Основные требования к мороженному

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ . . . . . . . . 4

1 ОСНОВНЫЙ СВОЙСТВА МОРОЖЕННОГО . . 6

1.1 Физико-химические  показатели мороженого  . 6

1.2 Органолептические показатели мороженого  . 8

1.3 Требования к сырью  для производства мороженого 8

2 Назначение, устройство и принцип действия ФРИЗЕРА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ . . . 14

2.1 Описание и принцип действия  . . . 14

2.2 Меры безопасности по обслуживанию  . 16

2.3 Информация по патентам  . . . . 18

3 ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ ДЛЯ РАСЧЕТА ФРИЗЕРА  НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ . . . . . 22

4 РАСЧЕТ ФРИЗЕРА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ . 23

4.1 Подбор производительности  вытеснительного                        барабана . . . . . . . . . 23

4.2 Электротехнический  расчет, выбор ЭД  . . 24

4.3 Расчет клиноременной  передачи   . . . 25

4.4 Расчет вала  на прочность  . . . . 28

ВЫВОД . . . . . . . . . 30

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК . . . 31

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

 

На данный момент важное место в пищевой отрасли занимает молочная промышленность. Из молока  получают большое количество видов  продукции, таких  как: простокваша, кефир, катык, сметана, творог, сыр, сливки, мороженое и многое другое. Они в свою очередь подразделяются по сортам на любой вкус потребителя.

Мороженое не является продуктом  первой необходимости. Тогда чем  же оправдано развитие  его производства?

Для поддержания нормальной жизнедеятельности человеческого организма, для роста и развития его клеток и тканей, для восполнения затрачиваемой энергии необходимы жиры, белки, углеводы, минеральные соли, витамины и вода. Питательная ценность продуктов зависти от того, насколько они богаты перечисленными веществами, насколько легко и полно они усваиваются. Важным показателем в оценке пищевого продукта, характеризующим его как источник энергии, является также калорийность. Наконец, большое значение имеет вкус пищи и ее аппетитность.

Всем этим требованиям  мороженое отвечает в высокой  степени. Так белки мороженого относятся  к наиболее важным, биологически ценным и обладают высокой усвояемостью (до 96 – 98%). Кроме того мороженое  имеет высокие вкусовые качества, что также повышает его пищевую ценность.

Таким образом мы видим, что мороженое важный в пищевом  отношении продукт. Поэтому введение его в нормальный пищевой рацион, развитие его производства и увеличение его потребителя вполне оправдано.

Наиболее популярными  видами мороженого в России традиционно считаются вафельные стаканчики и эскимо. Что касается наполнителей и добавок, то на первое место по предпочтениям вышли вареная сгущенка, орехи, глазурь из темного шоколада и карамель.

Началом промышленного  производства мороженого в СССР, принято считать 1932 г., когда в Москве на городском молочном заводе и холодильнике №2 были созданы первые цеха мороженого.

В 1990 г. в СССР в расчете  на душу населения изготовлялось  и реализовалось около 2,5 кг мороженого. По объемам промышленного производства мороженого СССР занимал второе место в мире (после США), а по производству в расчете на душу населения отставал от таких стран, как США, Австрия, Канада, Япония, ФРГ.

Сейчас в России мороженое  производят около 350 предприятий производителей этого лакомства, из числа которых 73 фабрики при хладокомбинатах, 145 предприятий молочной промышленности и свыше 80 коммерческих предприятий.

Общие мощности по производству продукции составляют более 800 тыс. тонн в год. Применение многих новых видов пищевого сырья при производстве мороженого существенно расширился ассортимент выпускаемой продукции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ОСНОВНЫЙ СВОЙСТВА МОРОЖЕННОГО

1.1 Физико-химические показатели мороженого

Мороженое – взбитые, замороженные и потребляемые в замороженном виде сладкие молочный продукт, молочный составной продукт или молокосодержащий продукт.

Молочное мороженое - мороженое (молочный продукт или  молочный составной продукт), массовая доля молочного жира, в котором составляет не более чем 7,5 процента.

Таблица 1 Допустимые уровни содержание микроорганизмов и соматических клеток в мороженном [1].

Индекс группы продуктов	КМАФАн М, КОЕ/г, не более	Масса продукта (г, см ),в которой  не допускается				Примечание
		БГКП (колиформы)	S.aureus		Патогенные, в том числе сальмонеллы
Мороженое закаленное	1·105	0,01	1,0		25	L monocytogenes в 25 г не допускаются
Морожен ое мягкое	1·105	0,1	1,0		25	то же
Жидкие смеси для мягкого  морожено го	3·104	0,1	1,0		25	то же
Сухие смеси для мягкого морожено го	5·104	0,1	1,0	25		то же

 

 

 

 

 

 

 

 

По физико-химическим показателям - массовым долям сухих  веществ, СОМО (сухой обезжиренный молочной остаток), сахарозы, кислотности и объемной доли воздушной фазы - мороженое должно соответствовать в каждом отдельном случае действующей технической документации

Таблица 2 Физико-химические показатели мороженого [1].

Показатель	Закаленное		Мягкое на молочной основе
	На молочной основе	На плодово-ягодной основе
Содержание, % сухих веществ мороженого	29,0-40,0	30,0-33,5	29,0-36,0
плодово-ягодного сырья		1,0-3,5
СОМО	8,0-12,0	-	10,0-14,0
молочного жира	0-15	-	0,0-0,8
белка	3,0-6,7	-	3,7-6,7
лактозы	11,3/16,1	-	9,3-14,8
сахарозы	12-16,5	27,0-32,0	14,0-16,0
влаги	60,0-71,0	66,5-70,0	64,0-71,0
минеральных веществ	<2,65	-	<2,65
воздуха (объемная доля)	33-47	29-41	29-37
Отношение СОМО/жир	>0,7	-	>1,5
Кислотность ,Т , не более	20,0-24,0	70	24,0-29,0
Взбитость, %	50-90	40-70	40-60
Сопротивляемость мороженного  таянию, мин	41,5-50	-	36,3-45,2

 

 

 

 

 

 

1.2 Органолептические показатели мороженого

Таблица 3 Органолептические показатели идентификации мороженого[1].

Показатель	Характеристика
Внешней вид	Порции однослойного или многослойного  мороженого различной формы, полностью  или частично покрытие глазури (шоколадом) или без глазури (шоколада)
Консистенция	Плотная однородная без ощутимых комочков жира, стабилизатора и эмульгатора, частичек белка и лактоза кристаллов льда . При добавление пище вкусовых компонентов с их наличием. В глазированном  мороженом структура глазури  однородная ,без ощутимых частиц сахара ,какао-продуктов, с наличием частиц орехов ,вафельной крошки и др. компонентов при их использовании
Вкус и запах	Чистый, характерен для данного  вида мороженого вкус

 

1.3 Требования  к сырью для производства мороженого

Для производства мороженого используют разнообразное сырье, которое должно быть доброкачественным и отвечать соответствующим требованиям.

Молочные продукты считаются  основным видом сырья при выработке  мороженого на молочной основе (молочное, сливочное, пломбир). Используют молоко цельное и обезжиренное, с нормальными органолептическими показателями и с кислотностью не более 21 °Т. Для составления смеси так же применяют свежие сливки различной жирности, сливочное несоленое масло высшего сорта, сгущенное и сухое молоко и сливки.

Сахаристые вещества придают мороженому не только сладкий вкус, но и нежную структуру, а так же понижает температуру его замерзания. Чаще всего в состав смеси входит сахарный песок. Для выработки некоторых видов фруктового мороженого применяют карамельную патоку высшего сорта, а так же частично, в сочетании с другими сахаристыми веществами - глюкозу.

Стабилизаторы - вещества, обладающие свойствами гидрофильных коллоидов  и большой способностью к набуханию. Добавление стабилизаторов в смесь  обеспечивает нежную структуру мороженого. В продукте при замораживании не образуется крупных кристаллов льда, он приобретает более высокую сопротивляемость таянию. В качестве стабилизаторов применяют пищевой желатин, пищевой агар и агароид, пшеничную муку, пищевой нативный крахмал, модифицированный желирующий крахмал и метилцеллюлозу.

Плодово-ягодное сырье  значительно улучшает вкусовые и  питательные качества мороженого. Для  приготовления мороженого обычно используют абрикосы, клубнику, вишню, персики, сливы, клюкву, черную смородину и др. Применяют их в свежем или замороженном виде, в виде пюре и соков, а так же в виде варенья, джема и повидла; в сушеном виде (изюм) и в виде цукатов.

Вкусовые и ароматические  вещества (ванилин, корицу, кофе натуральный, порошок какао, шоколад, ядра орехов и сладкого миндаля, карамель, кислоты, вино и др.) вносят для улучшения вкуса и аромата мороженого.

Яичные продукты вносят в смесь при выработке некоторых  видов мороженого, что улучшает вкусовые качества и взбиваемость. Применяют  только свежие куриные яйца или яичный порошок.

Все необходимое для  выработки мороженого сырье хранят в камерах, в которых поддерживают соответствующие температурные  режимы.

Необходимое количество сырья для составления смеси  составляют по соответствующим рецептурам. На основании рецепта определяют количество различных видов сырья. Каждый компонент взвешивают и подготавливают для составления смеси. Все жидкое сырье должно быть очищено от всех возможных механических примесей. Сахар, порошок како, мука должны быть просеяны. Сухое молоко, для лучшего растворения, тщательно перемешивают с сахарным песком из расчета: на две части сухого молока одна часть сахара, и растворяют в небольшом количестве теплого молока до получения однородной массы. Сгущенное молоко необходимо предварительно растворить в теплом молоке или можно вносить в смесь без растворения. Поверхность сливочного масла при необходимости зачищают, после чего разрезают на небольшие куски. Стабилизаторы вносят в смесь в виде водных растворов [1].

Согласно ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко натуральное коровье - сырье» по органолептическим показателям молоко должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 4 и физико-химическим показателям в таблице 5.

Таблица 4 Органолептические показатели идентификации молока [1].

Показатель	Норма для молока сорта
	высшего	первого	второго
Консистенция	Однородная жидкость без осадка и хлопьев. Замораживание не допускается
Вкус и запах	Чистый, без посторонних запахов  и привкусов, не свойственных свежему  натуральному молоку
		Допускается в зимне-весенний период слабо-выраженный кормовой привкус и запах
Цвет	От белого до светло-кремового

 

Таблица 5 Физико-химические показатели молока [1].

Показатель	Норма для молока сорта
	высшего	первого	второго
Кислотность, °Т	От 16,00 до 18,00	От 16,00 до 18,00	От 16,00 до 18,00
Группа чистоты, не ниже	I	I	II
Плотность, кг/м3, не менее	1028,0	1027,0	1027,0
Температура замерзания, °С	Не выше минус 0,520

 

 

Таблица 6 Химические показатели молока [1].

Показатель	Допустимые нормы
Белок, %	3,1-3,5
В т.ч. казеин	2,4-3,0
жир	3,0-6,0
Хлорида кальция, мг/100г	110-140
Калий, мг/100г	148
Фосфор, мг/100г	92

 

Если молоко при приемке  имеет качественные показатели отличительные  от качественных показателей, указанных  в сопроводительных документах (накладной  поставщика) составляется акт.

Молоко плотностью 1026 кг/м³, кислотностью 15 °Т или 21 °Т, допускается принимать на основании контрольной (стойловой) пробы вторым сортом, если оно по органолептическим, физико-химическим показателям и микробиологическим показателям соответствует требованиям ГОСТа Р 52054-2003, на основании акта. Срок действия результатов контрольной пробы не превышает 14 суток.

Молоко цельное сухое. Технические условия ГОСТ 4495-87 Органолептическая оценка сухого молока должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 7 [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 7 Органолептическая характеристика сухого цельного молока.

Показатель	Характеристика сухого цельного молока
	Высший сорт		Первый сорт
Вкус и запах	Свойственные свежему пастеризованному молоку при распылительной сушке и перепастеризованному (кипячёному) молоку при плёночной сушке, без посторонних привкусов и запахов.		То же что и дли высшего  сорта. Допускается для молока распылительной сушки - привкус перепастеризации.
Консистенция	Мелкий сухой порошок, состоящий из агломерированных частиц сухого молока.
	Допускается незначительное количество комочков, легко рассыпающихся при  механическом воздействии.	Для плёночного молока сухой порошок  из измельченных пленок.
Цвет	Белый, с лёгким кремовым оттенком для распылительного молока; кремовый для плёночного молока.
		Допускаются отдельные пригорелые частички.

 

Сухое молоко цельное первого сорта для реализации в торговой сети. Сети общественного питания, а также для выработки восстановленного пастеризованного молока к других молочных продуктов не допускается. Такое молоко может, направлялся на переработку в другие отрасли пищевой промышленности.

 

 

 

 

По физико-химическим показателям сухое молоко цельное  должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 8.

Таблица 8 Физико-химические показатели сухого цельного молока [1].

Показатель	Норма для сухого цельного молока
	20 % жирности в транспортной таре	25 % жирности			Для продуктов детского питания
		распылительного		плёного
		в потребительской таре	в транспорт ной таре	в транспортной таре
Массовая доля влаги %, не более	4,0	4,0	4,0	5,0	3,0
Массовая доля жира %, не более	20,0	25,0	25,0	25,0	25,0
Массовая доля белка %, не менее	-	-	-	-	23,0
Индекс растворимости, см3 сырого осадка, не более: - для высшего сорта - для первого сор	0,3 0,4 _	0,2 - _	0,3 0,4 _	0,3 1,5 _	0,2
Кислотность, °Т, не более	21	19	21	21	18
Чистота, группа, не ниже	2	1	2	2	1

 

 

 

2 Назначение, устройство и принцип действия ФРИЗЕРА НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

2.1 Описание и принцип действия

Фризер состоит из следующих основных частей: цилиндра 5, аммиачной системы, насоса с приводом, корпуса, бака для смеси 12, шкафа электрооборудования.

Цилиндр 5 является основным рабочим органом фризера, где  происходит взбивание и замораживание смеси мороженого. Он состоит из внутреннего цилиндра с хромированной внутренней поверхностью, рубашки, внутри которой проходит аммиак, охлаждающий смесь в цилиндре. Рубашка фланцем с одной стороны крепится к вертикальной части станины, с другой – опирается на ее горизонтальную часть. Подвод аммиака к рубашке осуществляется через патрубок 6. Пройдя вдоль цилиндра по винтовой линии, образованной шнеком, аммиак отводится из рубашки.

Внутри цилиндра расположена  мешалка 3 с взбивающим устройством  и легкосъемными ножами. Мешалка приводится в движение от двигателя 10 через клиноременную передачу 1 и вал. Передняя цапфа мешалки 3 поддерживается корпусом, неподвижно закрепленным в передней крышке цилиндра. Ножи при вращении мешалки прижимаются к внутренней поверхности цилиндра и снимают с нее намерзший слой смеси.

Подача смеси в цилиндр  осуществляется через крышку, а выход  готового мороженого  через патрубок 7 в крышке, клапан противодавления и трехходовой кран.

Бак для смеси представляет собой сварной сосуд с двойными стенками, между которыми заложена теплоизоляция. В верхней части бака на кронштейне установлен привод мешалки, состоящий из двигателя и редуктора, соединенных муфтой. Бак закрыт крышкой. Поддержание необходимого уровня смеси в баке осуществляется при помощи поплавкового регулятора, состоящего из поплавка, клапана и пружины [4].

Рисунок 1 Общий вид фризера

 

Готовая смесь, предварительно охлажденная до температуры не выше 6˚С, попадает из танка хранения самотеком  или при помощи насоса в приемный бак. Мешалка предназначена для повышения равномерности смеси, забираемой из бака. Смесь из бака поступает в шестеренчатый насос I ступени и подается на насос II ступени.

В линии между насосами благодаря разной скорости вращения валов образуется вакуум. Через воздушный клапан насос II ступени засасывает воздух и насыщенную воздухом смесь подает в цилиндр, где она, соприкасаясь со стенками цилиндра, охлаждается переохлажденным аммиаком, проходящим через окружающую цилиндр рубашку. При вращении мешалки ножи прижимаются к стенке цилиндра и снимают с нее намерзший слой смеси.

Полученное таким образом  мороженое под давлением насоса II ступени выходит из цилиндра через клапан противодавления и кран [4].

 

 

 

 

 

2.2 Меры безопасности по обслуживанию

При производстве монтажных и пусконаладочных работ необходимо выполнять требования СНиП Ш-4-80 «Техника безопасности в строительстве», проекта Госгортехнадзора и др.

Ответственность за соблюдение требования и выполнение мероприятий по технике  безопасности и производственной санитарии возлагается на инженерно-технических работников строительно-монтажных и пусконаладочных организаций.

Ремонтный и монтажный персонал обучают мерам оказания доврачебной помощи пострадавшим от электрического тока, ожогов, ушибов и отравлений, используя приёмы искусственного дыхания, медикаментозные и стерильные перевязочные средства из аптечек, размещённых вблизи рабочих мест.

Обслуживающий персонал должен хорошо знать принцип работы и конструкцию  эксплуатируемых машин. Перед началом  работы необходимо проверить состояние основных узлов. Запрещается работать на фризере в случае появления запаха аммиака, отсутствия манометра или с неопломбированным манометром; включать электродвигатель мокрыми руками; применять вместо латунных предохранительных шпилек шпильки из другого материала; включать электродвигатель при отсутствии в цилиндре смеси мороженого; извлекать и вставлять мешалку без рукавиц; во время работы чистить, смазывать, ремонтировать отдельные узлы и детали.

После ремонта фризера обязательно  надо проверить правильность направления вращения мешалки.

Необходимо систематически контролировать состояние аммиачных вентилей и  линий, мешалок.

При пуске и остановке  фризера необходимо строго соблюдать  последовательность открывания и закрывания вентилей: вначале надо закрыть жидкостные вентили, а затем на всасывающей линии. При этом главный запорный всасывающий вентиль должен оставаться открытым.

Предохранительный клапан должен быть опломбированным и находиться в исправном состоянии. Запрещается работать на фризере при неисправном предохранительным клапане или при нарушенном его пломбировании.

Для нормальной работы фризера  необходимо обеспечить постоянную температуру  поступающей смеси и равномерное  поступление жидкого аммиака.

После загрузки фризера последней порцией смеси надо прекратить подачу жидкого аммиака в рубашку. Выпустив эту порцию мороженого, необходимо отключить электродвигатель, дать стечь остаткам продукта из цилиндра, закрыть выпускной кран и вымыть цилиндр.

Во время мойки фризера нужно внимательно следить за показаниями манометра. Нельзя допускать давление аммиака свыше 3,5 – 4 атм. В этот период вентиль жидкого аммиака должен быть закрыт, а аммиачный запорный кран открыт.

Станина фризеров, электродвигатели и пусковая аппаратура должны быть тщательно заземлены. Необходимо систематически проверять исправное состояние заземляющих устройств.

Во время эксплуатации все защитные кожухи и ограждения машин линии должны быть в рабочем  состоянии [1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Информация по патентам

Для конкретизации  задачи проведём обзор литературы и анализ соответствующих конструкций.

1) Фризер периодического  действия.

Во фризерах периодического действия смесь взбивается в цилиндре. Мешалка взбивающего механизма в виде трех планок и ножи установлены подвижно. Центробежной силой они прижимаются к стенкам цилиндра и срезают намерзший слой (частота вращения мешалки и ножей 180-200мин-1) По торцам цилиндра имеются фланцы. К заднему фланцу прикреплена чугунная крышка. Между крышкой и фланцами зажимается диск из листовой нержавеющей стали. К переднему фланцу прикреплен промежуточный декоративный фланец, и на петлях установлена крышка с приемной воронкой и краном для загрузки. Крышка плотно прижимается к цилиндру барашками. В передней части цилиндра находится вставная опора, в центре которой размещен подшипник для вала мешалки. Наружный цилиндр, образующий рубашку слоем теплоизоляционного материала и металлическим кожухом.

Главным недостатком  данной конструкции фризера является периодичность его работы, в результате чего он обладает низкой производительностью (недостаточной для промышленного масштаба), большими энергетическими затратами на единицу продукции. Также из-за малых оборотов мешалки продукт получается невысокого качества.

2) Фризер с  приемным бункером и впускным клапаном .

Привод мешалки данного фризера состоит из электродвигателя, клиноременной передачи, подшипникового узла и шнека. Между лопастями мешалки и внутренней стенкой цилиндра имеется небольшой зазор. Вал мешалки со стороны привода уплотнен съемной резиновой гофрированной манжетой. В приемный бункер, снабженный теплоизоляцией, вместимостью 10л заливают жидкую смесь мороженого температурой 12…18˚С до нижней кромки крышки впускного клапана. Необходимое количество смеси поступает через впускной клапан в цилиндр. Хладагент R22 постепенно понижается и через 8..9 мин достигает -23..-26˚С. При этом смесь охлаждается на стенках цилиндра до -5˚С  и замерзает. Во время процесса охлаждения мешалка взбивает смесь, внедряя в нее воздух, а затем снимает замерзшее мороженое со стенок цилиндра и перемещает его в сторону выпускного устройства.

Положительные стороны данной конструкции фризера  заключаются в том, что габариты его уменьшены, упрощена конструкция, что в основном достигнуто тем, что приемный бункер выполнен в едином корпусе. Отрицательной стороной остается периодичность работы фризера со всеми следующими из этого недостатками.        

3) Фризер периодического  действия марки ОФА-М.

Фризер состоит  из станины с приводом, цилиндра  с мешалкой, ванны для смеси, аккумулятора аммиака и аммиачной системы.

Цилиндр является рабочей частью фризера, в котором происходит процесс взбивания и замораживания смеси мороженого, и состоит из внутреннего и наружного цилиндров. Внутренний цилиндр – труба из углеродистой стали с беспористым хромированием внутренней поверхности; наружный представляет собой систему двух труб, сваренных посредством фланцев в неразъемный блок. В пространстве между цилиндрами циркулирует аммиак, поступающий из аккумулятора через нижний патрубок. Внутри цилиндра расположена мешалка с взбивающим устройством и ножами.

 Готовая  смесь мороженого поступает в цилиндр через клапан с поплавковым регулятором уровня и при наборе в ванну определенной порции смеси мороженого клапан автоматически перекрывает дальнейшее поступление ее в ванну. Уровень смеси в ванне контролируется через смотровое стекло.

Преимущество  – обеспечение вращения мешалки  с ножами и взбивателя в разные стороны, что позволяет повысить взбитость мороженого.

Недостатком являются большие энергетические затраты на единицу продукции, в результате периодичности работы фризера.

4) Фризер периодического  действия Б6-ОФМ. 

Преимущества  фризера заключается в том, что  емкость для смеси выполнена  в едином корпусе. Недостатком же является периодичность работы, а также низкая температура смеси на выходе из фризера.

5) Фризер непрерывного  действия марки Б6-ОФШ. 

Фризер марки  Б6-ОФШ состоит из следующих основных частей: цилиндра, аммиачной системы, насоса с приводом, корпуса, бака для смеси, шкафа электрооборудования.

Цилиндр является основным рабочим органом фризера, где происходит взбивание и замораживание смеси мороженого. Он состоит из внутреннего цилиндра с хромированной внутренней поверхностью, рубашки, внутри которой проходит аммиак, охлаждающий смесь в цилиндре. Рубашка фланцем с одной стороны крепится к вертикальной части станины, с другой – опирается на ее горизонтальную часть. Подвод аммиака к рубашке осуществляется через патрубок. Пройдя вдоль цилиндра по винтовой линии, образованной шнеком, аммиак отводится из рубашки.

Внутри цилиндра расположена мешалка с взбивающим устройством и легкосъемными ножами. Мешалка приводится в движение от двигателя через клиноременную передачу и вал. Передняя цапфа мешалки поддерживается корпусом, неподвижно закрепленным в передней крышке цилиндра. Ножи при вращении мешалки прижимаются к внутренней поверхности цилиндра и снимают с нее намерзший слой смеси.