Линия производства пастеризованного молока

Гомогенизатор

Предназначены для дробления и равномерного распределения жировых шариков в молоке и жидких молочных продуктах.

Гомогенизаторы представляют собой многоплунжерные насосы высокого давления с гомогенизирующей головкой.

Гомогенизаторы состоят из следующих основных узлов: кривошипно-шатунного механизма с системой смазки и охлаждения, плунжерного блока с гомогенизирующей (одной или двумя ступенями) и манометрическими головками и предохранительным клапаном, станины с приводом. Привод осуществляется от электродвигателя с помощью клиноременной передачи.

Гомогенизация осуществляется путем прохода продукта под высоким давлением, с большой скоростью через гомогенизирующую головку, представляющую собой две (одну) ступени щели между притертыми клапаном и седлом, соединенные между собой каналом.

Давление в гомогенизаторе регулируется вращением винтов (от 0 до 200 атм), изменяющих размер щели между клапаном и седлом.

В гомогенизаторах применяется принудительная система смазки наиболее нагруженных, трущихся пар в сочетании с разбрызгиванием масла внутри корпуса.

Все детали, соприкасающиеся с продуктом выполнены из пищевой нержавеющей стали.

Гомогенизатор для двухступенчатой гомогенизации: 1 - змеевиковый охладитель; 2 - трубопровод для подачи мела; 3 - кривошипно-шатунный механизм; 4 - гомогенизирующий клапан; 5 - блок цилиндров; 6 - муфта; 7 - станина; 8 - устройство для выдвижения электродвигателя

Упаковка молока

Автомат для упаковки молока в пакеты (мешочки): 1 - рулон; 2 - механизм для нанесения даты; 3 - бактерицидная лампа; 4 - формующая труба; 5 - дозатор; 6 - механизм продольной сварки; 7 - механизм поперечной сварки и резки пакетов; 8 - заваренный и отрезанный пакет; 9 - транспортер пактов; 10 - бункер; 11 - фотоэлемент счетного устройства.

Упаковочная бумажная лента сначала подается с рулона 1 в емкость химической обработки, которая наполнена перекисью водорода а затем огибает направляющий ролик и проходит в зоне бактерицидной лампы 3. В формующем колесе лента свертывается в трубу 4.

Бумажная труба проходит через электронагреватель, в котором быстро нагревается до 300-400°С, в результате чего мгновенно разлагается перекись водорода, и тем самым достигается надежная стерилизация пакетов. После стерилизации пакетов в бумажную трубу непрерывным потоком поступает стерилизованное и охлажденное молоко. При этом ценообразование полностью исключается.

В нижней части транспортера находится механизм 7 для поштучной резки пакетов, наполненных молоком. Отрезанные пакеты подают в ковши подъемного механизма укладчика, который укреплен в основании автомата. Пакеты автоматически укладываются в специальные корзины шестигранной формы.

Контроль качества основного сырья и готового продукта

Молоко и продукты, вырабатываемые из него, благодаря высокой питательности, вкусовым достоинствам и хорошей усвояемости являются одним из важнейших источников питания. Они входят в рецептуры различных хлебобулочных и кондитерских изделий и широко используются в производствах пищевых концентратов, продуктов детского и диетического питания. Молоко содержит 87,5% воды. Из 12,5% сухих веществ в среднем 3,5% приходится на жир, 3,2% - на белки, 0,04% - на небелковые азотистые соединения, 4,7% - на лактозу, 0,7% - на минеральные вещества.

Кроме перечисленных основных компонентов, в молоке содержатся витамины, ферменты, пигменты.

Вода в молоке, как и в других биологических жидкостях животных организмов, находится в свободном и связанном состояниях. Большая часть воды (84-84,5%) содержится в свободном состоянии, являясь растворителем для водорастворимых компонентов - молочного сахара, у минеральных веществ, витаминов, кислот.

Связанная вода (3-3,5%) входит в состав различных гидрофильных коллоидов молока: белков, фосфатидов.

Молочный жир неоднороден по составу и состоит преимущественно из смеси различных триглицеридов; в небольшом количестве обнаружены ди- и моноглицериды. Наряду с ними молочный жир содержит фосфолипиды и стерины.

Свойства молочного жира определяются составом и структурой жирных кислот триглицеридов. В молочном жире обнаружено свыше 100 жирных кислот, из которых количественно преобладают 10 - 12. Среди насыщенных жирных кислот в большом количестве содержатся пальмитиновая, миристиновая и стеариновая, из ненасыщенных кислот преобладает олеиновая.

Молочный жир характеризуется высоким содержанием низкомолекулярных летучих жирных кислот - масляной, капроновой, каприловой, каприновой, придающих молоку специфический вкус и аромат. Наличие в составе молочного жира низкомолекулярных жирных кислот обусловливает его низкую температуру плавления - ниже температуры плавления бараньего, говяжьего, свиного жира, которая составляет 28 - 33 0С.

Жир в молоке находится в виде шариков, окруженных защитными пленками (лецитиново-белковыми оболочками), препятствующими их слипанию, и представляет собой эмульсию в воде. Жировая эмульсия в молоке устойчива. Как правило, при технологической переработке молока (нагревании, охлаждении, механическом воздействии) оболочки жировых шариков не разрушаются.

Молочный жир обладает высокой усвояемостью, так как имеет низкую температуру плавления и тонко диспергирован в молоке. Биологическая ценность его высока благодаря наличию полиненасыщенной арахидоновой кислоты, лецитина, холестерина. Молочный жир является существенным источником в-каротина, витаминов А и D.

Белки молока можно разделить на 2 группы: казеин и сывороточные белки; казеин составляет 80%, сывороточные белки - 20% от массовой доли белков молока. Казеин является фосфопротеином и представляет собой смесь нескольких фракций, различающихся по химическому составу, находящихся в молоке в виде коллоидного раствора. Важным свойством казеина является способность к коагуляции, при которой происходит разрушение его коллоидного состояния. При выработке молочных продуктов коагуляцию казеина осуществляют с помощью кислот, сычужного фермента и хлорида кальция.

Основную часть сывороточных белков составляют в-лактоглобулин и б-лактальбумин, содержащиеся в молоке в тонкоциапергированном состоянии. Благодаря значительному содержанию незаменимых аминокислот белки молока являются полноценными. Особенно богаты незаменимых аминокислотами сывороточные белки, в которых содержание таких дефицитных аминокислот как лизин, триптофан, метионин и треонин, наиболее высоко. Белки молока обладают высокой усвояемостью (95 - 96%). Небелковые азотистые соединения содержатся в молоке в малых количествах.

Лактоза является основным углеводом молока. Она положительно влияет на организм человека: помогает усвоению кальция и фосфора пищи, улучшает состав микрофлоры кишечника благодаря тому, что образующаяся при сбраживании лактозы молочная кислота подавляет развитие гнилостных бактерий. Кроме того, ее компонент галактоза необходима для построения нервных и мозговых тканей человека

Лактоза подвергается сбраживанию после предварительного расщепления в-галактозидазой на составляющие ее моносахара: глюкозу и галактозу.

При нагревании молока до температуры 95°С и выше происходит его побурение, обусловленное реакцией меланоидинообразования, возникающей между лактозой и аминокислотами. Наиболее активно эта реакция протекает при стерилизации, сгущении и сушке молока.

Минеральные вещества представлены в молоке макро - и микроэлементами.

К основным макроэлементам относят кальций, фосфор, натрий, калий и хлор.

Содержание кальция в молоке составляет в среднем 120 мг %.

Кальций имеет большое значение в технологии переработки молока. Например, широкое количество кальция замедляет сычужное свертывание казеина при выработке сыра и творога, а его избыток вызывает свертывание белков молока при тепловой обработке.

Кальций и фосфор находятся в молоке в легкоусвояемой и хорошо сбалансированной форме.

Микроэлементы в молоке представлены чрезвычайно широко. Молоко содержит ионы меди, железа, цинка, марганца, йода, кобальта и др. Их количество зависит от рационов кормления, стадии лактации, состояния здоровья животных и т. д. В молоке микроэлементы связаны с белками или оболочками жировых шариков.

Ферменты молока различают истинные, или нативные, образуемые в клетках молочной железы, или переходящие в молоко из крови животного и ферменты микроорганизмов. Наиболее важными в технологии переработки молока являются представители оксиредуктаз - редуктаза, пероксидаза, каталаза и гидролаз-липаза, фосфатаза, в - галактозидаза.

Редуктаза накапливается в молоке по мере обсеменения его микроорганизмами, и потому редуктазная проба служит показателем общей бактериальной обсемененности молока.

Пероксидаза является нативным ферментом. Этот фермент характеризуется термостабильностью и инактивируется при температуре около 80°С. Каталаза окисляет пероксид водорода с образованием молекулярного кислорода. По количеству выделившегося кислорода судят о содержании каталазы в молоке. Катализ переходит в молоко из тканей молочной железы. В молоке, полученном от здоровых животных, каталазы мало, а в молоке больных животных активность каталазы возрастает.

Молоко содержит липазу: нативную и микробную. Нативная липаза связана с казеином и оболочками жировых шариков и не обладает высокой активностью, тогда как микробная очень активна и может вызывать прогорклый вкус молока и молочных продуктов. Некоторые плесневые липазы обусловливают образование вкуса и аромата сыров (рокфор, камамбер и др.).

Фосфатаза является нативным ферментом молока. Высокая чувствительность ее к температуре положена в основу метода контроля эффективности пастеризации молока и молочных продуктов (ГОСТ 3623-73).

Лактаза (в-галактозидаза) выделяется молочнокислыми бактериями и некоторыми дрожжами. Она катализирует расщепление лактозы на глюкозу и галактозу.

В молоке содержатся нативные и бактериальные протеазы. Микрофлора сырого молока выделяет активные протеазы, которые могут вызвать различные пороки молока и молочных продуктов.

Витамины в молоке представлены широко. Молоко содержит практически все витамины, необходимые для нормального развития организма. Содержание витаминов колеблется в зависимости от времени года, стадии лактации, кормового рациона, породы и индивидуальных особенностей животных. К водорастворимым витаминам молока относят: тиамин (В1), рибофлавин (В2), ниацин (РР), пиридоксин (В6),цианкобаламин (B12), аскорбиновую кислоту (С), биотин (Н).

Содержание витаминов В1 В2, РР, С в молоке относительно постоянно и практически не зависит от вида корма, так как эти витамины синтезируются микрофлорой рубца и кишечника животных.

Из представителей жирорастворимых витаминов - ретинола (А), кальциферола (О), токоферола (Е) и филлохинона (К) - наибольший дефицит в молоке составляет кальциферол. Летом его содержание в молоке выше, чем зимой.

Окраска молока и молочного жира обусловлена наличием в нем пигмента оранжевого цвета - каротина. Содержание каротина в молоке зависит от состава корма, времени года и породы животного.

Желто-зеленая окраска молочной сыворотки объясняется наличием в ней рибофлавина.

Все молоко, поступающее на переработку и в торговую сеть для непосредственного потребления, проходит пастеризацию. Среднюю пробу молока для анализа отбирают в соответствии с ГОСТ 26809-86. Выделенный средний образец тщательно перемешивают. Если на стенках бутылки, пробки, пакета остаются сливки, то их нагревают на водяной бане до 30 - 40 °С, после чего снова перемешивают молоко и охлаждают до20°С.

Оценку качества молока определяют органолептически и методами физико-химического анализа.

Органолептическая оценка качества молока

При определении внешнего вида обращают внимание на однородность консистенции и отсутствие осадка. Однородность консистенции устанавливают при перемешивании молока, а наличие осадка - осмотром дна тары. При определении цвета, вкуса и запаха молоко наливают в стакан и рассматривают при рассеянном свете, обращая при этом внимание на отсутствие посторонних оттенков. Вкус молока исследуют лишь в том случае, если продукт не имеет посторонней окраски. Нельзя пробовать молоко от больных животных.

Оценка качества молока по физико-химическим показателям

Методами физико-химического анализа определяют плотность, содержание жира, влажность или сухой остаток, содержание белка, лактозы, степень чистоты и другие показатели молока.

Определение плотности молока (ГОСТ 3625-71)

Плотность характеризует состав молока, соотношение составных частей его. Она является средневзвешенной величиной плотности отдельных компонентов молока. Определение плотности проводят при температуре молока 20+5° С с помощью лактоденсиметра (ареометра для молока).

Техника определения. Тщательно перемешанное молоко осторожно, во избежание образования пены, наливают по стенке в цилиндр, держа его в слегка наклонном положении. Сухой лактоденсиметр медленно погружают в молоко до деления 1,030, после чего его оставляют свободно плавать. Прибор не должен касаться стенок цилиндра.

Отсчет показаний температуры и плотности проводят не ранее чем через 1 мин после остановки лактоденсиметра. Отсчет плотности проводят по верхнему мениску с точностью до 0,0005, а отсчет температуры - с точностью до 0,5°С. Если молоко в момент определения имело температуру выше или ниже 20°С, то к показанию лактоденсиметра надо внести поправку: на каждый градус температуры выше 20° С прибавляют 0,002 единицы плотности, а на каждый градус ниже 20° С отнимают от отсчитанной величины 0,0002 единицы плотности. Плотность цельного молока находится в пределах 1,027-1,032 г/см3. Разбавление молока водой приводит к уменьшению плотности приблизительно на 0,003 на каждые 10% прибавленной воды. Снятое молоко обладает большей плотностью, чем не снятое (1,033-1,037), за счет меньшего содержания в нем жира и относительно большего содержания минеральных веществ.

Определение содержания жира в молоке

Жир определяют кислотным методом с помощью жиромеров в соответствии с ГОСТ 5867-69.

Метод основан на выделении из молока жира под действием концентрированной серной кислоты и изоамилового спирта в виде сплошного слоя, объем которого измеряют в градуированной части жиромера. Жиромеры изготавливают в соответствии с требованиями ГОСТ 1962-66.

Техника определения. В сухой жиромер, стараясь не смачивать горлышко вносят цилиндром 10 мл серной кислоты плотностью 1,81-1,82 г/см3. Затем отмеривают пипеткой 10,77 мл исследуемого молока. Наклонив пипетку под углом 45° и приложив ее к внутренней стенке горлышка жиромера, дают медленно стекать молоку, так, чтобы оно не смешивалось_с серной кислотой, а наслаивалось на нее. Когда из пипетки стечет последняя капля молока, делают выдержку 7 с, не отнимая пипетку от жиромера. Оставшуюся в кончике пипетки каплю не выдувают. Далее приливают 1 мл изоамилового спирта. Необходимо соблюдать указанную последовательность внесения жидкостей, так как если нарушить ее и внести вначале молоко, то образующиеся в узкой части прибора сгустки свернувшегося белка затруднят определение. Смешивание кислоты и молока приводит к сильному нагреванию смеси, поэтому необходимо держать жиромер в момент приливания реактива в штативе.

Жиромер закрывают пробкой, перевертывают несколько раз до полного растворения белков, обернув его при этом полотенцем и поддерживая пробку указательным пальцем. Затем помещают жиромеры в водяную баню с температурой 65±2°С на 5 мин пробками вниз, после чего вставляют симметрично в гнезда центрифуги. В случае нечетного числа жиромеров, добавляют еще один, заполненный водой. Жиромеры должны размещаться градуированной частью к центру (в горизонтальной центрифуге) либо кверху (в вертикально размещенных патронах). Длительность центрифугирования 5 мин при частоте вращения 1000-1200 об/мин.

Во время центрифугирования температура смеси в жиромерах снижается, а так как шкала жиромера отградуирована при температуре 65°С, то после центрифугирования их снова помещают в водяную баню с температурой 65°С на 5 мин. Затем, сохраняя вертикальное положение прибора, вынимают его из воды, вытирают полотенцем, поддерживая пробку, и производят отсчет содержания жира. Для этого устанавливают нижнюю границу жирового столбика на каком-либо делении шкалы, от которого затем отсчитывают количество делений до нижней точки вогнутого мениска столбика жира.

Шкала прибора должна находиться на уровне глаз. Показания жиромера соответствуют содержанию жира в молоке в процентах: большие деления означают целые проценты жира, малые - десятые доли. Расхождение мёжду показаниями жиромера при параллельных определениях не должно превышать 0,1%.

Содержание жира в нормализованном цельном молоке должно быть не менее 3,2% (ГОСТ 13277-67).

Определение влажности молока

Высушивание до постоянной массы по ГОСТ 3626-73 (арбитражный метод).

Техника определения. В стаканчик со стеклянной палочкой помещают 20-30 г хорошо промытого прокаленного песка и выдерживают в течение 30 мин в сушильном шкафу при температуре 102-105°С. Затем закрывают стаканчик крышкой, охлаждают в эксикаторе и взвешивают (без крышки с точностью до 0,001 г). Приливают пипеткой 10 мл молока, закрывают и снова взвешивают. Тщательно перемешивают молоко с песком и нагревают на водяной бане при частом перемешивании содержимого до получения рассыпающейся массы. Затем стаканчик помещают в сушильный шкаф (102-105°С) и высушивают в течение 2 ч. Закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. Высушивание продолжают и стаканчик взвешивают каждый час до тех пор, пока разница между двумя последними взвешиваниями не будет менее 0,004 г. Содержание влаги рассчитывают в процентах.

Расхождение между параллельными определениями должно быть не более 0,2% (абсолютных).

Определение содержания сухого остатка расчетным методом (ГОСТ 3626-73)

Содержание сухого остатка молока находят как функцию плотности и содержания жира. Наиболее распространена видоизмененная формула Фаррингтона:

,

где 4,9 - постоянный коэффициент;

С - содержание сухих веществ молока (включая жир), %

Ж - содержание жира в молоке, %;

D420 - плотность молока в градусах лактоденсиметра;

0,5 - поправка на плотность.

Определение кислотности молока арбитражным методом

Одним из важных показателей качества молока является его кислотность, которая в основном обусловливается присутствием в нем кислых солей, частично белков, 3 органических кислот (лимонной, молочной) и продуктов гидролитического расщепления некоторых соединений, например жира.

Кислотность молока выражается в градусах Тернера, означающих количество миллилитров децинормальной щелочи, расходуемых на нейтрализацию кисло-реагирующих веществ, содержащихся в 100 мл молока.

Кислотность молока определяют по ГОСТ 3624-67.

Техника определения. В коническую колбу вместимостью 150-200 мл отмеривают пипеткой 10 мл молока, прибавляют 20 мл свежепрокипяченной охлажденной дистиллированной воды и 3 капли фенолфталеина. Смесь тщательно перемешивают и титруют 0,1 н. раствором едкого натра (кали) до появления не исчезающего в течение 1 мин розового окрашивания.

Расхождение между параллельными определениями не должно превышать 1°Т.

В соответствии с требованиями ГОСТ 13277-67 кислотность коровьего пастеризованного молока не должна превышать 21°Т; свежевыдоенное молоко имеет обычно кислотность в пределах 16-18°Т. Молоко с кислотностью выше 22° Т может при длительном кипячении свертываться мелкими хлопьями, при кислотности свыше 30° Т молоко при нагревании сразу свертывается хлопьями.

Определение содержания белков в молоке

Содержание белковых веществ в молоке, и молочных продуктах является одним из основных факторов, обусловливающих их пищевую ценность.

Кроме того, выход таких молочных продуктов, как сыр, творог и других продуктов, зависит в значительной степени от количества белков в исходном молоке. Поэтому определение содержания белков в молоке должно явиться одной из основных операций технологического контроля процессов производства молочных продуктов. В настоящее время находят применение ускоренные методы определения белка в молоке и молочных продуктах. В данном руководстве приводятся 2 метода: рефрактометрический и метод формольного титрования.

Рефрактометрический метод. Этот метод основан на установлении разности показателей преломления исследуемого молока и раствора, полученного после осаждения белков раствором хлористого кальция при кипячении.

Техника определения. Отмеривают пипеткой 5 мл молока в пробирку, добавляют 5-6 капель 4% -ного раствора хлористого кальция. Пробирку закрывают пробкой и помещают в баню с кипящей водой на 10 мин. Затем содержимое пробирки фильтруют через складчатый фильтр. В прозрачном фильтрате, а также в исходном молоко определяют на рефрактометре ИРФ-22 показатель преломления при 20°С. Содержание белка в молоке (и%) рассчитывают по формуле:

,

где а - содержание белка, %;

nDм - показатель преломления молока при 200С;

nDс - показатель преломления сыворотки при 200С;

0,002045 - коэффициент, позволяющий выразить полученную разность показателей преломления, % от общего белка.

Материальный баланс.

Определим потребность в сырье для производства 1000 кг молока пастеризованного с массовой долей жира 2,5%.

По массе готового продукта определим массу нормализованного молока с учетом потерь молока при приемке, обработке и фасовании по формуле:

,

Мн - масса нормализованного молока, кг;

Мгп - масса готового продукта, кг;

Р - норма расхода нормализованного молока на 1 т продукта, кг/т.

.

Рассчитаем массовую долю жира в нормализованном молоке:

Жн=Жгп+0,05=2,5+0,05=2,55%.

Жн, Жгп - жирность нормализованного молока и готового продукта,%.

Так как массовая доля жира в нормализованном молоке меньше, чем в цельном, то необходимо провести процесс нормализации обезжиренным молоком смешением по формуле:

.

где Жц - жирность цельного молока, составляет 3,6%;

Жо - жирность обезжиренного молока, 0,05%;

Мц - масса цельного молока, кг.

Необходимую массу обезжиренного молока определим по формуле:

.

Определим массу цельного молока для получения 598,4 кг молока обезжиренного в результате сепарирования по формуле:

Жс - жирность сливок, 21%.

Список литературы

1. Технология молока и молочных продуктов / Г.В. Твердохлеб. - М.: Агропромиздат, 1991. - 463с.

2. Голубева Л.В. Проектирование предприятий молочной отрасли с основами промстроительства // Л.В. Голубева, Глаголева Л.Э. - СПб., ГИОРД, 2006г. - 288с.

3. Фалунина З.И. Лабораторный практикум по общей технологии пищевых производств. М., Агропромиздат, 1981г.

Страницы: 1, 2