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

 

 

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

 

 

 

 

 

 

 

ЗМІСТ

 

ВСТУП	4
1 ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА МОЛОКА ЗГУЩЕНОГО	5
1.1 Сучасний асортимент молочних консервів	5
1.2 Фізико-хімічні основи виробництва молока згущеного	6
1.3 Характеристика та вимоги до  якості сировини	8
2 МОДЕЛЮВАННЯ ТА АНАЛІЗ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ВИРОБНИЦТВА МОЛОКА ЗГУЩЕНОГО	10
3 РОЗРОБКА АПАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГІЧНОЇ  СХЕМИ ВИРОБНИЦТВА МОЛОКА ЗГУЩЕНОГО	17
4 Вимоги до основних показників якості готового продукту	19
5 ОСНОВНІ ШЛЯХИ РОЗВИТКУ ТЕХНОЛОГІЧНОЇ  СИСТЕМИ	21
6 ТЕХНОЛОГІЧНІ РОЗРАХУНКИ	23
ВИСНОВКИ	25
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ	26
Додаток А

 

 

 

ВСТУП

 

Згущене молоко один з найпопулярніших продуктів серед населення та, як сировина, широко використовується в кондитерській промисловості [1]. Завдяки підвищеному терміну зберігання, згущене молоко з цукром є стратегічним продуктом. Все це говорить про високу рентабельність і ліквідності продукту.

Вітчизняний ринок консервів з вмістом молока розвивається стрімкими темпами. Зростають і обсяги виробництва молочних консервів. Позитивну динаміку в цьому сегменті експерти пояснюють збільшенням попиту на продукцію з боку прямих споживачів і підприємств, які займаються виробництвом кондитерських виробів. Стійка тенденція до збільшення обсягів споживання молока харчовою промисловістю дозволяє прогнозувати збільшення числа компаній, що працюють в цьому секторі, протягом найближчих кількох років. До числа продуктів, які є перспективними для виробництва на таких підприємствах, відноситься і згущене молоко.

На межі третього тисячоліття молочна промисловість, зокрема виробництво молока згущеного, являє собою велику індустріальну галузь з розвиненою матеріально-технічною базою, що виробляє широкий асортимент продукції, якість якої в основному не поступається вимогам світових стандартів.

З розвитком ринкових відносин в системі виробництва, переробки та реалізації молочної продукції відбулися великі зміни. Бажання вижити в складних умовах конкурентної боротьби мобілізує керівників до прийняття нестандартних рішень, що дозволяють не тільки існувати, але і розвиватися далі, збільшуючи асортимент своєї продукції, розширюючи ринки збуту.

У сучасній ситуації найбільш результативним є концепція створення інноваційних молочних продуктів, які сприятливо впливають на організм людини.

 

1 ОБГРУНТУВАННЯ РОБОТИ

 

1.1 Сучасний асортимент молочних консервів

 

Метод консервування молока шляхом стерилізації у герметичних контейнерах був розроблений на початку 1880-х років. Але ще до цього, за припущеннями – у 1850 році, метод зберігання молока шляхом додавання цукру був винайдений в Америці. Виробництво згущеного молока цими двома способами розрослося до промислових масштабів [2].

На сьогоднішній день згущені молочні консерви виробляють двох видів: з цукром і без нього (стерилізовані). Згущені молочні консерви з цукром мають однорідну по всій масі консистенцію без відчутних органолептично кристалів лактози, білий з кремовим відтінком колір (для нежирних консервів допускається голубуватий відтінок, а для консервів з наповнювачем – темно-коричневий). Ці консерви мають солодкий смак з вираженим відтінком пастеризованого молока або вершків, а консерви з наповнювачами – добре вираженими смаком і запахом натуральної кави або какао [3].

В даний час виготовляють великий асортимент згущених консервів з цукром, нежирних і з масовою часткою вологи від 26 до 30%, сухих речовин від 26 до 36, жиру від 5 до 19 і сахарози від 37 до 44%, кислотністю від 37 до 60 Т. У готових консервах загальна кількість бактерій в 1 г допускається не більше 50 000 (для молока згущеного з цукром, нежирного і сколотин) і 35000 (для згущених консервів з цукром, кава і какао), бактерії групи кишкової палички в 0,1 г продукту і патогенні мікроорганізми не допускаються [4].

Підприємства галузі випускають наступні види консервів: незбиране згущене молоко з цукром, згущені вершки з цукром; нежирне згущене молоко з цукром; згущену сколотини з цукром; натуральна кава зі згущеним молоком і цукром, какао зі згущеним молоком і цукром, какао зі згущеними вершками і цукром і інші з різними оригінальними назвами [5].

1.2 Фізико-хімічні основи виробництва  молока згущеного

 

Виробництво молока згущеного з цукром заснована на збільшенні концентрації сухих речовин молока шляхом згущення і додавання цукрози. Основним показником, що визначає якість молока згущеного з цукром, є консистенція (найбільш часто зустрічається порок продукту – зміна його консистенції – загустівання). Одним з найважливіших факторів, що впливають на консистенцію згущеного молока з цукром, – хімічний склад молока, головним чином, його білково-сольовий склад [6].

Для виробництва продукту найбільш придатне молоко з низькою величиною співвідношення між жиром і СОМО (близько 0,425), з дрібними жировими кульками і казеїновими міцелами та оптимальним вмістом кальцію (не більше 125 мг %). Ці показники залежать від пори року, стадії лактації, породи, стану здоров’я тварин та інших факторів.

В'язкість готового продукту залежить від кислотності молока. Підвищення кислотності сирого молока (в результаті зброджування бактеріями молочного цукру) порушує сольовий баланс молока, знижує теплову стійкість казеїну і негативно позначається на консистенції згущеного молока з цукром.

Під час теплової обробки – пастеризації і згущенню – відбуваються фізико-хімічні зміни складових частин вихідного молока [7].

При пастеризації денатурують сироваткові білки, концентрація яких при згущенні збільшується. Змінюється структура казеїну: він набуває здатності до агрегації. Частина солей молока переходить в нерозчинний               стан – змінюється співвідношення між катіонами кальцію, аніонами фосфорної та лимонної кислот. Таким чином, режим пастеризації впливає на білково-сольовий склад молока та, відповідно, на в'язкість згущеного молока з цукром і його стійкість до загустівання при зберіганні. Наприклад, температура пастеризації молока 85…95 °С сприяє підвищенню в'язкості згущеного молока з цукром, а температура вище 100 °С – одержанню продукту порівняно рідкої консистенції. Отже, для вироблення продукту оптимальною в'язкістю режим пастеризації слід вибирати з урахуванням сезонних змін складу і властивостей молока.

Під час згущення зростає концентрація солей кальцію, в результаті чого казеїнові міцели укрупнюються і з'єднуються з денатурованими сироватковими білками. Зміні піддається жирова фаза молока. При пастеризації дробляться жирові кульки, грудочки злиплих кульок роз'єднуються, знижується швидкість відстоювання вершків [6].

Під час згущення, поряд з дробленням жирових кульок (при збільшенні числа дрібних кульок розміром менше 2 мкм), спостерігається їх укрупнення і часткова дестабілізація жирової емульсії. При цьому виділяються летючі жирні кислоти лактони, які разом з продуктами розпаду молочного цукру беруть участь у формуванні властивих пастеризованому молоку смаку і запаху.

У процесі пастеризації і згущення руйнуються ферменти і вітаміни. У процесі згущення зменшується вміст вітаміну А на 19%, В2 – на 8-21, В6 і В12 – на 40, С – на 20, Е – на 3-12%.

Технологічний режим згущення молока (температура та тривалість її впливу) також істотно впливає колоїдну систему молока і консистенцію готового продукту. Оптимальним вважається наступний режим: температура не вище 60 °С і тривалість не більше 2…2,5 год [8].

Велике значення для якості продукту мають склад і час введення в молоко цукрового сиропу. Цукровий сироп доцільно подавати в вакуум-випарну установку одночасно з молочною сумішшю або за 20…25 хв до закінчення згущення (при вмісту у згущеному молоці 46-48% сухих речовин). Цукровий сироп повинен містити мінімальну кількість інвертного цукру (суміш фруктози і глюкози), що утворюється при інверсії сахарози.

Під час охолодження відбувається кристалізація молочного цукру, від правильності проведення якого залежить консистенція готового продукту. У неохолодженому згущеному молоці з цукром міститься 11-12% лактози, яка розчинена в 25-26% вологи, утворюючи при 50…60 °С насичений розчин. При охолодженні продукту після згущення (до 20 °С) розчин лактози стає пересиченим, і частина її випадає у вигляді кристалів. Перехід лактози в кристалічний стан відбувається у два етапи: спочатку зароджуються центри кристалізації, потім ростуть кристали.

Розмір кристалів молочного цукру залежить від режиму охолодження згущеного молока (температури і тривалості). Консистенція згущеного молока з цукром визначається розмірами та кількістю утворених при охолодженні і зберіганні продукту кристалів молочного цукру. Для забезпечення гарної консистенції продукту необхідно прагнути до масового утворення дрібних кристалів лактози (розміром до 10 мкм) при можливо повної її кристалізації. Недостатньо повна кристалізація лактози в процесі охолодження може призвести до її кристалізації під час зберігання продукту. При цьому утворюються великі кристали розміром 20-25 мкм. Швидке охолодження згущеного молока з цукром до температури посиленої кристалізації (18…20 °С) сприяє утворенню великої кількості дрібних кристалів лактози. Тривале охолодження може призвести не тільки до випадання великих кристалів лактози, але і до інших пороків продукту – загустіванню і побурінню. На інтенсивність кристалізації лактози впливають також кількість вноситься в згущеному молоці затравки, тривалість та інтенсивність його перемішування [6- 8].

                                

1.3 Характеристика та вимоги до якості сировини

 

До сировини, призначеної для виробництва молочних консервів, висувають підвищені вимоги, оскільки пороки сирого молока в результаті концентрування сухих речовин посилюються.

Для консервування придатне натуральне молоко, що відповідає вимогам ГОСТ 13264-88, воно має бути термостійким, мати кислотність                16-160 ̊ Т (для концентрованого молока), не вище 190 ̊ Т (для стерилізованих консервів) і 200 ̊ Т (для інших видів молочних консервів), а також мати невисоку мікробіологічну забрудненість. При підборі молока для консервів необхідно враховувати його хімічний склад і властивості (табл. 1.1) [9, 10].

 

Таблиця 1.1 –  Хімічний склад молока

 

Показник	Молоко
	незбиране	Знежирене
Сухі речовини, %	12,5	8,75
Жир,%	3,8	0,05
Загальний білок, %	3,3	3,30
Молочний цукор, %	4,5	5,0
Зола, %	0,7	0,7
Вітамін В1, мг/кг	450,0	350,0
Вітамін В2, мг/кг	1330,0	1800,0
Фолієва кислота, мг/кг	675,0	885,0
Пантотенова кислота, мг/кг	4400,0	4400,0
Вітамін В3, мг/кг	4,4	4,4
Вітамін Н, мг/кг	38,6	38,3
Вітамін В12, мг/кг	4,0	4,0
Калорійність, 1кг, ккал	730,0	385,0

 

Крім того слід враховувати зміст сироваткових білків, які знижують термостійкість. З цієї причини вважається непридатним для вироблення консервів молозиво і стародійне молоко. Більш придатне молоко з меншими розмірами жирових кульок і міцел казеїну, так як в такому молоці сповільнюється відстоювання білково-жирового шару при зберіганні.