологическими условиями и свойствами продукта. При содержании в продукте компонентов, отличающихся низкой термоустойчивостью, следует применять длительную пастеризацию. Процесс длительной пастеризации хотя и обеспечивает надежное уничтожение патогенных микробов и наименьшее изменение физико-химических свойств молока, однако требует больших затрат, связанных с использованием малопроизводительного оборудования.
Наиболее распространенный способ в производстве пастеризованного молока, кисломолочных продуктов и мороженого – кратковременная пастеризация. Этот способ также надежен для инактивации микробов и максимального сохранения исходных свойств молока. Моментальная пастеризация по воздействию на микробы и свойства молока аналогична кратковременной. Она рекомендуется для пастеризации сливок, из которых вырабатывают масло, и при производстве молочных консервов. Таким образом, все способы пастеризации позволяют получить продукт, безвредный для непосредственного употребления в пищу, но имеющий ограниченный срок хранения.
Целью данной курсовой работы является разработка проекта технологической линии по производству пастеризованного молока.
Постановка задач:
1) в ходе работы необходимо ознакомится с нормативными документами и изучить литературно-аналитический обзор
2) необходимо описать характеристику основного и вспомогательного сырья
3) изучить конструкцию и работу технологической линии
4) осуществить продуктовый расчет продукции.
Актуальность процесса пастеризации молока заключается в том, что это в настоящее время это наиболее простой и не дорогой способ обеззараживания молока.
Новизна заключается в изобретении ультрапастеризации. Ультрапастеризация - это процесс нагревания молока до температуры 125-140°С и мгновенном его охлаждении. При этом уничтожает нежелательные микроорганизмы и позволяет продлить срок хранения продукта.
1 Аналитический обзор
Известен способ получения молока и молочных продуктов [1], предусматривающий обработку молока путем нормализации, очистки, пастеризации или стерилизации и охлаждения, введение перед пастеризацией или стерилизацией растворенного в небольшом количестве молока йодистого субстрата, содержащего 150-200 мг йода для йодирования 1 т продукта.
Недостаток данного способа получения молока заключается в том, что использование йодистого субстрата в виде неорганического соединения затрудняет его равномерное распределение в объеме обогащенного продукта, а введение перед тепловой обработкой приводит к значительному его разрушению
Наиболее близким по технической сущности к предложенному способу является способ получения пастеризованного молока, включающий приемку и подготовку сырья, его нормализацию, гомогенизацию, пастеризацию при температуре 74-78°С с выдержкой 20 с, охлаждение до температуры 2-6°С, дополнительную пастеризацию при температуре 85-89°С с выдержкой 4 мин, охлаждение и розлив без промежуточного хранения [2].
Недостатком данного способа является получение продукта, отличающегося невысокой пищевой ценностью и небольшим сроком хранения.
Технический результат - повышение пищевой ценности пастеризованного молока, срока его хранения, придание дополнительного привкуса пряного (нагретого) молока.
Внесение минеральной добавки-обогатителя в виде йодказеина на основе натурального, легкоусвояемого белка молока позволяет значительно повысить пищевую ценность пастеризованного молока, не усложняя при этом технологический процесс и не изменяя вкусовых качеств молока. Следует отметить, что йодказеин является термостабильной добавкой, поэтому при термической обработке йод сохраняется в неизменном количестве. Использование йодказеина исключает возможность его передозировки (даже при 1000-кратном превышении суточной дозы потребления), поскольку йод отщепляется от аминокислотных остатков под воздействием ферментов печени, которая вырабатывает их тем больше, чем выше нехватка йода в организме. Когда организм набирает свою норму и лишний йод отщеплять уже нечем, последний эвакуируется из организма естественным путем.
Известен способ получения молока [3] продленного срока хранения путем тепловой обработки. Способ получения пастеризованного молока, включающий очистку, охлаждение, нормализацию исходного молока, пастеризацию, охлаждение и расфасовку пастеризованного молока, отличающийся тем, что вначале подвергают двухкратной обработке в вакууме нормализованное молоко путем распыления его в свободном объеме последовательно расположенных камер, а затем после пастеризации подвергают двухкратной обработке в вакууме пастеризованное молоко путем адиабатного вскипания его в свободном объеме последовательно расположенных вакуумных камер.
Процесс происходит аналогично примеру 1, только исходное молоко имеет температуру 15-20oС, его охлаждают до 2oС, нормализуют до 3,2% жира и распыляют в три последовательно расположенные вакуумные камеры. После этого молоко пастеризуют до температуры 80oС и распыляют в свободный объем двух последовательно расположенных вакуумных камер. Двухкратная вакуумная обработка нормализованного и пастеризованного молока обеспечивает снижение его кислотности на 2-4oТ, за счет чего в процессе его хранения значительно медленнее происходит увеличение кислотности и повышается срок хранения до 10 суток.
Таким образом, исходное молоко не подвергается сильному механическому влиянию, которое имеет место в клапанных гомогенизаторах, в него не вводятся химические реактивы-консерванты, оно не подвергается высокотемпературной термообработке, а в результате многократного мягкого влияния вакуумной обработки и распыления в свободном объеме вакуумных камер пастеризованное молоко сохраняет все природные качества, является биологически активным и может сохраняться при комнатной температуре до 10 суток.
Наиболее близким техническим решением является способ производства пастеризованного молока, включающий нормализацию молока, подогрев до температуры 45-70°С и бактофугирование при частоте вращения барабана 200-400 с-1, гомогенизацию, пастеризацию при температуре 70-85°С с выдержкой 15-30 с, охлаждение и подачу в промежуточную емкость, а затем - на окончательную пастеризацию при температуре 70-85°С с выдержкой 15-30 с и повторное охлаждение и розлив. Этот способ обеспечивает срок хранения молока до пяти суток
В результате использования предлагаемого способа улучшаются вкусовые качества пастеризованного молока, оно имеет сладковатый привкус, свойственный свежему коровьему «парному» молоку за счет сокращения присутствия в нем уксусно-кислых и молочно-кислых бактерий, дрожжей и плесени, увеличивается биологическая ценность получаемого молока [4].
Способ производства пастеризованного молока длительного хранения, включающий нормализацию молока, очистку, гомогенизацию, пастеризацию, охлаждение и фасовку в потребительскую тару, отличающийся тем, что после нормализации молоко подогревают до температуры 30-70°С и подвергают двухступенчатой очистке на сепараторе-молокоочистителе и бактофуге при частоте вращения барабана 200-450 с-1, пастеризуют при температуре 70-98°С с выдержкой 15 с - 30 мин или без выдержки [5].
Техническим результатом изобретения является увеличение сроков годности продукта, улучшении микробиологических показателей.
Технический результат достигается тем, что в способе производства пастеризованного молока длительного хранения, включающего нормализацию молока, очистку, гомогенизацию, пастеризацию, охлаждение и фасовку в потребительскую тару, после нормализации молоко подогревают до температуры 30-70°С и подвергают двухступенчатой очистке на сепараторе-молокоочистителе и бактофуге при частоте вращения барабана 200-450 с-1, пастеризуют при температуре 70-98°С с выдержкой 15 сек - 30 мин или без выдержки.
Известен также способ производства стерилизованного молока, включающий очистку, нормализацию исходного молока, введение белкового концентрата, полученного методом ультрафильтрации обезжиренного молока, пастеризацию, гомогенизацию, предварительный нагрев, стерилизацию, охлаждение, расфасовку.
Наиболее близким решением к заявленному способу является способ производства питьевого молока, включающий нормализацию молока по жиру, введение белкового наполнителя, гомогенизацию, пастеризацию, охлаждение и расфасовку.
Недостаток данного способа заключается в том, что полученное молоко имеет недостаточно длительный срок хранения.
Технический результат предложенного изобретения заключается в увеличении срока хранения молока.
Технический результат достигается тем, что по первому варианту способа производства пастеризованного молока "Особое" с массовой долей жира 1,5%, 2,5%, 3,2% и 3,5% отобранное по качеству молоко фильтруют, охлаждают и подвергают нормализации. Нормализованное молоко подогревают до 45-70oC и подвергают бактофугированию при частоте вращения барабана 200-400 с-1, необходимой для удаления не менее 95% микроорганизмов. Затем осуществляют гомогенизацию, предварительную пастеризацию при 70-85oC с выдержкой 15-30 с, охлаждают до 2-6oC. Затем целесообразно осуществить подачу молока в промежуточную емкость, а затем - окончательную пастеризацию при 70-85oC с выдержкой 15-30 с, охлаждение и розлив молока в потребительскую тару [6].
2 Технологическая часть
2.1 Характеристика основного сырья
Молоко должно быть цельным, свежим и полученным от здоровых коров, иметь чистый, сладковатый вкус и запах, свойственный свежему молоку. Цвет от белого до светло-кремового, без каких-либо цветных пятен и оттенков. По консистенции это однородная жидкость без сгустков белка и комочков жира, без осадка, плотностью не ниже 1027 кг/м3. Не подлежит приемке молока в первые 7 дней после отела и старо дойное молоко за 10-15 дней перед запуском коровы. Не допускается в молоке резко выраженных кормовых привкусов, а также молоко со стойким запахом химикатов и нефтепродуктов с добавлением нейтрализующих веществ, с остаточным содержанием химических средств защиты растений и животных, а также антибиотиков, с прогорклым, затхлым привкусом, тягучей консистенции. Молоко подразделяется по сортам.
В качественную оценку молока при приемке на заводе входит определение степени чистоты по эталону, бактериальной обсемененности, титруемой кислотности.
Для определения степени чистоты по эталону применяют приборы разнообразной конструкции. По содержанию механических примесей молоко в соответствии с эталоном, предусмотренным ГОСТом, разделяют на три группы: в молоке 1 группы на фильтре отсутствуют частицы механических примесей, 2 – на фильтре обнаруживаются отдельный частицы, 3 – на фильтре имеется заметный осадок частиц механических примесей.
Бактериальную обсемененность молока определяют по редуктазной пробе и относят молоко к одному из 4 классов. К классу 1 относят молоко, содержащее
менее 0,5 млн. бактерий в 1 мл. Это хорошее в бактериальном отношении молоко можно использовать в производстве различных молочных продуктов. К классу 2 относят молоко, содержащее до 4 млн. бактерий в 1 мл. в молоке класса 3 содержится до 20 млн. бактерий в 1 мл. молоко класса 4 не принимают заводы молочной промышленности.
Молоко кислотностью не выше 21 0Т, бактериальной обсемененностью не ниже 3 класса и степенью чистоты не ниже 2 группы, а также молоко от больных или подозреваемых в заболевании коров, использование в пищу которого разрешается после термической обработки, принимается как не сортовое.
Молоко кислотностью свыше 21 0Т считается некондиционным и приемке не подлежит.
Расчеты за сданное молоко проводятся по базисной жирности и содержанию белка соответствующим средним нормам для данного сырья. При приемке проводят также контроль молока на санитарно-биологическое состояние (раз в декаду), на механическую загрязненность, на бактериологическую обсемененность.
Также в качестве сырья для производства пастеризованного молока используют восстановленное и рекомбинированное молоко и их смеси. При выработке пастеризованного восстановленного молока сухие компоненты растворяют в воде при температуре 38…420 С, фильтруют и охлаждают до 5…80 С. С целью набухания белков и достижения требуемой плотности восстановленное молоко выдерживают при температуре охлаждения в течении 3…4 часов.
По питательным свойствам молоко представляет собой наиболее совершенный вид продовольствия; состав питательных веществ в нем почти идеально сбалансирован. Молочные продукты составляют большую долю в рационе человечества; их годовое потребление достигает 16% всех видов пищи.
Натуральное молоко – сложный пищевой продукт, в котором содержится (в среднем): 3,7% жиров; 3,5% белков; 4,9% лактозы (молочного сахара); 0,7% минеральных соединений; 87,2% воды.
От жирности молока зависит его качество. Характерный вкус сливочного масла определяется молочным жиром, который по химическому составу отличается от жиров других видов. Хотя молочный жир имеет животное происхождение, в нем содержится (по массе) лишь 0,3% холестерина. Молочный жир легче прочих составляющих, и при отстаивании молока всплывает, образуя слой сливок. В натуральном молоке жир распределен по всему объему в виде мелких шариков (капель), заключенных в тонкую оболочку, препятствующую их слипанию.
В молоке содержится три вида белков: казеин, альбумин и глобулин. Самым важным из них является казеин, содержащий все наиболее важные аминокислоты. Он может коагулировать под действием кислот либо ферментов типа реннина (сычужного фермента). На коагуляции казеина реннином основана выработка многих видов сыров.
Лактоза встречается только в молоке. На вкус она не такая сладкая, как сахароза (тростниковый или свекловичный сахар), и менее растворима в воде, но именно она придает молоку сладковатый привкус. Установлено, что участие лактозы в пищеварительном процессе способствует удержанию кальция в организме. Однако существует и проблема неприятия лактозы человеческим организмом, что типично для представителей тех этнических групп или целых народов, в рационы которых обычно не входит молоко. Лактозная несовместимость проявляется, как правило, через заболевания желудочно-кишечного тракта – различные гастриты и диарею. Однако люди, страдающие от несовместимости их организмов с лактозой, могут без ущерба для своего здоровья потреблять в пищу (лучше – небольшими порциями) кисломолочные продукты типа пахты или йогурта.
Минеральные вещества, содержащиеся в молоке, являются весьма существенными составляющими питания. Наиболее важны из них кальций и фосфор, которые совершенно необходимы для восстановления костных тканей. Всего 0,9 литра молока дает организму кальция столько же, как 20 куриных яиц или 11,7 кг постной говядины или 2,2 кг пшеничного хлеба.
В молоке присутствуют и все витамины, но больше всего в нем витамина А и витамина В2 (рибофлавина, или лактофлавина).
По пищевой ценности молоко может заменить любой продукт, но ни один продукт не заменит молоко.
Молоко и молочные продукты легко и почти полностью усваиваются организмом человека. Степень усвоения белков молока составляет 96-98 %, молочного жира – 93-96, молочного сахара (лактозы) – 98 %. Биологическая ценность белков молока и молочных продуктов очень высока, так как они относятся к биологически полноценным белкам. Содержание незаменимых аминокислот в белках молока значительно выше не только по сравнению с белками растительных продуктов (которые содержат мало лизина, триптофана и др.), но и по сравнению с белками рыбы и мяса. Молочный жир содержит недостаточное количество полиненасыщенных жирных кислот. Однако при употреблении 0,5 л молока покрывается около 20 % суточной потребности человека в этих кислотах. Присутствие в молочном жире значительных количеств фосфатидов и витаминов (Е, А, D) повышает его биологическую ценность.