Характеристика та аналіз технологічного процесу виробництва молока згущеного та шляхи його удосконалення

Таким чином, придатність сировини встановлюють за результатами фізико-хімічних і бактеріологічних аналізів, а також органолептичної перевірки.

 

2 МОДЕЛЮВАННЯ ТА АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ВИРОБНИЦТВА МОЛОКА ЗГУЩЕНОГО

 

Технологічною системою, яка досліджується, є технологія виробництва молока згущеного. Одним з етапів курсового проекту є аналіз рецептурного складу (табл. 2.1) та технологічного процесу виробництва (табл. 2.2) молока згущеного з точки зору якісного та кількісного складу основних рецептурних компонентів, обґрунтування проблемних елементів [11-13].

 

Таблиця 2.1 – Аналіз рецептурного складу молока згущеного

 

Найменування рецептурних компонентів	Питома вага компо-нента в рецептурі, %	Роль компонента у формуванні готової продукції	Вимоги до якості рецеп-турних компо-ненттів
Молоко незбиране (ж=4,2%, СЗМЗ 8,1%)	60,0	Основний рецептурний компонент, джерело молочного жиру, СЗМЗ, молочної кислоти та мінеральних речовин	ДСТУ 3662-97
Молоко сухе незбиране ( ж=25%, СЗМЗ 71%)	8,0	Для досягнення визначеного вмісту жиру	ДСТУ 4556: 2006
Вода питна	10,0	Розчинник для цукрового сиропу	ГОСТ 2874, ДСанПіН 136/1840
Цукор-пісок	17,0	Підвищує вміст сухих речовин, надає солодкий смак продукту	ДСТУ 2316-93
Цукор молочний рафінований дрібнокристалевий	5,0	Запобігання кристалізації лактози	Згідно чинного НД

 

Виробляється згущене молоко шляхом випарювання з свіжого молока частини води і додаванням в нього бурякового або тростинного цукру. Консервування засноване на принципі осмоанабіоз і досягається за рахунок збільшення концентрації сухих речовин молока і додавання сахарози з метою підвищення осмотичного тиску. Ефект консервування досягається також за рахунок: теплової обробки і герметичності упаковки.

Виробництво молока згущеного має горизонтальну (рис. 2.1) та ієрархічну (рис. 2.2) декомпозицію яка наведено нижче, технологічну схему на рис. 2.3 у виконанні наступних технологічних операцій [13]:

1. Приймання і  оцінка якості молока; охолодження; резервування; очистка молока.

2. Нормалізація  молока по жиру і сухим речовинам.

Жирність нормалізованої суміші розраховують за формулою:                  ЖСМ = ЖПР * СОМОсм / СОМОпр (де ЖПР і ЖСМ – жирність продукту і суміші,%; СОМОпр і СОМОсм – вміст сухого знежиреного молочного залишку в продукті і суміші, %). Наприклад: ЖСМ = 7,8 * 8,7 / 17,7 = 3,83%. Для підвищення жирності незбираного молока, його нормалізують додаванням вершків або молочного жиру. Для зниження жирності незбираного молока додають знежирене молоко. Внесення, при необхідності, солей стабілізаторів.

3. Пастеризація

Високотемпературна пастеризація (при t 90…95̊С) забезпечує знищення патогенної мікрофлори і стабілізує фізико-хімічні властивості молока, внаслідок чого запобігає загустение молока при зберіганні.

4. Охолодження  до 70…75 ̊С.

5. Проміжне зберігання  перед згущенням.

6. Внесення цукру

У молоко вноситься в твердому вигляді або у вигляді сиропу з вмістом цукру 60-70%. Сироп готують наступним чином: а) нагрівають воду до 60̊С; б) просівають і розчиняють цукор; в) отриманий сироп нагрівають до 95-99̊С (без витримки). Перед внесенням в молоко сироп необхідно відфільтрувати. Сироп найчастіше вносять до згущення, змішанням або в потоці.

7. Згущення молока

Отриману суміш направляють на згущення у вакуум-випарну установку. При впуску в апарат гарячого молока відбувається моментальне і бурхливе кипіння його, інтенсивне перемішування частинок і випаровування вологи. Готовність продукту визначають за вмістом сухих речовин, рефрактометром або по щільності.

8. Охолодження  згущеного молока

Гарячий продукт направляють в кристалізатори, де в середовищі вакууму і безперестанного механічного впливу, він охолоджується до 20̊С протягом 20-25 хвилин. Всі ці маніпуляції потрібні для того, щоб уникнути утворення великих кристалів лактози, яка веде до утворення такого пороку як піщанистого.

9. Внесення затравки

В якості затравки використовують розмолоту в пил лактозу. Мета операції – створення безлічі центрів кристалізації лактози, що в свою чергу перешкоджає утворенню великих кристалів.

10. Фасування  і зберігання

Традиційно згущене молоко з цукром фасують в жерстяні банки (термін зберігання 1 рік), але останнім часом все частіше для цієї мети використовують поліпропіленові або полістиролові стаканчики та іншу дрібну фасовку, застосовувану в молочній промисловості (термін зберігання 3 місяці).

 

 

 

 

Рисунок 2.1 – Горизонтальна декомпозиція технологічної системи молока згущеного 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2.2 – Ієрархічна декомпозиція технологічної системи молока згущеного

Таблиця 2.2 – Аналіз технологічної схеми виробництва молока згущеного

 

Найменування етапу	Найменування операції		Режими, параметри		Фізико-хімічні зміни,що відбуваються	Мета, яка досягається
І етап Підготовка сировини:
Основної	Фільтрування		t=40…45˚C d=0,1…0,3 мм		-	Вилучення механічних сторонніх домішок
	Нормалізація жирового вмісту		t=40…45˚C		Збільшення масової частки жиру	Регулювання жирового вмісту до значення 8,5 %
Допоміжної	Просіювання		d=0,8…1,0 мм		-	Вилучення механічних сторонніх домішок
ІІ етап Теплова обробка		Пастеризація		t=90…95 ˚C; τ=2…3 с	Знищення патогенної мікрофлори	Стабілізація фізико-хімічних властивостей
		Охолодження		t=70…75 ˚C	Запобігання утворення кристалів лактози
		Проміжне зберігання		t=70…95 ˚C; τ=5…7 хв
		Згущення		t=50…60 ̊С; τ=30…40 хв	Консервування засноване на принципі осмоанабіоз і досягається за рахунок збільшення концентрації сухих речовин молока і додавання сахарози з метою підвищення осмотичного тиску	Досягання визначеного вмісту сухих речовин
ІII етап Охолодження		Механічне охолодження		t=20…25 ˚C; τ=20…25 хв	Запобігання утворення кристалів лактози	Попередження утворення великих кристалів лактози

 

 

Закінчення табл. 2.2

	Внесення затравки	t=20…25 ˚C	Створення центрів кристалізації лактози
ІV етап Підготовка до реалізація, зберігання	Зберігання	t=8…10˚C; τ=3міс.	Кристалізація лактози за неправильних умов зберігання	Дотримання режимів та термінів зберігання

 

Результатом проведення етапів моделювання технологічної системи виробництва молока згущеного є уявлення технологічного процесу у вигляді взаємопов'язаних структурних елементів [10] – етапів, операцій, факторів, що впливають на виробничий процес приготування молока згущеного з визначенням мети їх функціонування, змін у технологічній системі під впливом технологічних чинників.

 

3 РОЗРОБКА АПАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГІЧНОЇ  СХЕМИ ВИРОБНИЦТВА МОЛОКА ЗГУЩЕНОГО

 

Технологічний процес виробництва згущених консервів з цукром складається з наступних основних операцій: приймання і підготовка сировини і компонентів, нормалізація, пастеризація, гомогенізація, приготування і додавання цукрового сиропу, згущення, охолодження згущеного продукту, фасування, пакування (закочування) та зберігання [3, 7, 14]. Схема технологічної лінії виробництва молока згущеного приведена на рисунку 3.1.

Молоко відцентровим насосом 2 перекачується через ваги і 
надходить у пластинчастий нагрівач 3, потім насосом для молока 4 — у ре- 
зервуар 5 для проміжного зберігання або через лічильник відразу 
в резервуар 5. Далі воно підігрівається в трубчастому пастериза- 
торі 7 до 45 °С і надходить у сепаратор-молокоочисник 8. Очищене 
молоко охолоджується до 4…6 °С в пластинчастому охолоджува- 
чі 9 і надходить у резервуар 10, де зберігається до переробки. В 
цьому резервуарі його стандартизують знежиреним молоком або 
вершками. Стандартизована суміш відцентровим насосом 11 
спрямовується на пастеризацію в трубчастий пастеризатор 12 і 
далі — в проміжний резервуар 13. Гаряча суміш під дією розрі- 
дження, яке створюється в системі, надходить у вакуум-апарат 14. 
Цукровий сироп готують у сироповарильному котлі 16. Насосом 
17 він подається у фільтр 18, надходить у резервуар 19, потім у 
вакуум-апарат 14. Згущене молоко із цукром насосом 15 подається 
у вакуум-охолоджувач 20 для охолодження і кристалізації лакто- 
зи. Готовий продукт насосом 21 спрямовується у проміжну ван- 
ну 22, звідки самопливом — на фасування

 

Рисунок 3.1 – Схема поточно-механізованої лінії виробництва молока згущеного:

1 – приймальня ємність; 2, 7, 10, 13, 14, 21 – насоси; 3 – пластинчастий нагрівач; 4 – сепаратори-молокоочисники; 5 – сепаратор-вершковідокремлювач; 6 – ємність для знежиреного молока; 8- пластинчастий охолоджувач; 9, 12, 15 – ємності; 11 – трубчасті пастеризатори; 16, 22 – вакуум-апарати; 17, 20 – регулятори рівня; 18 – трубчасті охолоджувачі; 19 – трубчасті підігрівачі; 23 – вакуум-охолоджувач; 24 – наповнювач; 25 – закаточна машина; 26 – мийно-сушильний агрегат;                 27 – етикетувальна машина при температурі пастеризації, що забезпечує отримання готового продукту підвищеної в'язкості

 

 

4 ВИМОГИ ДО ЯКОСТІ ГОТОВОГО ПРОДУКТУ

 

Готова продукція – згущені молочні консерви є продукт, одержуваний з підданої тепловій обробці молока, шляхом випарювання з нього частини води і консервування цукром. В останні роки асортимент молочних консервів значно розширився в першу чергу за рахунок продуктів, що виробляються за технічними умовами.

Згідно з ДСТУ 4274-2003 «Молоко  незбиране згущене з цукром. Загальні технічні умови» розглянемо органолептичні показники (табл. 4.1), фізико-хімічні показники (табл. 4.2), мікробіологічні показники (табл. 4.3) харчову та енергетичну цінність [4].

 

Таблиця 4.1 –Органолептичні показники молока згущеного

 

Показники	Характеристика та норма
Консистенція	Однорідна по всій масі без наявності відчутних органолептичних кристалів лактози
Смак, запах	Солодкий, чистий, з вираженим присмаком пастеризованого молока без будь-яких сторонніх присмаків і запахів. Допускається наявність легкого кормового присмаку
Колір	Білий з кремовим відтінком, рівномірний по всій масі

 

Таблиця 4.2 – Фізико-хімічні параметри готового продукту

 

Назва показника	Норма	Метод контролю
Масова частка вологи, не більше, %	26,5	ГОСТ 30305.1
Масова частка сахарози, не менше, %	43,5	ГОСТ 29248, ГОСТ 30305.2
Масова частка сухих речовин молока, не менше, %	28,5	ГОСТ 30305.1
в тому числі жиру, не менше, %	8,5	ГОСТ 29247
Кислотність, не більше, 0Т	48,0	ГОСТ 30305.3
Кислотність в перерахунку на відсоток вмісту молочної кислоти, не більше, %	0,43	Те саме
В’язкість свіжевиробленого продукту (до 2-х місяців зберігання), Па•с	від 3,0 до 10,0	ГОСТ 27709