Промышленная переработка молока

Окончание сквашивания определяют по образованию прочного сгустка  кислотностью 95-100 ^°Т. Сгусток охлаждают в течение 10-30 мин и переме-шивают в целях получения однородной консистенции молочного сгустка и избежания отделения сыворотки. Сгусток, охлажденный до 16-20^°С, направ-ляют на розлив, упаковывание, маркирование и доохлаждение в холодильных камерах до температуры 4±2 ^°С. После этого технологический процесс считают законченным, продукт готов к реализации.

Технологический процесс  производства йогурта термостатным способом состоит из следующих операций: приемка и подготовка сырья и  материалов, нормализация по жиру и  сухим веществам, очистка, гомогенизация  смеси, пастеризация и охлаждение смеси, заквашивание, розлив, упаковывание, маркирование, сквашивание и охлаждение. Все  технологические операции до внесения плодово-ягодных наполнителей осуществляют так же, как при резервуарном способе  производства йогурта.

Наполнители вносят в охлажденную  до температуры сквашивания смесь  при постоянном перемешивании, которое  заканчивают через 15 мин после  их внесения. Заквашивание проводят так  же, как и при резервуарном способе. Заквашенную смесь разливают  в стеклянную тару вместимостью 200, 250, 400 и 500 см³, а также в стаканчики, пакеты и коробочки аналогичной вместимости. После розлива продукт направляют в термостатную камеру с температурой 40±2 ^°С для сквашивания в течение 3–4 ч в зависимости от активности закваски. После сквашивания продукт должен иметь прочный сгусток кислотностью 95–100 ^°Т. После окончания сквашивания продукт транспортируют в холодильную камеру для охлаждения до 6 ^°С. Продолжительность хранения продукта при 6 ^°С составляет не более 4 сут с момента окончания технологического процесса.

4. Физико-химические  изменения сырья и полуфабрикатов  в процессе производства

 

В основе производства йогурта  лежит молочнокислое брожение, вызываемое микроорганизмами.

 

 На первой стадии  молочнокислого брожения при  участии фермента лактазы происходит гидролиз молочного сахара (лактозы):

 

С Н О + Н О = С Н О + С Н О

 

Из гексоз (глюкозы и  галактозы) в конечном счете образуется молочная

кислота:

 

2С Н О = 4С Н О

 

Одновременно с процессами молочнокислого брожения ( с образовани-

ем молочной кислоты) протекают  побочные процессы, при этом образуются

различные продукты обмена:

 

2С Н О + Н О = СН  СН ОН + СН СНОН + 2СН СНОН СООН +

 

+ 2СО + 2Н

 

Исходя из этого, в первом случае микробы молочнокислого брожения называются гомоферментативными, во втором – гетероферментативными.

Брожение молочного сахара происходит также под влиянием аромато-

образующих микроорганизмов  Str. diacetilactis, которые помимо молочной кислоты и летучих кислот образуют ароматические вещетсва, в частности диацетил (СН –СО-СО-СН ), имеющий наибольшее значение в ароматизации йогурта. Наряду с образованием диацетила протекает реакция, в результате которой получается ацетоин (СН –СН-ОН-СО-СН ), не обладающий арома-

том, из которого при определенных условиях окислительно-воссстановитель-

ной реакции образуется диацетил.

 

Образование диацетила в процессе молочнокислого брожения, вызыва-

емого ароматобразующими молочнокислыми бактериями, связано с наличии-

ем лимонной кислоты как  промежуточного продукта брожения лактозы.

 

В процессе производаства йогурта происходит накопление молочной кислоты и титруемая кислотность их достигает 100-120 Т, на что расходуется

 

молочный сахар в количестве 10 г/л. Таким образом, в йогурте  остается еще много лактозы, которая  служит углеводным источником для дальнейшего  развития молочнокислых бактерий в  кишечнике человека (при достаточно обильном потреблении кисломолочных продуктов).

 

При развитии молочнокислого брожения накапливается молочная кис-

 

лота, которая сдвигает реакцию в кислую сторону. Свежее молоко имеет почти нейтральную реакцию, или вернее, несколько сдвинутую в кислуюсторону. В заквашенном молоке по достижении требуемой кислотности рН йогурта достигает изоэлектрической точки казеина (рН 4,6 – 4,7). В изоэлектрической точке казеин теряет растворимость и коагулирует в виде сгустка.

 

Устойчивость коллоидных частиц казеина в свежем молоке обусловлена  двумя факторами: электрическим  зарядом и гидрофильностью. В свежем молоке частицы казеинаткальцийфосфатного комплекса имеют отрицательный заряд, в силу одноименности заряда частицы отталкиваются при соударении. По мере приближения к изоэлектрической точке частицы приобретают эелектронейтральность, характерную для изоэлектрического состояния (число положительных зарядов равно числу отрицательных). В изоэлектрическом состоянии частицы казеина соединяются между собой, образуя сетчатую трехмерную структуру, и сквашенное молоко из жидкого состояния переходит в гель.

 

При сквашивании молока происходит ионный обмен между кальций-ионами казеинаткальцийфосфатного комплекса и Н-ионами молочной кислоты;

(казеиновый комплекс) Са + 2Н (С Н О ) + (Казеин) + 2Са (С Н О )

 

В результате сгусток казеина  обедняется кальцием. Одновременно образуется растворимый лактат кальция.

Структурно-механические изменения. Йогурт производят путем внесения в молоко закваски, под действием которой происходит свертывание белков и образование пространственной структуры из белков молока с включениями молочного жира и влаги. Характерно, что повышение температуры ускоряет процесс структурообразования. Как следует из таблицы 3 повышение температуры пастеризации способствует повышению вязкости сгустка.

 

Таблица 3

 

Влияние температуры пастеризации на вязкость сгустка 10^3 (в Па с)

Состояние структуры	Температура пастеризации, С
	63	72	80	90
Неразрушенн-ая	457	549	1234	1896
Разрушенная	4,53	6,01	6,39	7,9
Через 15 мин после разрушения	6,32	6,32	8,22	10,11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. Машинно-аппаратная  схема производства

 

 

 

 Рис. 1. Схема технологичекой линии производства йогурта резервуарным способом:

1- емкость для сырого  молока; 2 - насосы; 3 - балансировочный бачок: 4-пластинчатая пастеризационно-охладительная установка; 5 - пульт управления; 6 – оборотный клапан; 7 - сепаратор-нормализатор; 8 - гомогенизатор; 9 - емкость для выдерживания молока; 10 - емкость для йогурта; 11 - смеситель; 12 – заквасочник.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Схема технологичекой линии производства йогурта термостатным способом

6. Характеристика  и принцип действия технологического  оборудования

Технологическая линия производства йогурта (Дополнение 1) состоит из следующего наименования оборудования:

1.  Двухслойный резервуар 3000 л из пищевой нержавеющей стали с перемешивающим устройством рамного типа, крышкой 1/3 с ТЭН-ми 60 кВт

2.   Молочный насос

3.  Сепаратор-сливкоотделитель и нормализатор

4.  Буферная емкость для сливок, 2-х слойный резервуар с перемеши-вающим устройством якорного типа, крышкой 1/3 ВДП-2000

5.  Гомогенизатор

6.  Проточный охладитель

7.  Эмульгатор 100 л с перемешивающим устройством «фреза»

8.  Заквасочник 2000 л

9.  Фасовочный аппарат

10.  Запорная и трубопроводная арматура

11.  Пульт управления, включая пускатели ТЭНов, насосов, гомоге-низатора, перемешивающих устройств с тепловыми реле, ТСМ и ТРМ.

Рассмотрим устройство и  принцип действия основного оборудования данной линии, и дадим ему сравнительную  характеристику по отношению к аналогичному технологическому оборудованию.

Резервуары (танки).

Резервуары изготовляют: горизонтальные РМГ и вертикальные РМВ. Форма резервуаров по требованию заказчика может быть цилиндрической или прямоугольной. Рабочая емкость 2000, 4000, 6000, 10000, 20000 и 30000 л. Резервуары емкостью 20000 и 30000 л изготавливают только гори-зонтальные.

Корпус резервуара покрывают  теплоизоляцией и защитным стальным кожухом. Теплоизоляция резервуара должна предотвращать повышение  температуры молока более чем  на 1^° в течение 12 ч при разнице темпе-ратуры молока и температуры окружающего воздуха 20 град.

Резервуары снабжают механическими  мешалками, которые должны в течение  не более 10 мин обеспечивать равномерное  распределение по всей массе молока жира, отстоявшегося в нем в  результате хранения в спокойном  состоянии в течение 4 ч.

Рабочий корпус резервуара должен быть испытан на герметичность  гидравлически при избыточном давлении 0,5 атм не менее 10 мин, а арматура и соединительные части трубопроводов должны быть испытаны в соответствии с требованиями действующего ГОСТа.

Вертикальные резервуары РМВЦ-2 и РМВЦ-6. Резервуар РМВЦ-2 состоит  из сварного алюминиевого вертикально  расположенного цилин-дрического сосуда с двумя сферическими днищами – верхним выпуклым и нижним вогнутым. Наружная поверхность резервуара изолирована древесноволокнистой плитой, которая снабжена защитным стальным кожухом толщиной 1,5 мм. В резервуаре имеется люк с крышкой на шарнире, на которой укреплен привод мешалки, состоящий из электродвигателя и цилиндрического редуктора, соединенного с валом мешалки.

Резервуар снабжен смотровым  окном со светильником, трубой для  на-полнения, термометром в оправе, лабораторным краном, сливным краном, тремя подставками – ножками, уровнемером и устройством для санитарной

обработки рабочей емкости.

Резервуар РМВЦ-2 устанавливают  ножками на фундаментные подстав-ки диаметром 150 мм без крепления болтами.

Резервуар РМВЦ-6 предназначен для хранения молока при температуре 4-6 ^°С на молочных заводах.

Резервуар представляет собой  сварной алюминиевый рабочий  сосуд цилиндрической формы с  двумя сферическими днищами. Толщина  нижнего днища 8 мм, а верхнего и  обечайки – 6мм. Снаружи резервуар  покрыт те-плоизоляционным материалом – древесноволокнистыми плитами, облицо-ванными листовой сталью толщиной 1,5 мм.

Резервуар снабжен люком  с шарнирно укрепленной крышкой, на кото-рой установлена мешалка с приводом; указателем уровня молока; светиль-ником со смотровым окном; термометром; трубой для наполнения; лабора-торным и сливным кранами; моющим устройством и указателем уровня молока.

Насосы для молока и  молочных продуктов.

Насосы, применяемые на предприятиях молочной промышленности, по принципу действия и основным конструктивным признакам разделяют на две группы: центробежные и объемные.

Центробежные насосы применяют  в молочной промышленности для подачи маловязких продуктов: цельного и обезжиренного  молока, пахты и сыворотки, сливок и других продуктов, температурой не выше 90°С. Их также используют для  питания технологического оборудования (пластинчатых, трубчатых и барабанных теплообменников, фильтров, сепараторов, линий розлива и т.д.)

По конструкции центробежные насосы выпускают в соответствии с требованиями действующего ГОСТа.

Преимущества центробежных насосов: равномерная подача жидкости, несложная регулировка производительности (краном, установленным на нагнетательном трубопроводе); компактность; небольшой  вес и габариты; бесфундаментная установка; простота конструкции; быстрая и легкая сборка и разборка для санитарной обработки; надежность в работе и долговечность; удобство присоединения к трубопроводам; простота привода – (непосредственное соединение рабочего колеса с валом электро-двигателя).

Недостаток насосов –  необходимость работы под залив (для чего насос устанавливают  ниже емкости, из которой перекачивают жидкость).

Центробежный насос состоит  из следующих основных частей: рабочего колеса (или диска) с лопатками, изогнутыми в сторону, противоположную направлению  вращения колеса; вала (электродвигателя), на котором непод-вижно укреплено колесо; корпуса с нагнетательным патрубком; крышки с центральным всасывающим патрубком и уплотнительного устройства. Принцип его действия состоит в том, что при вращении рабочего колеса на-ходящаяся в нем жидкость приобретает вращательное движение и под действием центробежной силы отбрасывается к периферии корпуса.