Технологічний процес виробництва кисломолочних напоїв

ВСТУП

З давніх давен людина не могла обходитися без їжі. Вона забезпечує організм людини всіма необхідними речовинами: білками, жирами, вуглеводами та вітамінами. Сама природа потурбувалася за людину давши їй корисні та смачні продукти. Одними з таких є продукти, що виробляються з молока та його складових. З часом виробництво молочних продуктів перейшло від кустарного до автоматизованого.

На сучасному етапі в Україні молочна промисловість стоїть на досить високому рівні, хоча в порівнянні з світовими стандартами багато в чому ми відстаємо від світового рівня.

До складу молочної промисловості входять підприємства по виробництву тваринного масла, цільномолочної продукції, молочних консервів, сухого молока, сира, морозива, казеїну тощо.

Загальна кількість людей в країні з часом зростає; тому, щоб забезпечити їх продукцією, повинен весь час відбуватися ріст виробництва. Ріст виробництва, розширення асортименту повинні суміщуватися з постійним покращенням якості продукції, біологічної цінності та смакових властивостей продуктів. Суттєвою задачею є також більш повне використання сільськогосподарської сировини для виробітку повноцінних продуктів з високим вмістом білка, вітамінів, біологічно активних речовин. Для досягнення поставленої мети необхідно підвищувати технічний рівень підприємств, застосовувати найновіші методи технології та прогресивне обладнання, впроваджувати механізовані та автоматизовані системи виробництва. Збільшення виробничих потужностей передбачається за рахунок розвитку як державного сектору, так і відкриття малих підприємств виробництва молочної продукції.

Найбільш активні розробки ведуться в напрямку інтенсифікації та удосконалення технологічних процесів виробництва молочних продуктів, а також збільшення харчової та біологічної цінності молочних продуктів, їх стійкість при зберіганні, створення нових видів продуктів, зокрема для дієтичного та дитячого харчування, замінників цільного молока для потреб тваринництва, більш повного та ефективного використання вторинної сировини (знежиреного молока, сироватки та пахти).

Основними напрямками технічного процесу молочної промисловості є комплексна механізація виробничих процесів – впровадження безперервно-поточних методів виробництва, застосування високовиробничого обладнання, яке дозволяє збільшити вихід продукції та поліпшення її якості (безперервно діючих стерилізаторів, апаратів з програмним управлінням, розфасувально-пакувальних та розливних ліній), прогресивних засобів та засобів транспортування та збереження готової продукції, а також створення та широке застосування нових видів пакунку, збільшення випуску продукції в малій розфасовці.

ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ АСОРТИМЕНТУ ПРОДУКЦІЇ.

Молоко і молочні продукти займають важливе місце в харчуванні людини. Вони забезпечують організм сприятливо збалансованими і легкозасвоюваними білками, жирами, вуглеводами, мінеральними речовинами і вітамінами.

Молоко - один із самих цінних продуктів харчування. Воно містить усі необхідні для життя людини живильні речовини.

Харчова і біологічна цінність молока обумовлена наявністю в ньому жирів і жироподібних речовин, білків, молочного цукру, мінеральних солей, пігментів, вітамінів, ферментів, імунних тіл, гормонів і інших фізіологічно активних речовин

Харчова і біологічна цінність молока. Білки - найбільш біологічно цінний компонент.

Білки молока володіють ліпотропними властивостями, регулюючи жировий обмін, підвищують збалансованість їжі і засвоєння інших білків. Володіючи амфотерними властивостями, молочний білок захищає організм від отруйних речовин.

Молочний жир є джерелом енергії для біохімічних процесів в організмі.

Молочний цукор (лактоза) є джерелом енергії для біохімічних процесів в організмі, сприяє засвоєнню кальцію, фосфору, магнію, барію.

Мінеральні речовини молока грають значну роль у пластичних процесах формування нових клітин тканин, ферментів, вітамінів, гормонів, а також у мінеральному обміні речовин організму.

Біологічна цінність молока доповнюється наявністю майже всього комплексу відомих і необхідних для організму людини вітамінів, вміст яких змінюється в залежності від раціону годівлі тварин; як правило, підвищено в літній період при утриманні худоби на зелених пасовищах.

1 л молока задовольняє добову потребу дорослої людини у тваринному жирі, кальції, фосфорі; на 53% - у тваринному білку; на 35%—біологічно активних незамінних жирних кислотах і у вітамінах А, С, тіаміні; на 12,6% - в. фосфоліпідах і на 26% - в енергії. Енергетична цінність молока складає 2720· 103 Дж/кг.

Наявність усіх компонентів в оптимальному сполученні і легкопереварюваній формі робить молоко винятково цінним, незамінним продуктом для дієтичного і лікувального харчування, особливо при шлунково-кишкових захворюваннях, хворобі серця і кровоносних судин, печінки, нирок, цукровому діабеті, ожирінні, гострих гастритах. Воно повинно щодня споживатися як частина збалансованої дієти для підтримки тонусу і як чинник збільшення тривалості життя.

Виняткове значення молоко має в харчуванні дітей, особливо в перший період їхнього життя. У оболонковому білку жирових кульок міститься значна кількість фосфоліпідів, аргініну і треоніну - амінокислот, що нормалізують процеси росту і розвитку організму. Молоко є основним джерелом легкозасвоюваних фосфору і кальцію для побудови кісткових тканин.

Біологічна цінність молока доповнюється тим, що воно сприяє створенню кислого середовища в кишковому тракті і придушенню розвитку гнильної мікрофлори. Тому молоко і молочні продукти також широко використовуються як лікувальний засіб при інтоксикації організму отруйними продуктами гнильної мікрофлори.

Добова норма споживання молока для дорослої людини - 0,5 л, для дитини - 1 л.

ХАРЧОВА ЦІННІСТЬ СМЕТАНИ

Серед інших кисломолочних продуктів сметанна виділяється високими харчовими перевагами. Завдяки змінам, що відбуваються з білковою частиною в процесі сквашування, сметана засвоюється організмом швидше і легше, чим вершки відповідної жирності. У ній містяться усі вітаміни, наявні в молоку, причому жиророзчинні А і Е - у декілька разів більше. Деяка молочнокисла бактерія в процесі сквашування сметани спроможні синтезувати вітаміни групи В, тому в сметані в порівнянні з молоком вищий також вміст цих вітамінів.

Сметана користується великим попитом у населення. Її використовують при виготовленні різноманітних блюд, приправ, а також для безпосереднього вжитку в їжу

ХАРЧОВА І БІОЛОГІЧНА ЦІННІСТЬ СИРІВ

Сир відомий людству дуже давно. Він є продуктом із високою енергетичною і біологічною цінністю, що містить незамінні амінокислоти і більш прості з'єднання білкового і небілкового азоту, що легше і швидше засвоюються, чим білки молока. Крім того, сири містять і комплекс жиру, масова частка котрого сильно коливається - від 5-10% до 60% у сухій речовині, і водорозчинні вітаміни, а також багато мікроелементів.

Сир має високу харчову цінність. Енергетична і харчова цінність залежить від вмісту і складу сухих речовин, а також вологи. Харчова цінність сирів полягає ще в тому, що його складові частини, особливо білки, знаходяться в легкозасвоюваній формі, що не потребує від організму великих витрат енергії на перетравлення. Вони засвоюються на 96- 98%.

РОЗРАХУНОК ПРОДУКТІВ.

Розрахунок сировини, яку треба повернути постачальникам.

Визначаємо масу знежиреного молока, яке треба повернути постачальникам, у кількості 20% від маси молока, що поступає на підприємство:

Ж_В = 23,6%

Ж_ЗН.М. = 0,05%

П = 0,4%

Маса вершків, отриманих при сепаруванні:

П₁ = 0,07%

Розрахунок для сиру "Селянського"

Масова частка білку в молоці:

Масова частка жиру нормалізованого молока:

Норма витрати сировини на виробництво 1т сиру:

Норма витрати сиру при фасуванні в пакети масою по 250 г:

P = 1006,8 кг/т.

Маса виготовленого сиру:

Маса нормалізованого молока:

Нормалізація — в потоці.

Маса незбираного молока:

Маса вершків:

Доза внесення закваски – 3%.

Маса закваски з урахуванням втрат:

Норма збирання сировини – 77%.

Маса сироватки:

Розрахунок сметани.

Річна потужність підприємства:

Рецептура на 1т :

Вершки молочного жиру 23,6% — 850 кг

Сироватка молочна — 100 кг

Закваска на знежиреному молоці — 50 кг

1000 кг

Маса вершків фактична:

Перерахунок рецептури на фактичну масу:

850 кг — 1000 кг

3945,41 кг — х кг

100 кг — 1000 кг

х кг — 4641,66 кг

50 кг — 1000 кг

х кг — 4641,66 кг

Рецептура на фактичну масу:

Вершки молочного жиру 23,6% — 4641,66 кг

Сироватка молочна — 464,17 кг

Закваска на знежиреному молоці — 232,08 кг

5337,91 кг

Маса фасованої сметани:

Де d = 5337,91 кг

Н_В = 1009,2 кг/т (наказ № 1025)

Розрахунок напою "Здоров'я" із сироватки

де М_СИР.С. — маса сироватки сиру;

М_СИР.СМ. — маса сироватки сметани.

Маса закваски:

Маса закваски з урахуванням втрат:

Маса суміші:

Маса готового продукту:

ОПИС ТЕХНОЛОГІЙ. ВИРОБНИЦТВО ПРОДУКЦІЇ ОБРАНОГО АСОРТИМЕНТУ.

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВИРОБНИЦТВА КИСЛОМОЛОЧНИХ НАПОЇВ

До кисломолочних напоїв відносяться простокваша, кефір, кумис, ацидофільні напої, кисломолочні напої із солодовим екстрактом. Крім того, виробляють кисломолочні напої зі сколотин і молочної сироватки.

Всі види кисломолочних напоїв виробляються шляхом сквашування підготовленої вихідної сировини заквасками визначених чистих культур. Отриманий згусток охолоджується, а для деяких продуктів він дозріває.

Для одержання кисломолочних напоїв використовують молоко суцільне і знежирене, вершки, згущене і сухе молоко, казеїнат натрію, сколотини й іншу молочну сировину, а також солодовий екстракт, цукор, плодово-ягідні сиропи, джеми, корицю й ін.

Існує два способи виробництва кисломолочних напоїв — резервуарний і термостатний.

Резервуарний спосіб. Технологічний процес виробництва кисломолочних напоїв резервуарним способом складається з таких технологічних операцій: підготовки сировини, нормалізації, пастеризації, гомогенізації, охолодження, заквашування, сквашування в спеціальних ємностях, охолодження згустку, дозрівання згустку (кефір, кумис), фасовки.

Для виробництва кисломолочних напоїв використовується молоко не нижче другого сорту кислотністю не вище 19 °Т, яке попередньо піддають очищенню. Знежирене молоко, сколотини, вершки, згущене і сухе молоко, казеїнат натрію і плодово-ягідні наповнювачі повинні бути доброякісними без сторонніх присмаків і запахів і пороків консистенції.

Кисломолочні напої виробляють із різноманітною масовою долею жиру: 6; 4; 3,2; 2,5 1,5; 1 %. Тому вихідне молоко відповідно нормалізується до необхідної масової частки жиру. Нормалізація молока здійснюється в потоку на сепараторах-нормалізаторах або змішанням. Нежирні продукти виробляються зі знежиреного молока.

При нормалізації сировини змішанням масу продуктів для змішання визначають по формулах матеріального балансу або по рецептурі.

Нормалізована сировина піддається тепловій обробці. У результаті пастеризації знищуються мікроорганізми в молоці і створюються умови, сприятливі для розвитку мікрофлори закваски. Найкращі умови для розвитку мікроорганізмів створюються, якщо молоко пастеризується при температурах, близьких до 100 °С. При цих умовах відбувається денатурація сироваткових білків, що беруть участь у побудові структурної сітки згустку, підвищуються гідратаційні властивості казеїну і його спроможність до утворення більш щільного згустку, що добре утримує сироватку. Тому при виробництві всіх кисломолочних напоїв, крім ряжанки і варенца, вихідна сировина пастеризується при температурі 85-87 °С із витримкою 5-10 хв. або при 90- 92 °С із витримкою 2-3 хв., ряжанки і варенца — 95-98 °С із витримкою 2-3 год. Крім того, при виробництві варенца використовується і стерилізація молока.

Теплова обробка молока звичайно пов'язується з гомогенізацією. У результаті гомогенізації при температурі 55-60 °С і тиску 17,5 МПа поліпшується консистенція кисломолочних продуктів і запобігається відділення сироватки.

Після пастеризації і гомогенізації молоко охолоджується до температури заквашування. При використанні закваски, приготовленої на термофільних бактеріях, молоко охолоджується до 50 - 55°С, мезофільних —30—35 °С і кефірної закваски — 18-25 °С.

У охолоджене до температури заквашування молоко повинна бути негайно внесена закваска, яка відповідає виду продукту. Найбільш раціонально вносити закваску в молоко в потоці. Для цього закваска через дозатор подається безперервно в молокопровід і в змішувачі змішується з молоком.

Сквашування молока проводять при температурі заквашування. У процесі сквашування відбувається розмноження мікрофлори закваски, наростає кислотність, коагулює казеїн і утвориться згусток. Закінчення сквашування визначають по утворенню достатньо щільного згустку і досягненню визначеної кислотності.

По закінченні сквашування продукт негайно охолоджується. Кисломолочні продукти, виготовлені без дозрівання, негайно направляються на охолодження.

Мал. 45. Схема технологічної лінії виробництва кисломолочних напоїв резервуарним способом:

/-ємність для сирого молока; 2 - насоси; 3 - балансировочный бачок: 4-пластинчаста пастерпзационно-охладительная установка; 5 - пульт керування; 6 - поворотний клапан;

7 - сепаратор-нормализатор; 8 - гомогенизатор; 9 - ємність для витримування молока;

10 - ємність для кисломолочних напоїв; Л - змішувач; 12 - заквасочник

Кефір, що виготовляється із дозріванням, після сквашування охолоджується до 14-16 °С і при цій температурі дозріває. Тривалість дозрівання кефіру не менше 10-12 год. Під час дозрівання активізуються дріжджі, відбувається процес спиртового бродіння, у результаті чого в продукті накопичуються спирт, вуглекислота й інші речовини, які надають цьому продукту специфічні властивості.

Технологічна лінія виробництва кисломолочних напоїв резервуарним способом подана на мал.??. Молоко з ємності для сирого молока подається в балансировочний бачок, звідки направляється в рекуперативну секцію пастеризаційно-охолоджувальної установки, де підігрівається до 55-57 °С.

Для пастеризації молока використовуються пастеризаційно-охолоджувальні установки для кисломолочних продуктів, у яких можна проводити пастеризацію з необхідною витримкою і наступним охолодженням до температури сквашування. Підігріте молоко направляється спочатку в сепаратор-нормалізатор, а потім - на гомогенізатор.

Для гомогенізації призначені гомогенізатори клапанного типу. З гомогенізатора молоко спочатку надходить у секцію пастеризації, далі через пульт керування — у ємність для витримування і повертається в рекуперативну секцію і у секцію охолодження пастеризаційно-охолоджувальної установки, де охолоджується до температури заквашування. Якщо по виході із секції пастеризації молоко не досягло заданої температури, то воно за допомогою поворотного клапану направляється в балансировочний бачок для повторної пастеризації. Охолоджене молоко надходить у ємність для виробництва кисломолочних напоїв, перемішуючись у змішувачі з закваскою.

Сквашування молока проводять у спеціальних двостінних вертикальних ємностях, обладнаних мішалками з автоматичним пристроєм.

Мішалка обладнана таким чином, щоб не збовтувати кефір і не різати його на шари і кубики, а рівномірно й одночасно перемішувати всю масу кефіру. Часткове перемішування або розрізка згустку призводить до відділення сироватки, а збовтування мішалкою — до піноутворення, що у свою чергу викликає відділення сироватки.

Автоматичний пристрій забезпечує протікання сквашування по визначеному циклі: перемішування - спокій - перемішування, а також служить для вмикання системи охолодження. Охолодження здійснюють холодною водою або росолом, що циркулює по кільцевому зазорі між внутрішньою і середньою ємностями. Середня ємність постачена теплоізоляцією, облицьованої захисним кожухом.

Для виробітки кисломолочних продуктів використовуються ємності місткістю 2000, 4000, 6000 і 10000 л.

Заквашене молоко сквашується в ємності до необхідної кислотності. Отриманий згусток охолоджується в тій же ємності, при цьому через кожні 30-40 хв. включається мішалка для розмішування згустку і більш швидкого його охолодження. Якщо потрібно дозрівання, то згусток охолоджується до температури дозрівання й залишається в ємності на дозрівання.

Охолодження продукту можна проводити в потоці. Для цього молоко заквашується в ємності, а по досягненні заданої кислотності продукт подається на пластинчастий охолоджувач, де охолоджується в потоці до необхідної температури і надходить у проміжну ємність, звідки направляється на фасовку.

Кисломолочні напої фасуються в термозварювальні пакети або в скляну тару на автоматах для фасовки рідких молочних продуктів.

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВИРОБНИЦТВА СМЕТАНИ

Сметану одержують із нормалізованих пастеризованих вершків шляхом сквашування їх закваскою, виготовленою на чистих культурах молочнокислих бактерій, і дозрівання при низьких температурах.

У залежності від мікрофлори закваски і масової частки жиру сметану випускають таких видів (табл. 1).

Таблиця 1