Технология хранения кисломолочных продуктов (йогурта)

где G_пр, G_тар – соответственно масса поступающего в течение суток продукта и тары, кг/сут;

       c_т – удельная теплоемкость тары, Дж/ кг∙К;

       i_пр1, i_пр2 – удельные энтальпии продукта, соответствующих начальной t_пр1 и конечной t_пр2 температуре продукта, Дж/кг.

Q_пр = 3500 ∙ (27,65 -11,73)/86400 = 0,64 Вт

Q_тара = 0,57 ∙ 1950 ∙ (7-0)/86400 = 0,09 Вт

      Теплопритоки, вносимые в камеру  вместе с продуктами, рассчитываются  по формуле14:

Q₂ = Q_пр + Q_тара,                                                        (14)

Q₂ =0,64 + 0,09 = 0,73 Вт

      Эксплуатационные теплопритоки  принимают 10% от Q₁.

Q₄ = 0,1 ∙ Q₁

Q₄ = 0,1 ∙ 4951= 0,5 кВт

      Общий теплоприток в камере  хранения:

                                          Q_хр = Q₁ + Q₂ + Q₄,                                         (15)

                                                  Q_хр = 4951 + 0,73 + 495,1 = 5,45 кВт

3.7 Расчет изоляции  холодильника (камеры  хранения)

Толщину изоляционного слоя находят по формуле 16:

           1         1          δi       1     

δ_из = λ_из [ --- - ( --- + ∑---- + --- ) ] ,                                (16)

                                                          К       α_н        λi      α_в

где К – коэффициент теплопередачи, Вт/м²  ∙ К;

        α_н   - коэффициент теплопередачи от воздуха к наружной стенке, Вт/м²  ∙ К;

        α_в – коэффициент теплопередачи от внутренней стены к воздуху камеры;

       δi   - толщина слоев материалов изоляционного слоя, м;

       λi, λ_из – коэффициент строительных и изоляционных материалов, Вт/м²  ∙ К.

      Типовая схема конструкции наружной  стены: кирпичная кладка в два  кирпича (500 мм), покрытая с одной стороны цементной штукатуркой (10 мм), пароизоляционная прослойка состоит из двух слоев рубероидной мастики (3 мм), теплоизоляционный слой – из пенобетона, отделочный слой – из цементной штукатурки (20 мм).

      Температура воздуха в камере 0˚С, средняя годовая температура 5,6˚С.

                              1           1               0,09      0,5       0,002        1

δ_из  = 0,15[ ----- - ( ------ + 2 ∙ ------- + ------ + -------- + ------) ] = 0,12 м 

                             0,58     23,3            0,9        0,82       0,16        8

 Принимаем  толщину изоляции равной 0,12м или  120 мм.    

3.8 Выбор и расчет  пристенных батарей

      В основном для камер хранения  используют пристенные батареи.  Расчет батарей состоит в определении площади теплопередающей поверхности:

F _общ = Q_б / (к ∙ θ),                                                (17)

где Q_б – тепловая нагрузка, приходящаяся на батарею, Вт;

        θ – среднетемпературный напор  между воздухом охлаждаемой камеры  и кипящим холодильным агентом. Для аммиачных батарей 10 К;

         к – коэффициент теплопередачи  батареи (при температуре 0˚  С и влажности 85% = 4,1 Вт/м²  ∙ К).

      F _общ =11, 2/ (10 ∙ 4,1) = 273 м²    

      Принимаем змеевиковую батарею, состоящую из двух секций:

               -Змеевиковая головная CЗГ F_CЗГ = 25,1  м² 

               -Змеевиковая средняя СС     F_CС = 36,9 м²  

Общая площадь  батареи:

F_б = F_CЗГ + F_CС,                                                                                       (18)

F_б = 25,1+36,9 = 62 м² 

      Количество батарей устанавливаемых  в охлаждаемом помещении находят  по формуле 19:

n = F_общ /F_б,                                                          (19)

n = 273/62 ≈ 4 шт 
 
 
 
 
 
 
 
 

IV    Производственно – ветеринарный контроль

     Загрязнения (остатки молока или йогурта на поверхностях технологического оборудования), содержат микроорганизмы, в процессе мойки оборудования все загрязнения должны  быть удалены. Таким образом, любые остатки продукта представляют собой благоприятную среду, в которой могут расти и размножаться микроорганизмы, что вызывает необходимость заключительной санитарной обработки (дезинфекции) технологического оборудования для уничтожения (иначе впоследствии возможно снижение качества произведенного йогурта при хранении). Эффективность процесса дезинфекции (с использованием тепла и химических веществ) в значительной степени зависит от эффективности мойки. Например, любые остаточные загрязнения могут запечься на контактных поверхностях оборудования до такой степени, что появляются сложности с проникновением внутрь загрязнения с целью уничтожения микроорганизмов. Остаточные загрязнения вызывают снижение эффективности дезинфекции – во-первых, из-за того, что уменьшается активная концентрация любого химического дезинфицирующего средства, во-вторых, существует вероятность, что большое количество микроорганизмов может сохраниться после дезинфекции и размножиться внутри загрязнения.

     Отсюда можно сделать вывод, что эффективность дезинфекции технологической установки напрямую зависит от выполнения следующих правил:

- следует придерживаться рекомендуемого цикла мойки оборудования до начала дезинфекции;

- необходимо соблюдать рекомендации относительно выбранного способа и параметров дезинфекции (например, концентрации химического раствора, соблюдения нужного времени контакта с оборудованием, а также температуры); -- поскольку, как правило, технологическое оборудование подвергается дезинфекции непосредственно перед его использованием, после мойки оборудование должно быть как следует высушено или продуто воздухом, иначе влажность при наличии любого остаточного загрязнения может стать причиной роста микроорганизмов; если оборудование после дезинфекции не будет использовано на протяжении нескольких последующих часов, рекомендуется подвергнуть его повторной обработке непосредственно перед запуском;

- на каждой технологической установке по обработке йогуртов имеются арматура, клапаны, тупики и резиновые уплотнения, где могут развиваться микроорганизмы; поэтому существенное значение имеет регулярная разборка этих участков; кроме того, для проникновения на «тупиковые» участки возможного скопления микроорганизмов тепловая стерилизация является более эффективной, чем химическая дезинфекция;

- гигиеническое состояние любой технологической установки по производству йогурта определяется правильностью осуществляемых на ней действий по мойке и дезинфекции;

- использование химических дезинфицирующих веществ или соединений должно быть разрешено соответствующими инстанциями.

Природа загрязнений

     Стоки от производства йогурта  могут содержать органические  и неорганические вещества, которые  впоследствии разлагаются микроорганизмами. Для такого биологического процесса  необходим кислород, и если сильно  загрязненная вода сливается непосредственно в реки или другие водоемы, то растворенный в их воде кислород будет использован, в результате чего возможно загрязнение водоема, вода превратится в застойную. Именно поэтому для определения необходимости очистки сточных вод пред сливом специалисты водного хозяйства используют количество кислорода, необходимого для разложения сухого вещества.

     Некоторые параметра, необходимые  для определения уровня загрязнения  сточных вод молочного производства:

     - биологическое потребление кислорода (БПК) представляет собой количество кислорода, необходимого аэробным микроорганизмам для разложения органических веществ в сточных водах в течение 5-7 дней при температуре  20^о С. До провидения испытания пробу предварительно осаждают отстаиванием или фильтрованием.

     - химическое потребление кислорода  (ХПК) – это количество кислорода,  необходимое для химического  окисления. Пробу сточных вод  фильтруют или осаждают, доводят  до кипения в присутствии в  качестве катализатора кислого  бихромата и сульфата серебра, а затем титруют. За счет органического вещества содержание бихромата снижается, а остаток определяется посредством титрования. Таким образом, ХПК представляет собой меру количества кислорода, поглощаемого бихроматом.

- перманганатный  коэффициент (ПК) дает возможность ускоренного определения в образце химически окисляемого органического вещества. Для этого пробу с точной воды (осажденной или фильтрованной) доводят до кипения в кислом или щелочном перманганате, а остаток неокислившегося перманганата определяется посредством йодного титрования. На правильность теста по ПК может повлиять наличие в пробе ионов железа или нитрита, в связи с чем контроль проводится, как правило, для предварительного определения количества потребляемого кислорода еще до проведения теста на БПК.

- тест  на органический углерод (ТОУ)  подразумевает полное окисление  в пробе сточной  воды всех  органических элементов, содержащих  углерод, и превращение их в  углекислый газ.

- тест  на СВ, то есть на общее содержание  СВ в пробе сточной воды, представляет собой разницу между содержанием СВ и золой. Содержание СВ определяется посредством сушки при температуре свыше 100 ^оС, а озоление происходит за счет нагрева образца при температуре свыше 550 ^оС.

- другие  тесты могут включать в себя  определение содержания жира, лактозы и белка в сточных водах молочного производства, а также уровень содержания ПАВ. В последнем случае образец обрабатывается метиленовым синим, после чего вследствие  наличия анионоактивных связывающих веществ образуются нерастворимые соли. Соли экстрагируются посредством хлороформа, и их количество измеряется фотометрически.

     Полезными при определении неорганических  загрязнений сточных вод, сбрасываемых  с йогуртовых производств, могут  оказаться тесты на рН, аммиачный  азот, нитраты и нитриты, а также на фосфор.

Способы очистки сточных вод

     Сточные воды молочного производства  могут очищаться механически, химически, биологически, или же за счет сочетания этих способов. При механической очистке взвешенные частицы просто удаляются из сточных вод с помощью фильтров, сит или осаждения. Другим механическим методом очистки сточных вод является флотирование, при котором через сточные воды пропускаются пузырьки воздуха, которые, поднимаясь на поверхность, присоединяют к себе и небольшие частицы сухого вещества, после чего образующаяся пена удаляется.

 Использование  тех или иных химических соединений (например, сульфата или хлорида железа, сернокислого алюминия) осаждает растворенные в сточной воде компоненты, после чего выделенное вещество удаляется посредством механического разделения. Однако химическая очистка не способна удалить лактозу или другие виды сахаров.

     Широкое распространение получила  биологическая очистка сточных  вод молочных производств, и  производится она либо за счет разложения органических веществ (при использовании аэробной активности микроорганизмов), либо посредством анаэробного брожения. В случае использования окислительного подхода кислород подается искусственно с помощью специальных аэрационных устройств, а для осуществления анаэробного процесса необходим специальный отстойник.

     Очистка сточных вод молочного  производства, в том числе и  от производства йогурта, осуществляется, как правило, за счет использования  комбинированного процесса, включающего  в себя механическое разделение и биологическую очистку, а весь процесс подразделяется на три основных этапа:

- первый  этап (грубая очистка);

- второй  этап;

- третий  этап (окончательная очистка).

     На протяжении нескольких последних  десятилетий различные экологические издания и законодательные органы оказывают на молочную промышленность сильное давление. Использование анаэробной ферментации сточных вод до начала их последующей очистки и слива имеет два значительных преимущества: во-первых, затраченную энергию можно аккумулировать и использовать повторно, и, во-вторых, снижение БПК/ХПК не требует потребления кислорода. Для удовлетворения требований к стокам, поступающим в открытые водоемы, может потребоваться дополнительная очистка.