Система автоматизации процесса производства творога

ведение

       Творог – национальный  кисломолочный продукт, изготовляемый  сквашиванием молока чистыми  культурами лактококков или смесью  чистых культур лактококков и  термофильных молочнокислых стрептококков  в соотношении (1,5…2,5):1 при использовании  методов кислотной, кислотно-сычужной или термокислотной коагуляции белков с последующим удалением сыворотки само-прессованием и / или прессованием.

     Кислотно-сычужный метод  применяют чаще, т.к. образование сгустка под действием сычужного фермента происходит быстрее, при более низкой кислотности, чем при осаждении белков молочной кислотой, полученный сгусток имеет меньшую кислотность, на 2-4 ч ускоряется технологический процесс.

Творожная масса – молочный или молочный составной продукт, изготовляемый из творога с добавлением или без добавления сливочного масла и/или сливок, и/или сгущенного молока с сахаром, и/или сахаров, и/или соли, и/или немолочных компонентов, которые вводятся не с целью замены составных частей молока. Не допускается добавление стабилизаторов консистенции.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Описание технологического процесса как объекта управления

 

Приемка и подготовка сырья

Молоко и другое сырье принимают по массе и качеству, устанавливаемому лабораторией предприятия, а также на основании сертификационных документов поставщиков.

Принятое молоко очищают от механических примесей на центробежных очистителях или фильтруют. Затем молоко подают на переработку или охлаждают до температуры 4±2 °С и направляют в резервуары промежуточного хранения. Хранение охлажденного до 4°С молока до переработки не должно превышать 12 ч, до температуры 6 °С – 6ч.

Подогрев и сепарирование молока. Молоко подогревают до температуры 37+3 °С и направляют в сепаратор-сливкоотделитель.

 

 

Нормализация молока и составление смеси

При выработке творога с массовой долей жира от 1,8 до 23,0% молоко нормализуют с целью установления правильного соотношения между массовой долей жира и белка в нормализованной смеси, обеспечивающего получение стандартного по массовой доле жира и влаги продукта.

Пастеризация и охлаждение смеси. Нормализованную смесь пастеризуют при температуре 78± 2° С с выдержкой от 15 до 20 с.

После пастеризации смесь охлаждают до температуры заквашивания. Если нормализованная смесь после пастеризации не поступает непосредственно на переработку в творог, ее охлаждают до температуры 6±2° С и при этой температуре хранят в резервуарах не более 6 ч. После хранения смесь подогревают до температуры заквашивания.

 

 

 

Заквашивание и сквашивание смеси

Нормализованную пастеризованную смесь заквашивают закваской, приготовленной на чистых культурах лактококков при температуре 30±2 °С в холодное время года и 28±2 °С в теплое время года. При ускоренном способе сквашивания применяют симбиотическую закваску, приготовленную на культурах лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков в соотношении (1,5... 2,5): 1. В этом случае смесь заквашивают при температуре 32±2 °С. При производстве творога используют также бакконцентрат.

Закваску и бакконцентрат готовят согласно действующей технологической инструкции по приготовлению и применению заквасок для кисломолочных продуктов, утвержденной в установленном порядке. Доза закваски, в зависимости от ее активности и необходимой продолжительности сквашивания, составляет от 30 до 50 кг на 1000 кг заквашиваемой смеси. С целью ускорения процесса сквашивания в смесь вносят до 100 кг закваски на 1000 кг заквашиваемой смеси. При ускоренном способе сквашивания на каждые 1000 кг смеси вносят от 30 до 50 кг симбиотической закваски.

После внесения в смесь закваски или бакконцентрата добавляют хлористый кальций из расчёта 400 г безводного хлористого кальция на 1000 кг заквашиваемой смеси. Хлористый кальций вносят в виде водного раствора с массовой долей хлористого кальция от 30 до 40%, которую уточняют по плотности при 20 ° С

После внесения раствора хлористого кальция в смесь вносят сычужный порошок, или пепсин пищевой, или ферментный препарат ВНИИМС в виде раствора с массовой долей фермента не более 1%. Доза фермента активностью 100000 МЕ составляет 1 г на 1000 кг заквашиваемой смеси.

Сычужный порошок или ферментный препарат ВНИИМС растворяют в питьевой воде, предварительно подогретой до температуры 36±3 °С, пепсин растворяют в свежей, профильтрованной сыворотке, подогретой до такой же температуры.

Закваску, растворы хлористого кальция и фермента вносят при непрерывном перемешивании смеси. Перемешивание смеси после заквашивания продолжают от 10 до 15 мин, затем смесь оставляют в покое до образования сгустка требуемой кислотности: 58±50 Т для творога с м. д. ж. 23,0%; 61±5ᵒ Т для творога с м. д. ж. 20,0; 19,0; 18,0; 15,0; 10; 9,0%;

65±5 ᵒ Т для творога с м.д.ж. 7,0; 5,0; 4,0%; 68±5ᵒ Т для творога с м.д.ж. 3,8; 3,0; 2,0%; 71±5ᵒ Т для творога обезжиренного.

Продолжительность сквашивания смеси активной бактериальной закваской или бакконцентратом при указанных выше температурах составляет от 6 до 10 ч с момента внесения закваски, при ускоренном способе – от 4 до 6 ч.

Разрезание сгустка, отделение сыворотки и розлив сгустка

Готовый сгусток разрезают проволочными ножами на кубики размером 2,0х2, 0х2,0 см. Сначала сгусток разрезают по длине ванны на горизонтальные слои, затем по длине и ширине – на вертикальные. Разрезанный сгусток оставляют в покое от 30 до 60 мин для выделения сыворотки. В случаях получения сгустка с плохим отделением сыворотки его нагревают до температуры сыворотки 40 ±2° С с выдержкой при этой температуре от 30 до 40 мин для творога с м.д.ж. от 9,0 до 23,0%; до 38±2° С с выдержкой при этой температуре от 20 до 40 мин для творога с м.д.ж. от 2,0 до 7,0%, и до температуры 36±2°С с выдержкой при этой температуре от 15 до 20 для обезжиренного творога.

С целью равномерного нагревания сгустка верхние слои его осторожно перемещают от одной стенки ванны к другой, благодаря чему нижние нагретые слои сгустка постепенно поднимаются вверх, а верхние слои (непрогретые) опускаются вниз. Выделившуюся сыворотку выпускают из ванны сифоном или через штуцер и собирают в отдельную емкость.

 

 

 

Само-прессование и прессование сгустка

Мешки со сгустком завязывают и укладывают в установку для прессования и охлаждения творога или в пресс-тележку для само- прессования. Продолжительность прессования творога в установке для прессования и охлаждения составляет от 1 до 4 ч в зависимости от качества полученного сгустка и от вида хладоносителя (ледяная вода, рассол). В пресс- тележке само- прессование продолжается не менее 1 ч. После само- прессования на мешки помещают металлическую пластину, на которую через специальную раму передается давление от винта пресса.

Прессование продолжают до достижения творогом требуемой массовой доли влаги (м.д. влаги), но не более 4 ч. Допускается отпрессовка творога в пресс- тележке в холодильной камере в течение не более 10 ч. Для ускорения отделения сыворотки мешки со сгустком периодически встряхивают.

В месильную машину закладывают творог температурой 12±3 °С, включают мешалку и вносят смешанный с ванилином сахарный песок. После частичного перемешивания к смеси добавляют подготовленное сливочное масло, цукаты, изюм или другие вкусовые ароматические вещества и все это вновь перемешивают; средняя продолжительность перемешивания составляет 5–10 мин.

По окончании обработки полученную массу охлаждают на охладителях или в холодильных камерах до температуры не выше 4±2° С и направляют на упаковку. В случаях отсутствия возможности охлаждения творожную массу сразу после обработки упаковывают при температуре 13±2° С и направляют в холодильную камеру для доохлаждения до температуры не выше 6 °С.

 

 

 

 

 

Таблица 1.

Характеристика технологических параметров

№	Наименование параметра	обозначение	Единица измерения	Предел измерения		Способ контроля
				min	max
1	Входные параметры: -Расход молока -Расход закваски - Расход дополнительных ингридиентов -Расход сычужного порошка -Расход бак-концентрата	Fм Fз Fд.и.   Fсыч.п.   Fб-к	л/ч кг/ч кг /ч   кг /ч   кг /ч	- - -   -   -	- - -   -   -	A Л Л   Л   Л
2.	Режимные параметры: -Температура молока - Температура пастеризации -Температура закваски -Температура закладки  творога -Температура хранения	Tм   Tп Tз   Tз.т.	ᵒС   ᵒС ᵒС   ᵒС ᵒС	4   78 28   12 4	6   80 32   15 6	А   А Л   А А
3.	Возмущающие параметры: -Температура окружающей  среды	Tо.с.	ᵒС	18	20	А
4.	Выходные параметры: -Расход творожной массы	Fт.м	кг /ч	-	-	А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.1. Структурная схема параметров процесса производства творога.

 

 

 

 

    Расход молока необходимо контролировать, т.к. оно является основным сырьем и от него зависят все дальнейшие процессы.

   Температуру пастеризации. Цельное нормализованное или обезжиренное молоко пастеризуют при 80° С с выдержкой 20—30 сек.

Чтобы получить плотный сгусток и повысить выход готового продукта, следовало бы применять высокотемпературную пастеризацию 85—87°С, так как при этом полнее коагулирует (свертывается) альбумин, который захватывается казеиновым сгустком и при прессовании остается в твороге.

Но при высокой температуре пастеризации повышается степень гидратации казеина, в результате чего он очень прочно удерживает воду (сыворотку). Обезвоживание такого сгустка при само- прессовании и прессовании затрудняется, вследствие этого затягивается производственный процесс.

При низких температурах пастеризации 71—75° С альбумин коагулирует лишь частично, значительная масса его отходит с сывороткой и не используется в производстве творога. Сгусток получается слабый, дряблый, при обработке он излишне распыляется, дробится, что приводит к значительным потерям белка, а следовательно, и к снижению выхода продукта.

Закваску вводят при температуре молока 30+2ᵒС в холодное время и при температуре 28+2ᵒС в теплое время. Для равномерного распределения закваски и во избежание отстаивания жира заквашенную смесь перемешивают через каждые 30—40 мин. Чтобы ускорить сквашивание, закваску вносят с первыми порциями молока, не дожидаясь наполнения ванны.

По достижении кислотности молока 32—35° Т в смесь вносят 40%-ный раствор хлористого кальция, из расчета 500 г безводной соли на 1000 кг молока. Хлористый кальций восполняет потерю кальциевых солей во время пастеризации и способствует получению более плотного сгустка.

После тщательного перемешивания в молоко вводят сычужный фермент из расчета 1 г его нормальной активности (100 000 ед.) на 1000 кг цельного или 0,8 г на 1000 кг обезжиренного молока.

Творог с температурой 12±3ᵒСзакладывают в машину и добавляют дополнительные ингридиенты. Охлаждают до температуры 4+2ᵒС.Затем упаковывают и направляют в холодильную камеру.

 

III. Выбор и обоснование комплекса технических средств автоматизации процесса получения творожной массы

Для контроля и регулирования параметров процесса получения творожной массы выбираем следующие технические средства.