Отраслевая сеть инноваций в АПК

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ​

Актуализация информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям: «Производство напитков, молока и молочных продуктов»

Титульный лист и исполнители

РЕФЕРАТ

Отчёт 82 страницы, 28 рисунков, 16 таблиц, 24 источника, 4 приложения.

СПРАВОЧНИК, НАИЛУЧШИЕ ДОСТУПНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ, МОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ, ПРОИЗВОДСТВО, ТЕХНОЛОГИЯ

Объектом исследования является справочник по наилучшим доступным технологиям при производстве напитков, молока и молочных продуктов.

Целью работы (этап 2020 г.) является актуализация разделов справочника, связанных с применяемыми при производстве молочных продуктов технологическими процессами, сведениями о затратах электрической энергии, пара и холода при производстве ряда цельномолочных продуктов на ряде крупных и средних предприятий Российской Федерации.

Затраты на производство молочных продуктов определялись на основе анкетирования предприятий. Результатом работы стали актуализированные данные по технологическим процессам молочного производства, его сырьевой и энергозатратности.

Результаты работы будут учтены в новой редакции справочника по наилучшим доступным технологиям (НДТ) в области переработки молока.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

В настоящем отчете о НИР применяют следующие термины и сокращения с соответствующими определениями:

НДТ – Наилучшая доступная технология

ЦМП – цельномолочная продукция

М.Д. – массовая доля жира

УВТ-обработка – ультравысокотемпературная обработка

КМАФАнМ – количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов

КОЕ (колониеобразующие единицы) – показатель, характеризующий микробиологическую «чистоту» или, напротив, степень бактериальной загрязненности

ПВЖС – преобразование высокожирных сливок

ВЖС – высокожирные сливки

ВЖЭ – высококонцентрированная жировая эмульсия

ЗМЖ – заменитель молочного жира

ВВЕДЕНИЕ

Наилучшая доступная технология (НДТ) – это технология производства продуктов, определяемая на основе современных достижений науки и техники и наилучшего сочетания критериев достижения охраны окружающей среды при условии наличия технической возможности ее применения.

Термин «наилучшие доступные технологии» (Best Available Techniques, BAT) появился в странах ЕС с принятием Директивы Совета Европы 96/61/EC о комплексном контроле и предотвращении загрязнений (IPPC). В соответствии с Директивой, НДТ – самые эффективные на сегодняшний день производственные процессы и методы, позволяющие предотвратить или уменьшить негативное влияние человека на окружающую среду до допустимого уровня. Опыт европейских и других зарубежных стран показывает, что применение НДТ позволяет перейти на более экологически и экономически эффективные методы технического регулирования и нормирования загрязнения окружающей среды.

Первое российское издание информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям в области производства молочных продуктов, подготовленное по распоряжению Правительства РФ № 2178-р от 31 ноября 2014 г., было утверждено приказом Росстандарта 29 ноября 2017 г. № 2668 и введено в действие с 1 июня 2018 года. Разработкой справочника занималась техническая рабочая группа (ТРГ 45), созданная приказом Росстандарта от 16 августа 2016 г. № 1093. В ее состав входили представители вузов, молокоперерабатывающих предприятий, научных и экспертных организаций, отраслевых союзов.

30 апреля 2019 г. распоряжением Правительства РФ № 866-р был утвержден поэтапный график актуализации информационно-технических справочников по НДТ. Согласно ему, утверждение второго издания справочника НДТ «Производство напитков, молока и молочной продукции» намечено на 2023 год, то есть через пять лет после введения в действие первого издания (Аналогичный европейский справочник «Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Food, Drink and Milk Industries» переиздается не позже, чем через восемь лет). Поэтому федеральный орган исполнительной власти, ответственный за создание документа – Министерство сельского хозяйства РФ, с 2020 г. в рамках государственного задания подведомственным учреждениям (ФГБОУ Вологодская ГМХА) приступило к актуализации справочника по наилучшим доступным технологиям «Производство напитков, молока и молочной продукции».

Задачами этапа 2020 года являлся сбор и анализ технологий, применяемых при производстве молочных продуктов и исследование их энергозатратности.

Раздел 1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В НАСТОЯЩЕЕ ВРЕМЯ В МОЛОЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Исходя из открытых информационных источников и сведений от предприятий, а также принимая во внимание, что к «доступной» относится экономически целесообразная и неуникальная технология, достигнувшая уровня, позволяющего обеспечить ее внедрение в молочной промышленности с учетом экономической и технической обоснованности, и реализованная хотя бы на двух предприятиях отрасли, а к «наилучшей» – технология, в максимальной мере обеспечивающая охрану окружающей среды и сбережение ресурсов (сырья, воды, энергии) [1], нами проводилось изучение используемых технологий молочных продуктов.

Анализ применяемых на предприятиях молочной отрасли технологий показал целесообразность включения ряда новых технологий в раздел справочника [2, 3], связанные с описанием технологических процессов, используемых в настоящее время при производстве молочных продуктов.

Так, подраздел «Производство питьевого молока и сливок, молочных напитков» предлагается дополнить технологиями безлактозного (низколактозного) пастеризованного молока, молочных напитков (коктейлей). В подраздел «Производство жидких кисломолочных продуктов и напитков» предусматривается включить сквашенные продукты и напитки, вырабатываемые по технологии соответствующих кисломолочных продуктов с термической обработкой после сквашивания или с использованием заменителя молочного жира. Подразделы «Производство сметаны» и «Производство творога» рекомендуется дополнить сметанными и творожными продуктами, вырабатываемыми по технологии сметаны или творога или из сметаны и творога с термической обработкой после сквашивания, с добавлением или без добавления немолочных компонентов, или с использованием заменителя молочного жира.

В подразделе «Производство мороженого на молочной основе» предлагается уточнить ассортимент закаленного мороженого (мороженое может вырабатываться без пищевкусовых продуктов и ароматизаторов, с пищевкусовыми продуктами, с ароматом, с пищевкусовыми продуктами и ароматом, с оформлением поверхности декоративными пищевыми продуктами, глазированным, в том числе, эскимо, глазированным декорированным, в вафельных изделиях, в печенье) и требования к проведению основных технологических операций при его производстве.

В подраздел «Переработка молочной сыворотки» целесообразно внести изменения, связанные с уточнением ассортимента и технологий продуктов из сыворотки (напитков тонизирующего действия с применением отваров и настоев трав или сборов, желе, муссов, десертов с использованием различных наполнителей (фруктовых, овощных и др.).

Ассортимент и технологии молочных продуктов предлагается дополнить обогащенными продуктами, при производстве которых используются функциональные ингредиенты (витамины, макро- и микроэлементы, пробиотики, пребиотики или их комплексы).

Некоторые технологии из раздела «Перспективные технологии», например, такие как производство творога с использованием ультрафильтрации, производство напитков и других цельномолочных продуктов из молочной сыворотки, производство цельномолочных продуктов с использованием комплексной переработки молочной сыворотки, технология подготовки молока для выработки сыра, технология кисло-сливочного масла пониженной жирности, масляных паст, технология напитков на основе пахты и ряд других, целесообразно, на наш взгляд, отнести к НДТ, поскольку они применяются более чем на двух предприятиях.

Это потребует внести коррективы во второй раздел справочника, содержащий описание применяемых при производстве молока и молочных продуктов технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, а также в разделы, касающиеся выделения НДТ, экономических аспектов реализации НДТ, перечня и характеристик перспективных технологий для молочной промышленности РФ. Ниже приводится актуализированный вариант раздела 2 справочника НДТ 2023 г.

1.1. Общие технологические операции

Процесс производства молочных продуктов состоит из отдельных технологических операций, которые можно разбить на две группы: общие и частные. Общие технологические операции включаются в производственный процесс практически всех молочных продуктов, частные – в производства одной или нескольких однотипных групп.

Приемка молока и других видов сырья

Приемка молока на молокоперерабатывающих предприятиях производится в соответствии с показателями регламентирующих документов [ГОСТ Р 52054-2003, ГОСТ 31449-2013, ТР ТС 021/2011, ТР ТС 033/2013].

Таблица 1.1 – Показатели идентификации сырого коровьего молока

Наименование показателя Параметры
Массовая доля жира, % не менее 2,8
Массовая доля белка, % не менее 2,8
Массовая доля сухих обезжиренных веществ молока, % не менее 8,2
Консистенция Однородная жидкость без осадка и хлопьев. Замораживание не допускается
Вкус и запах Вкус и запах чистые, без посторонних

привкусов и запахов, не свойственных

свежему молоку

Цвет От белого до светло-кремового
Кислотность, °T 16-21
Плотность (кг/м3), не менее 1027 (при температуре 20 °C)
Температура замерзания, °C (используется

при подозрении на фальсификацию), не выше

Минус 0,505
КМАФАнМ , КОЕ /см3 (г), не более 5 · 105
Объем молока, см3, в котором не допускаются патогенные, в том числе сальмонеллы 25
Содержание соматических клеток в 1 см3,

не более

7,5 · 105

Таблица 1.2 – Допустимые содержания антибиотиков в сыром коровьем молоке

Антибиотик Допустимые уровни, мг/кг (л), не более
Левомицетин (хлорамфеникол) Не допускается (менее 0,0003)
Тетрациклиновая группа Не допускается (менее 0,01)
Стрептомицин Не допускается (менее 0,2)
Пенициллин Не допускается (менее 0,004)

Таблица 1.3 – Допустимые уровни содержания потенциально опасных веществ в сыром коровьем молоке

Показатели Допустимые уровни
Cвинец Не более 0,1 мг/кг
Мышьяк Не более 0,05 мг/кг
Кадмий Не более 0,03 мг/кг
Ртуть Не более 0,005 мг/кг
Пестициды:
ГХЦГ (α, β, γ- изомеры) Не более 0,05 мг/кг
ДДТ и его метаболиты Не более 0,05 мг/кг
Радионуклиды:
Цезий-137 100 Бк/л
Стронций-90 25 Бк/л
Меламин Не допускается (менее 1,0 мг/кг)
Диоксин 0,000003 (в пересчете на жир)

При выработке отдельных видов продукции к сырому молоку предъявляются дополнительные требования.

Так, для сырого молока, направляемого на производство сыра, устанавливаются дополнительные требования по массовой доле жира (не менее 3,2 %), кислотности (не более 19 °Т), сычужно-бродильной пробе (1 и 2 класс), количеству спор мезофильных анаэробных лактатсбраживающих микроорганизмов (в дм3 – не более чем 13 000 и 2500 (для сыров с низкой температурой и высокой температурой второго нагревания, соответственно)).

Сырое молоко для выработки молочных консервов и стерилизованного (ультрапастеризованного) молока контролируется по алкогольной пробе (должно быть термоустойчивым), его кислотность не должна превышать 18 ° Т. Кроме того, программы производственного контроля при выработке молочных консервов включают определение дрожжей, плесневых грибов и споровых анаэробных лактатсбраживающих бактерий.

При производстве сливочного масла особые требования предъявляются к сырому молоку на выработку Вологодского масла и сливочного масла для детского питания.

При использовании пищевых добавок и технологических вспомогательных средств в составе молочных продуктов они должны соответствовать требованиям ТР ТС 029/2012 «Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств».

Охлаждение и резервирование молока.

Целью охлаждения сырого молока является продление срока хранения без изменения его качества.

Рекомендуемая технологическими инструкциями по производству молочных продуктов температура охлаждения молока составляет (4+2) °С.

Резервирование сырого молока до начала промышленной переработки при температуре (4+2) ° С допускается не более 36 ч (включая время перевозки).

Очистка молока

Очистка молока проводится на молочных заводах с использованием сепараторов. Центробежная (сепараторная) очистка позволяет выделить из молока посторонние механические частицы и микроорганизмы.

Нормализация

Нормализация проводится, в основном, по массовой доле жира и массовой доле белка. Нормализацию молока по жиру выполняют смешением (периодический способ – к исходному цельному молоку добавляют обезжиренное молоко или сливки) или в потоке (непрерывный способ – от исходного молока отбирают часть сливок или обезжиренного молока).

Гомогенизация

Гомогенизация включается в схему производства практически всех молочных продуктов (за исключением нежирных и сливочного масла; при выработке пастеризованного молока с массовой долей жира 3,5 % и более, топленого молока, сухого цельного молока, сгущенного стерилизованного молока гомогенизация обязательна).

Цель гомогенизации – дробление жировых шариков в молоке и формирование стабильной эмульсии повышенной вязкости, стойкой к выделению свободного жира.

Гомогенизация проводится, как правило, в двухступенчатом режиме при давлении от 3 до 25 МПа и температуре от 33 °С до 90 °С. При производстве молокосодержащих продуктов давление гомогенизации рекомендуется устанавливать на 3-5 МПа больше, чем аналогичных молочных продуктов.

Пастеризация

Пастеризация предназначена для: полного уничтожения патогенной микрофлоры; снижения до минимально возможной величины общего содержания микроорганизмов в молоке; инактивации ферментов и антибактериальных веществ; придания молоку определенных технологических свойств (в т.ч. особенностей вкуса и цвета).

Пастеризация осуществляется при температурах от 65 до 95 ° С без выдержки или с выдержкой до 30 мин. Выбор режима пастеризации зависит от вида вырабатываемого продукта и применяемого оборудования

Фасование, упаковывание, маркировка

Фасование и упаковывание – заключительные технологические процессы переработки молока. Основной их задачей являются сохранение качества, обеспечение санитарной безопасности и современного товарного вида готовых молочных продуктов, упакованных в удобную для потребителя, а также хранения и транспортирования упаковку.

Все молочные продукты по своим физико-механическим свойствам можно разделить на три основные группы: жидкие (питьевое молоко и сливки, кисломолочные продукты, напитки и др.), вязкие и вязкопластичные (кисломолочные продукты, творог и творожные изделия, сгущенные продукты и др.) и сыпучие (сухие молочные продукты). Техническая реализация процессов розлива, фасования и упаковывания определяется физико-механическими свойствами продукта, а также видом используемой упаковки.

При проведении этих процессов продукт последовательно дозируют и упаковывают. На розлив, фасование и упаковывание поступают технологически обработанные и доведенные до готовности к употреблению охлажденные молочные продукты и подготовленная упаковка (при выработке кисломолочных продуктов термостатным способом розлив осуществляется перед направлением их в термостатную камеру).

Жидкие молочные продукты дозируют в обычных и асептических условиях. Последнее происходит в замкнутой, предварительно стерилизованной системе: продукт в стерильных условиях разливается в пакеты, которые формуются и стерилизуются внутри машины.

Упаковывание молочных продуктов заключается в последовательном выполнении операций по обработке упаковки и упаковочного материала до и после дозирования в них продукта.

Молочные продукты упаковывают в два вида упаковки: потребительскую и транспортную. Упаковка может быть изготовлена непосредственно перед дозированием продукта (формирование бумажных пакетов, штампование полимерных коробочек, стаканчиков и др.) или быть готовой (стеклянные бутылки и банки, металлические банки, полимерные стаканчики и др.).

Для изготовления упаковки применяют полимерные материалы, стекло, металл, фольгу, пергамент, бумагу, картон и др. В упаковку из полимерных материалов фасуют практически все виды молочных продуктов, в стеклянные бутылки и банки – жидкие молочные продукты, в металлические банки – вязкие, вязкопластичные и преимущественно сгущенные молочные консервы. В пергамент, фольгу, бумагу упаковывают творог, творожные изделия и масло.

Потребительская и транспортная упаковка для молочных продуктов должны соответствовать требованиям ТР ТС 005/ 2011 «О безопасности упаковки»», а также требованиям действующих нормативных и технических документов.

Маркировка молочной продукции должна соответствовать требованиям ТР ТС 022/201 «Пищевая продукция в части ее маркировки» с дополнениями ТР ТС 033/2013 « О безопасности молока и молочной продукции».

Хранение

Молочные продукты подвержены воздействию различных бактерий. В связи с этим многие из них имеют небольшой срок хранения. Качество продукции напрямую зависит от тщательного соблюдения условий хранения.

Хранение производится в холодильной камере, где поддерживается определенный (для каждого продукта) температурный режим, а также влажность и уровень освещения.

1.2. Производство цельномолочной продукции

1.2.1. Производство питьевого молока и сливок, молочных напитков

Ассортимент питьевого молока и сливок, молочных напитков представлен следующими основными группами продуктов: пастеризованное и топленое молоко и пастеризованные сливки, стерилизованные (ультрапастеризованные,) молоко и сливки, безлактозное (низколактозное) пастеризованное молоко, молочные напитки.

Производство питьевых молока и сливок, молочных напитков осуществляется по технологическим схемам, представленным на рисунках 1.1-1.8 [4, 5, 6].

Приемка и подготовка сырья
Нормализация
Гомогенизация
Пастеризация (топление – для топленого молока)
Охлаждение
Розлив, упаковывание, маркировка, доохлаждение (при необходимости)

Рисунок 1.1 – Технологическая схема производства пастеризованного и топленого молока (пастеризованных сливок)

Приемка и подготовка сырья
Нормализация
Внесение солей-стабилизаторов

(при необходимости)

Предварительная тепловая обработка
Гомогенизация
Розлив, укупоривание
Стерилизация
Охлаждение

Рисунок 1.2 – Технологическая схема производства стерилизованного молока (сливок)

Приемка и подготовка сырья

(очистка, охлаждение, нормализация, пастеризация)

Внесение солей-стабилизаторов

(при необходимости)

Предварительная тепловая обработка, центробежная очистка
Деаэрация
Гомогенизация
Ультрапастеризация
Охлаждение
Розлив, упаковывание, маркировка

Рисунок 1.3 – Технологическая схема производства ультрапастеризованного молока

(с использованием косвенного способа нагрева)

Приемка и подготовка сырья

(очистка, охлаждение, нормализация, пастеризация)

Внесение солей-стабилизаторов
(при необходимости)
Предварительная тепловая обработка
Ультрапастеризация
Вакуумирование
Гомогенизация
Охлаждение
Розлив, упаковывание, маркировка

Рисунок 1.4 – Технологическая схема производства ультрапастеризованного молока

(с использованием пароконтактного способа путем инжекции пара в молоко)

Приемка молока
Механическая очистка молока
Охлаждение молока
Резервирование молока
Подогрев молока
Нормализация
Внесение фермента, ферментативный гидролиз молока
Гомогенизация Сливки
Пастеризация, охлаждение Гомогенизация
Розлив, упаковывание Пастеризация, охлаждение
Хранение Розлив, упаковывание
Хранение

Рисунок 1.5 – Технологическая схема безлактозного (низколактозного) молока

Приемка и подготовка сухого молочного сырья
Растворение сухого молока
Охлаждение молока
Выдержка
Нормализация (при необходимости)
Очистка центробежная
Гомогенизация
Пастеризация, охлаждение
Розлив, упаковывание, маркировка

Рисунок 1.6 – Технологическая схема производства молочного напитка на основе сухого молочного сырья

Приемка и подготовка сырья

(очистка, охлаждение, нормализация)

Внесение пищевых продуктов и пищевых добавок (сахара, ароматизаторов, красителей, стабилизаторов и др. при необходимости)
Перемешивание, регулирование рН, выдержка

(при необходимости)

Пастеризация
Гомогенизация
Охлаждение (внесение фруктово-ягодных наполнителей при необходимости)
Розлив, упаковывание, маркировка

Рисунок 1.7 – Технологическая схема производства молочных напитков

Приемка и подготовка молочного сырья, пищевых продуктов и обогащающих добавок
Нормализация молочного сырья по массовой доле жира
Внесение соли-стабилизатора
(при необходимости)
Внесение в молоко пищевых продуктов и пищевых добавок
Внесение в подготовленную смесь обогащающих добавок (подготовленных витаминных и минеральных комплексов)
Производство продукта путем

УВТ-обработки с

асептическим фасованием

Рисунок 1.8 – Технологическая схема производства молочных напитков (коктейлей)

обогащенных

Частные технологические операции

При производстве питьевого пастеризованного молока пастеризацию проводят при (76 ± 2) °С с выдержкой до 20 с (температура пастеризации может быть увеличена до 99 °С).

При получении топленого молока тепловую обработку осуществляют при температуре от 85 до 99 °С с выдержкой не менее трех часов до достижения специфических органолептических свойств. Для пастеризации сливок рекомендуются следующие режимы: 78-82 °С, 2-10 мин.; 85-89 °С, 20 с; 92-96 °С без выдержки. При выборе режима учитывают: степень бактериальной обсемененности, массовую долю жира и термоустойчивость сырья.

При производстве стерилизованного молока используются следующие схемы стерилизации:

– одноступенчатая стерилизация молока (стерилизация молока в упаковке при 110-120 °С с выдержкой 15-30 мин);

– двухступенчатая стерилизация (молоко предварительно стерилизуется в потоке при 130-150 °С в течение нескольких секунд и затем повторно стерилизуется в упаковке при 110-118 °С в течение 10-20 мин).

Ультрапастеризация – тепловая обработка молока в потоке при температуре 135-150 °С с выдержкой 2-5 с. Ультрапастеризацию молочного сырья проводят в потоке с асептическим розливом с использованием двух способов нагрева:

– прямого (пароконтактного) нагрева впрыскиванием (инжекцией) пара в молоко либо подачей молока в среду пара;

– косвенного нагрева молока через теплопередающую поверхность.

При прямом нагреве продукт и греющая среда находятся в прямом контакте. Качество продукта во многом зависит от качества вводимого пара, который должен быть сухим, насыщенным, без посторонних примесей и запахов, получен из питьевой воды.

К преимуществам прямого нагрева относят практически мгновенное нагревание всей массы продукта без теплопередающей поверхности (позволяет использовать молоко более низкой термоустойчивости по сравнению с « косвенным нагревом»), более длительное время работы оборудования без промежуточной мойки. Однако, процесс «прямого нагрева» характеризуется более высокой энергоёмкостью, низким коэффициентом рекуперации тепла 0,40-0,5, сложностью регулирования удаления конденсата на стадии охлаждения продукта в вакуум-камере.

Процесс «косвенного нагрева» менее энергоёмкий, характеризуется более высоким коэффициентом рекуперации тепла 0,75-0,85. Однако, продолжительность работы установок косвенного нагрева в большей степени зависит от качества исходного сырья.

При выработке молочных напитков могут использоваться различные виды молочного сырья (пахта, обезжиренное молоко, молочная сыворотка, сухое молоко, белковые концентраты), пищевкусовых продуктов (сахар, кофе, какао, плодово-ягодные и фруктовые соки и др.), пищевых добавок [4, 5, 6, 7].

Для обогащения питьевого молока и молочных напитков функциональными ингредиентами (витаминами, минеральными веществами и микроэлементам используются поливитаминные (730/4, Н 33053 и др.) и минеральные премиксы, йодказеин и др., пребиотики (сироп «лактусан» и др.) или их комплексы.

1.2.2. Производство жидких кисломолочных, сквашенных продуктов и напитков

Ассортимент жидких кисломолочных продуктов и напитков достаточно разнообразен и представлен следующими основными видами: айран, ацидофилин, варенец, йогурт, кефир, кумыс, простокваша, мечниковская простокваша, ряженка и др.

Разнообразие в ассортименте продуктов обусловлено:

– использованием различного вида молочного сырья (нормализованного не только по жиру);

– применением различного режима тепловой обработки молока (пастеризация, топление, стерилизация, ультрапастеризация);

– составом микрофлоры закваски (различные виды молочнокислых бактерий, дрожжи, уксуснокислые бактерии);

– использованием наполнителей (фруктовых, плодово-ягодных, белковых), пищевых добавок, функциональных ингредиентов: пробиотиков (бифидобактерии, пропионовокислые бактерии и др.), пребиотиков (сироп «лактусан» и др.), пищевых волокон, витаминов, минеральных веществ и др.

Производство жидких кисломолочных продуктов и напитков осуществляется по единой технологической схеме резервуарным или термостатным способами (см. рисунок 1.9) [4, 5, 6].

Частные технологические операции

При производстве жидких кисломолочных продуктов и напитков целесообразно применять высокие температуры пастеризации (происходит более полная денатурация сывороточных белков, что повышает влагоудерживающую способность казеина). Рекомендуются следующие режимы: температура (87 ± 2) °С с выдержкой 10-15 мин., (92 ± 2) °С с выдержкой 2-8 мин., (96 ± 2) °С с выдержкой 15-20 с.

Отличительными особенностями технологии варенца и ряженки является использование повышенных режимов тепловой обработки молока: для варенца – температура (97±2) °С с выдержкой (60±20) мин., или использование стерилизованного молока, для ряженки – (97±2) °С с выдержкой не менее 3 ч., в результате которых продукты приобретают выраженный светло-кремовый цвет, характерный вкус и аромат (происходит образование меланоидинов, карбонильных и других промежуточных соединений реакции Майара, высвобождение SH-групп и др.).

Приемка и подготовка сырья
Нормализация

(кроме продуктов из цельного молока)

Очистка
Гомогенизация
Тепловая обработка
Охлаждение до температуры заквашивания
Термостатный способ Заквашивание Резервуарный способ
Розлив, упаковывание, маркировка Сквашивание
Сквашивание Охлаждение

(созревание – при необходимости)

Охлаждение

(созревание – при необходимости)

Розлив, упаковывание, маркировка,

доохлаждение

Рисунок 1.9 – Технологическая схема производства жидких кисломолочных продуктов

и напитков

Режимы сквашивания выбирают в зависимости от состава используемой закваски. Сквашивание осуществляют, как правило, при температуре, оптимальной для развития заквасочной микрофлоры при использовании моновидовых заквасок или многовидовых, в состав которых входят микроорганизмы, имеющие одинаковый температурный оптимум.

При использовании поливидовых заквасок, содержащих микроорганизмы с различными оптимальными температурами, при выборе режима сквашивания учитывают активность развития заквасочной микрофлоры и свойства готового продукта (таблица 1.4).

Таблица 1.4 – Рекомендуемые режимы сквашивания при производстве некоторых жидких кисломолочных продуктов и напитков

Вид продукта Состав закваски Режим

сквашивания

Темпера-

тура, °С

Время,

ч.

Простокваша Термофильный молочнокислый стрептококк 38-45 3-4
Лактококки 30-35 5-7
Биопростокваша Лактококки, ацидофильная палочка,

термофильный молочнокислый стрептококк,

бифидобактерии

28-32 12-14
Мечниковская

простокваша

Термофильный молочнокислый стрептококк и

болгарская палочка

41-45 3-4
Варенец Термофильный молочнокислый стрептококк 38-42 3-4
Ряженка Термофильный молочнокислый стрептококк с

добавлением или без болгарской палочки

38-43 4-5
Биоряженка Термофильный молочнокислый стрептококк,

ацидофильная палочка, бифидобактерии

35-39 8-12
Йогурт Термофильный молочнокислый стрептококк и

болгарская палочка

40-42 3-4
Биойогурт Термофильный молочнокислый стрептококк,

болгарская палочка, ацидофильная палочка,

бифидобактерии

35-39 8-10
Напиток

«Снежок»

Термофильный молочнокислый стрептококк и

болгарская палочка

38-42 2,5-3
Ацидофильное

молоко

Ацидофильная палочка 40-44 4-5
Ацидофилин Ацидофильная палочка, лактококки и кефирная

закваска

31-35 6-8
Кефир Грибковая, производственная кефирная закваска 20-25 8-12
(лактококки, лейконостоки, лактобациллы,

дрожжи, уксуснокислые бактерии)

(созрева-

ние 14-16)

(9-13)

Для охлаждения жидких кисломолочных продуктов и напитков, вырабатываемых резервуарным способом, могут использоваться пластинчатые и трубчатые охладители.

Заключительный этап охлаждения, в процессе которого завершается формирование структуры продукта (физическое созревание) протекает после розлива и упаковывания продукта в холодильной камере при температуре (4±2) °С.

Фруктово-ягодные наполнители, используемые при производстве продуктов, могут вноситься непосредственно в резервуар с частично охлажденным (20-25) °С молочно-белковым сгустком, в потоке с помощью специального устройства или с помощью дозатора в упаковку продукта [4, 5, 6].

Сквашенные продукты и напитки вырабатываются по технологии соответствующих кисломолочных продуктов с термической обработкой после сквашивания или с использованием заменителя молочного жира.

1.2.3. Производство сметаны и сметанных продуктов

Сметана – кисломолочный продукт, получаемый путем сквашивания пастеризованных сливок чистыми культурами молочнокислых бактерий (лактококков или смеси лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков), в котором массовая доля молочного жира составляет не менее 10 процентов.

Сметану вырабатывают термостатным и резервуарным способами (большая часть сметаны производится резервуарным способом), с использованием гомогенизации сливок и/или низкотемпературной обработки сливок (физическим созреванием) перед сквашиванием.

Технологическая схема производства сметаны приведена на рисунке 1.10 [4, 5, 6].

Частные технологические операции

Основным сырьем при выработке сметаны являются сливки. Оптимальной является жирность сливок, при которой нормализацию можно осуществить только за счет внесения закваски. Выбор режима пастеризации осуществляют с учетом кислотности сливок и их термоустойчивости. Предпочтительнее использовать более жесткие режимы пастеризации: (86±2) °С с выдержкой от 2 до 10 мин или (94±2) °С с выдержкой до 20 с.

Гомогенизация сливок оказывает существенное влияние на качество сметаны. Температура и давление гомогенизации выбираются в зависимости от жирности сливок. Чем выше жирность сливок, тем ниже давление и температура гомогенизации: для сметаны 10-15- %-ной – 12-15 МПа, 17-22 %-ной – 9-12 МПа, 25-32 %-ной – 8-11 МПа, 34-40 %-ной – 7-10 МПа, температура гомогенизации – 60-70 °С или при температуре пастеризации. Рекомендуется использовать двухступенчатую гомогенизацию (для сливок с массовой долей жира 20-30 %). Допускается проведение гомогенизации перед пастеризацией.

При производстве сметаны используют закваски (бакконцентраты, культуры прямого внесения), состоящие из лактококков, лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков. Температура сквашивания в зависимости от вида закваски составляет 28-38 °С. Длительность процесса сквашивания – 10-12 ч.

При резервуарном способе производства по окончании сквашивания сливки перемешивают до получения однородной консистенции и направляют на фасование. При термостатном способе производства сметаны заквашенные сливки направляются на фасование, сквашивание осуществляется в термостатной камере.

Охлаждение и созревание сметаны происходит в упакованном виде в холодильной камере при температуре (4±2) °С с последующей выдержкой (длительность охлаждения и созревания упакованной сметаны не должна превышать 12 ч. – 24 ч.- в зависимости от вида упаковки) [5,6].

Приемка и подготовка сырья
Сепарирование молока и получение сливок
Нормализация сливок
Пастеризация
Гомогенизация
Охлаждение до температуры заквашивания
Термостатный способ Заквашивание Резервуарный способ
Фасование, упаковывание, маркировка Сквашивание
Сквашивание Фасование, упаковывание, маркировка
Охлаждение и созревание

сметаны

Рисунок 1.10 – Технологическая схема производства сметаны

При производстве сметаны обогащенной используются функциональные ингредиенты (витамины, макро- и микроэлементы, пробиотики, пребиотики или их комплексы).

Сметанные продукты вырабатываются по технологи сметаны или из сметаны с термической обработкой после сквашивания, с добавлением или без добавления немолочных компонентов, или с использованием заменителя молочного жира.

1.2.4. Производство творога и творожных продуктов

Творог – это белковый кисломолочный продукт, вырабатываемый путем сквашивания молока (нормализованной смеси) чистыми культурами молочнокислых бактерий (лактококков; лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков) с последующим удалением сыворотки из сгустка. Творог вырабатывается различными способами, отличающимися уровнем механизации и автоматизации технологического процесса, трудоемкостью и расходом сырья.

Способы производства творога подразделяют в зависимости от:

– метода коагуляции белков молока (кислотный, кислотно-сычужный);

– метода регулирования массовой доли жира в готовом твороге (традиционный – выработка творога из нормализованной по жиру смеси и раздельный – за счет внесения необходимого количества жира в виде сливок в обезжиренный творог);

– метода обезвоживания сгустка (самопрессованием, прессованием, сепарированием, ультрафильтрацией);

– аппаратурного оформления технологического процесса (с использованием творожных ванн, творогоизготовителей (коагуляторов), поточно-механизированных линий).

Несмотря на большое разнообразие способов производства творога, в любой технологической схеме можно выделить два основных этапа: первый – подготовка молока к сквашиванию и получение сгустка, второй – обработка сгустка с целью выделения избыточного количества сыворотки и получения стандартного по массовой доле влаги творога [4, 5, 6]. Общая технологическая схема производства творога приведена на рисунке 1.11.

Частные технологические операции

Пастеризация нормализованной смеси (обезжиренного молока) при производстве творога производится при температуре (78±2) °С с выдержкой 15-20 с. Допускается пастеризация при (83-94) °С без выдержки или с выдержкой 10-20 с (в зависимости от способа производства творога).

При обычном (длительном) способе сквашивания используют закваску, состоящую из лактококков (для улучшения вкуса и аромата в состав закваски могут дополнительно включаться лейконостоки), температура сквашивания составляет (30±2) °С. При ускоренном способе сквашивания применяют симбиотическую закваску, содержащую лактококки и термофильные молочнокислые стрептококки, температура сквашивания – (32±2) °С, допускается применение закваски термофильных молочнокислых стрептококков. Объемная доля производственной закваски – 3-5 %. Могут использоваться бакконцентраты методом прямого внесения и DVS (DVI)-культуры.

Приемка и подготовка сырья
Подогрев и сепарирование молока
Нормализация молока и составление смеси
Пастеризация
Охлаждение до температуры заквашивания
Заквашивание (при кислотно-сычужном способе – внесение CaCl2, молокосвертывающего ферментного препарата)
Сквашивание
Обработка сгустка и отделение сыворотки
Охлаждение творога, фасование, упаковывание, маркировка Сыворотка
Доохлаждение

Рисунок 1.11 – Технологическая схема производства творога

При кислотном способе в молоко (нормализованную смесь) добавляется только закваска, при кислотно-сычужном способе кроме закваски вносятся хлористый кальций и молокосвертывающий ферментный препарат. При кислотном способе при сычужновялом молоке допускается внесение хлористого кальция.

Обработка сгустка и отделение сыворотки имеют свои особенности в зависимости от используемого оборудования. Для обезвоживания сгустка используют самопрессование, прессование, обезвоживатели различного типа (барабанные, вакуумные и другие), ультрафильтрацию, сепарирование. Важное значение имеет подбор оптимальных температур и параметров подогрева сгустка.

Охлаждение творога для предотвращения дальнейшего повышения кислотности может осуществляться различными способами: в холодильной камере (совмещение самопрессования в мешочках и охлаждения), в установках для прессования и охлаждения, с использованием охладителей различного типа [4, 5, 6].

Творог применяется для производства различных творожных продуктов (сырков, масс и др.).

Творожные продукты производятся из творога с добавлением или без добавления молочных продуктов, с добавлением или без добавления немолочных компонентов, заменителя молочного жира, с последующей термической обработкой или без нее.

1.3. Производство сливочного масла и спредов

1.3.1. Производство сливочного масла

Особенностью отечественного маслоделия является использование двух принципиально различных методов производства сливочного масла:

– метода сбивания сливок в маслоизготовителях периодического и непрерывного действия (ПД и НД);

– метода преобразования высокожирных сливок (ПВЖС).

В настоящее время методом ПВЖС в Российской Федерации вырабатывают более 50 % сливочного масла, включая весь существующий ассортимент [8].

Сравнительные характеристики методов производства сливочного масла приведены в таблице 1.5.

Таблица 1.5 – Сравнительные характеристики методов производства сливочного масла

Сбиванием сливок в

маслоизготовителях

Преобразованием

высокожирных сливок

ПД НД
ПРЕИМУЩЕСТВА
Хорошая пластичность масла Отличное диспергирование плазмы (1-3 мкм)
Хорошая термоустойчивость Низкая бактериальная обсемененность (весь процесс идет при высокой температуре, при

втором сепарировании дополнительно

извлекаются загрязнения, в т.ч. соматические

клетки, микроорганизмы)

Легко регулировать

однородность

состава

Высокая механизация

и автоматизация

производственных

операций

Пониженное содержание воздуха

(0,3-0,8)x10-5 объемных процента)

Возможность

организации

производства

различной

мощности

Возможность

фасования брикетами

в процессе выработки

масла

Экономное использование производственных

Площадей. Кратковременность производственного цикла (1-1,5 ч). Сравнительно меньший расход воды и холода. Возможность выработки практически всего существующего ассортимента масла (наличие промежуточного продукта – ВЖС дает возможность составлять различные смеси, применять различные наполнители, стабилизаторы)

НЕДОСТАТКИ
Длительность производственного цикла Сравнительно частые пороки – нетермо-

устойчивость масла и повышенное вытекание

жидкого жира (6-12 %)

(сутки)
Трудность выработки масла с повышенным

содержанием плазмы и невозможность

выработки масла с вкусовыми наполнителями

Недостаточная механизация производства

(ручная мойка сепараторов для ВЖС)

Недостаточно хорошая дисперсность

плазмы в монолите масла

Отсутствие возможности фасовать масло

брикетами сразу после выработки (при

использовании цилиндрических и пластинчатого маслообразователей).

В ряде новых моделей образователей можно

масло сразу фасовать в потребительскую тару.

Недостаточная

механизация

производства

(много ручного

труда)

Сравнительно частый

порок консистенции

« рыхлость»

Отсутствие автоматизации в определении и

регулировании содержания влаги в масле

Повышенная

обсемененность

масла микрофлорой

Высокое содержание

воздуха (8-10)x10-5

объемных процента

Сравнительно

повышенный отход

жира в пахту

Неравномерность

состава и качества

масла одной партии

Повышенная энерго-

емкость технологии

1.3.1.1. Производство сливочного масла методом ПВЖС

Общая схема процесса производства сливочного масла методом ПВЖС приведена на рисунке 1.12.

Частные технологические операции

Пастеризация сливок. Сливки пастеризуют при температуре от 85 °С до 115 °С.

Температуру пастеризации сливок устанавливают с учетом их качества.

Допускается проводить пастеризацию обезжиренного молока, полученного при сепарировании молока, после охлаждения и хранения.

Сепарирование сливок. Сепарирование сливок производят с целью получения высокожирных сливок (ВЖС) в качестве промежуточного продукта при выработке масла данным методом. Температуру сепарирования устанавливают в диапазоне от 60 °С до 95 °С в соответствии с рекомендациями по эксплуатации сепараторов.

Приемка молока
Механическая очистка молока
Охлаждение молока
Резервирование молока
Подогрев молока
Очистка и сепарирование молока
Пастеризация и охлаждение обезжиренного молока Охлаждение сливок
Резервирование

обезжиренного молока

Резервирование сливок
Пастеризация сливок
Переработка обезжиренного молока на пищевые продукты
Сепарирование сливок
Охлаждение пахты Сбор и нормализация ВЖС
Переработка пахты на

пищевые продукты

Преобразование ВЖС в масло
Фасование, упаковывание, маркировка
Охлаждение масла в холодильной камере

Рисунок 1.12 – Общая схема процесса производства сливочного масла методом ПВЖС

Преобразование ВЖС в масло. Преобразование ВЖС в масло осуществляют посредством интенсивной термомеханической обработки их в маслообразователях различной конструкции с целью обращения фаз дисперсии прямого типа « масло в воде» дисперсию обратного типа « вода в масле», являющуюся основой структуры сливочного масла. В качестве хладоносителя в маслообразователях используют ледяную воду, рассол, охлаждающую жидкость.

Сливочное масло после фасования охлаждают в холодильных камерах при температуре от 0 °С до минус 5 °С. Охлаждение свежевыработанного масла проводится до температуры 10 °С в центре монолита и не более 5 °С для масла в потребительской упаковке.

1.3.1.2. Производство сливочного масла методом сбивания

Общая схема процесса производства сливочного масла методом сбивания показана на рисунке 1.13.

Частные технологические операции

Охлаждение и физическое созревание сливок. Физическое созревание – это выдерживание сливок при низкой положительной температуре, необходимое для частичного отвердевания триглицеридов молочного жира 30-35 % и обеспечения возможности образования масляного зерна при последующем их сбивании. Степень отвердевания зависит от температуры охлаждения сливок (от 4 °С до 14 °С в зависимости от времени года и вида масла) и продолжительности выдержки (от 5 до 14 ч).

Приемка молока
Механическая очистка молока
Охлаждение молока
Резервирование молока
Подогрев молока
Очистка и сепарирование

молока

Пастеризация и охлаждение обезжиренного молока Охлаждение сливок
Резервирование

обезжиренного молока

Резервирование сливок
Пастеризация сливок
Переработка обезжиренного молока на пищевые продукты
Охлаждение сливок
Физическое созревание сливок (5-6 ч)
Сбивание сливок, получение масляного зерна
Охлаждение и резервирование пахты
Переработка пахты на

пищевые продукты

Обработка масляного зерна и пласта масла
Фасование, упаковы-вание, маркировка
Охлаждение масла в холодильных камерах

Рисунок 1.13 – Общая схема процесса производства сливочного масла методом сбивания

Сбивание сливок. Сущность процесса заключается в агрегации содержащихся в сливках жировых шариков и образовании масляного зерна при интенсивном механическом воздействии. Процесс сбивания регулируют так, чтобы получить достаточно упругое масляное зерно, а пахта должна легко отделялась от зерна. Массовая доля жира в пахте не должна превышать 0,7 %.

Сбор и охлаждение пахты. Пахта – вторичное молочное сырье с высокой биологической ценностью. На предприятиях маслодельной отрасли организуется полный сбор пахты, охлаждение до температуры (4±2) °С для обеспечения ее дальнейшей переработки.

Обработка масляного зерна и пласта масла. Обработка масляного зерна заключается в спрессовывании его в монолит и пластификации последнего с удалением из него воздуха и равномерным распределением влаги в пласте масла. Нормализация масла по влаге осуществляется с помощью насоса-дозатора.

Охлаждение сливочного масла после фасования производится аналогично, как и при производстве методом ПВЖС [9].

1.3.2. Производство спредов

Спреды производят из молочного сырья и из немодифицированных и (или) модифицированных растительных масел. Спреды делятся на три подвида:

– сливочно-растительные содержат более 50 % молочного жира;

– растительно-сливочные содержат от 15 до 49 % молочного жира;

– растительно-жировые содержат менее 15% молочного жира.

Общая схема процесса производства спредов по « маслодельной» схеме (1 вариант) представлена на рисунке 1.14.

Приемка молока
Механическая очистка молока
Охлаждение молока
Резервирование молока
Подогрев молока
Очистка и сепарирование

молока

Пастеризация и охлаждение обезжиренного молока Охлаждение сливок
Резервирование обезжиренного молока Резервирование сливок
Пастеризация сливок
Переработка обезжиренного молока на пищевые продукты
Сепарирование сливок
Плавление ЗМЖ
Сбор пахты
Смешивание с пахтой, получение жировой эмульсии
Охлаждение пахты
Эмульгирование жировой эмульсии
Резервирование пахты
Пастеризация жировой эмульсии
Переработка пахты на пищевые продукты
Сепарирование жировой эмульсии
Сбор и охлаждение пахтового продукта
Переработка на молокосодержащие продукты или на корм скоту
Сбор высококонцентрированной жировой эмульсии (ВЖЭ)
Смешивание ВЖЭ и ВЖС, нормализация смеси
Преобразование смеси в спред
Фасование, упаковывание, маркировка
Охлаждение спреда в холоджиольных камерах

Рисунок 1.14 – Общая схема процесса производства спредов по маслодельной» схеме

(1 вариант)

Частные технологические операции (вариант 1).

Плавление заменителей молочного жира (ЗМЖ), составление жировой эмульсии и её эмульгирование. ЗМЖ расплавляют в специальных ваннах-плавителях при температуре (60±5) °С. Расплавленный ЗМЖ насосом подают в универсальную емкость с подогретой до

(60±5) °С пахтой для приготовление жировой эмульсии с м.д. жира 35-37 %. Полученную смесь подвергают эмульгированию с помощью эмульсоров или диспергаторов.

Пастеризация и сепарирование жировой эмульсии. Режимы пастеризации и сепарирования жировой эмульсии аналогичны режимам при пастеризации и сепарировании сливок из коровьего молока. Полученная высококонцентрированная жировая эмульсия (ВЖЭ) направляется в емкость с ВЖС.

Нормализация смеси ВЖС и ВЖЭ. Смесь ВЖС и ВЖЭ тщательно перемешивается и нормализуется для получения стандартного продукта. В качестве компонента нормализации могут использоваться пахта или обезжиренное молоко.

Преобразование высокожирной смеси (ВЖС+ВЖЭ) в спред. Преобразование высокожирной смеси в спред производят в маслообразователях посредством ее термомеханической обработки. Режим работы маслообразователя устанавливают с учетом состава сырья, вида спреда и конструкции маслообразователя.

Недостатком технологической схемы по варианту 1 является образование «пахтового» продукта – пахты с содержанием немолочных жиров. Использование его затруднено, поэтому «пахтовый» продукт, в основном, направляется на корм скоту. Общая схема процесса производства спредов по « маслодельной» схеме (2 вариант) представлена на рисунке 1.15.

Приемка молока
Механическая очистка молока
Охлаждение молока
Резервирование молока
Подогрев молока
Очистка и сепарирование молока
Пастеризация и охлаждение обезжиренного молока Охлаждение сливок
Резервирование обезжиренного молока Резервирование сливок
Пастеризация сливок
Переработка обезжиренного молока на пищевые продукты
Сепарирование сливок
Плавление немолочного жира
Сбор пахты
Смешивание с пахтой, получение высококонцентрированной жировой эмульсии (ВЖЭ)
Охлаждение пахты
Эмульгирование ВЖЭ
Резервирование пахты
Пастеризация ВЖЭ
Переработка пахты

на пищевые продукты

Смешивание ВЖЭ и ВЖС, нормализация смеси
Преобразование смеси в спред
Фасование, упаковывание, маркировка
Охлаждение спреда в холодильных камерах

Рисунок 1.15 – Общая схема процесса производства спредов по « маслодельной» схеме

(2 вариант)

Частные технологические операции (вариант 2).

Технологические операции получения ВЖС и ВЖЭ аналогичны операциям по варианту 1. При производстве спредов по данному варианту происходит увеличение энергозатрат на процессы пастеризации и эмульгирования высококонцентрированной жировой эмульсии [10].

При производстве сливочного масла и спредов возможно использование функциональных ингредиентов.

1.4. Производство сыров и сырных продуктов

Ассортимент сыров и сырных продуктов представлен твердыми (полутвердыми) сычужными, мягкими и рассольными, плавлеными сырами (сырными продуктами). При производстве сыров (сырных продуктов) наряду с коровьем молоком могут использоваться различные виды молочного сырья (козье и овечье молоко, сливки, обезжиренное молоко, пахта, сыворотка, альбумин и их смеси). Сыры (сырные продукты) могут вырабатываться с использованием различных способов коагуляции (ферментной – с помощью молокосвертывающих ферментов, кислотной или термокислотной), с посолкой или без посолки, с созреванием (зрелые) или без созревания (свежие).

Сыры и сырные продукты подразделяют в зависимости от массовой доли влаги в обезжиренном веществе (мягкие, полутвердые, твердые, сверхтвердые и сухие), от массовой доли жира в пересчете на сухое вещество (высокожирные, жирные, полужирные, низкожирные, нежирные). Жировая фаза сыра в отличие от сырных продуктов должна содержать только молочный жир.

Плавленые сыры подразделяют на ломтевые и пастообразные, подвергнутые дополнительной обработке (копченые, стерилизованные, пастеризованные, сухие).

1.4.1. Производство полутвердых (твердых) сычужных сыров

Общая схема процесса производства полутвердых (твердых) сычужных сыров представлена на рисунке 1.16.

Приемка молока
Механическая очистка молока
Охлаждение и резервирование молока
Центробежная очистка молока
Термизация и охлаждение молока
Созревание молока
Подогрев молока
Нормализация молока
Охлаждение сливок Пастеризация и охлаждение нормализованной смеси
Резервирование сливок
Подготовка и внесение

функционально необходимых ингредиентов

Переработка сливок на

пищевые продукты

Свертывание

нормализованной смеси,

обработка сгустка

Сбор и переработка

подсырной сыворотки

Формование сыра
Самопрессование

и прессование сыра

Сбор и переработка

подсырной сыворотки

Приготовление рассола Посолка сыра в рассоле

(2-3 суток)

Созревание сыра

Рисунок 1.16 – Общая схема процесса производства полутвердых (твердых)

сычужных сыров

Полутвердые сыры в зависимости от температуры второго нагревания подразделяют на сыры с низкой (Российский, Голландский, Костромской, Ярославский, Эстонский, Степной, Угличский, Латвийский и др.) и высокой температурой второго нагревания (Советский, Швейцарский, Алтайский и др.), сыры с низкой температурой второго нагревания вырабатываются с нормальным (Голландский, Костромской и др.) и повышенным уровнем (Российский, Чеддер) молочнокислого процесса.

Частные технологические операции

Подготовка молока. Этап подготовки молока предполагает проведение следующих технологических операций: созревания, нормализации, пастеризации молока, его охлаждения до температуры свертывания.

Созревание молока предназначено для улучшения его как среды для развития заквасочной микрофлоры. В процессе созревания инактивируются природные антибактериальные системы молока, гидролизуется небольшая часть белков молока с образованием доступных для микрофлоры заквасок азотистых соединений, снижается окислительно-восстановительный потенциал, частично восстанавливаются структура и состав мицелл казеина, нарушенные при хранении охлаждённого молока. Как правило, созревание проводят при температуре (10±2) °С в течение (8-16) часов с закваской или без нее. На созревание молоко может быть направлено в сыром виде или после термизации (или пастеризации). Созреванию в сыром виде подвергают молоко (после очистки) первого класса по редуктазной и сычужно-бродильной пробам без добавления или с добавлением бактериальной закваски (в количестве от 0,005 до 0,01 %). Молоко с повышенной бактериальной обсемененностью (второго класса по редуктазной пробе) направляют на созревание после термизации (пастеризации) с добавлением бактериальной закваски в количестве от 0,05 до 0,3 %.

Нормализация молока проводится с целью выработки сыра, стандартного по массовой доле жира в пересчете на сухое вещество. Массовую долю жира в нормализованной смеси устанавливают в соответствии с учетом массовой доли жира и белка в молоке и вида вырабатываемого сыра.

На этапе подготовки молока могут дополнительно проводиться такие операции, как бактофугирование и перекисно-каталазная обработка с целью очистки молока от патогенной и технически вредной микрофлоры, вакуумная обработка (дезодорирование) для удаления из молока мелкодисперсной газовой фазы и летучих соединений, обуславливающих посторонние привкусы и запахи, концентрирование молока ультрафильтрацией для увеличения выхода сыра.

Подготовка молока к свертыванию. В нормализованную, пастеризованную и охлажденную до температуры свертывания смесь вносят функционально необходимые ингредиенты: хлористый кальций, бактериальный концентрат (или закваску).

Температуру свертывания (30-34°С) устанавливают в зависимости от вида сыра и ка­чества перерабатываемого молока. Хлористый кальций добавляют в количестве 10-40 г безводной соли на 100 кг молока в виде водного раствора. Оптимальную дозу хлористого кальция устанавливают в зависимости от свойств молока и характера свёртывания молока во время предыдущих выработок сыра.

Для улучшения свёртываемости молока, технологических свойств сырного зерна, повышение степени использования сухих веществ молока при изготовлении сыра может применяться однозамещённый фосфорнокислый кальций, который добавляется из расчета 5-25 г безводной соли на 100 кг молока сразу после внесения хлористого кальция.

С целью подавления роста технически вредных микроорганизмов допускается вносить азотнокислый калий (или натрий) из расчета 10-20 г соли на 100 кг молока (в виде водного раствора). Для улучшения цвета сыра возможно добавление красителей аннато и β-каротина (особенно в зимний период, из расчета 2-50 мг на 100 кг молока).

Вид бактериального концентрата (закваски), количество и способ внесения зависят от вида сыра, качества сырого молока и конкретных условий производства.

Свертывание нормализованной смеси, обработка сгустка и сырного зерна.

В нормализованную смесь при температуре свертывания вносят раствор молокосвертывающего ферментного препарата, количество которого должно быть минимальным и обеспечивать получение сгустка в течение 25-40 мин.

Обработку полученного сгустка проводят с целью его обезвоживания и регулирования интенсивности и уровня молочнокислого процесса. Для этого последовательно осуществляют следующие операции: разрезку сгустка и постановку сырного зерна, вымешивание зерна, второе нагревание и вымешивание после него. Температура второго нагревания зависит от вида сыра: для сыров с низкой температурой второго нагревания (Голландский, Костромской, Пошехонский и др.) она составляет (38±2) °С, для сыров с высокой температурой второго нагревания (Советский, Швейцарский и др.) – (53±2) °С.

На этапе обработки сгустка и сырного зерна могут осуществляться разбавление сыворотки водой (для регулирования молочнокислого процесса) и частичная посолка сырного зерна (способствует увеличению количества связанной влаги в сырах на 2-3 %).

Формование сыра. Проводится с целью образования монолитных сырных головок с требуемой формой, размерами и массой и отделения сыворотки. Применяют три способа формования: из пласта (Костромской, Пошехонский и др.), насыпью (Российский, Угличский и др.) или наливом (Латвийский и др.).

Самопрессование – выдержка сыров в формах без нагрузки. Продолжительность самопрессования, для сыров, формуемых из пласта – (35±15) мин, для сыров, формуемых насыпью – от 1 до 6 часов.

Прессование сыров. Проводят с целью уплотнения сырной массы, удаления межзерновой сыворотки и образования замкнутого и прочного поверхностного слоя. Давление и продолжительность прессования определяются характеристикой консистенции сыра.

При обработке сгустка и сырного зерна, формовании, самопрессовании и прессовании сыров необходимо обеспечить полный сбор подсырной сыворотки, ее очистку от казеиновой пыли и жира, охлаждение и резервирование для дальнейшей переработки. Попадание сыворотки в сточные воды существенно загрязняет их, увеличивает нагрузку на очистные сооружения.

Посолка сыра является обязательной операцией при производстве полутвердых сыров. Чаще всего посолка сыра осуществляется в солильных бассейнах в рассоле с концентрацией соли (21±3) % при температуре (10±2) °С. Продолжительность посолки – 2-3 суток.

Созревание полутвердых сыров с низкой температурой второго нагревания осуществляется при температуре (12±2) °С и относительной влажности воздуха (80±10) %.

Для сыров с высокой температурой второго нагревания (Советский и др.) созревание проходит в 3 стадии: на первой стадии сыр созревает при температуре (12±2) °С и относительной влажности воздуха от 85 % до 90 % в течение (20±10) суток, на второй стадии – при температуре от 20 ° С до 25 °С и относительной влажности воздуха от 90 до 95 % в течение (30±10) суток, на третьей стадии – при температуре (12±2) °С и относительной влажности воздуха от 80 % до 90 % до окончания процесса созревания. Продолжительность созревания Швейцарского сыра составляет 180 суток. Для сыров, созревающих с участием микрофлоры сырной слизи, устанавливают температуру (10±2) ° С, относительную влажность воздуха от 85 % до 95 %, периодически перетирая поверхность сыра для лучшего развития сырной слизи.

На современных сыродельных предприятиях широко внедрено созревание сыров в полимерных пленках, при этом значительно снижаются затраты труда и сокращаются потери продукта [11].

1.4.2. Производство мягких сыров

Мягкие сыры имеют нежную, мягкую консистенцию и повышенное содержание влаги в период созревания и в готовом продукте (50-65 %).

Технологический процесс производства мягких сыров направлен таким образом, чтобы получить сыры нежной, мягкой консистенции и специфического вкуса – от приятного кисломолочного до выраженного сырного со слегка аммиачным или грибным привкусом.

Особенностями технологии мягких сыров (по сравнению с полутвердыми сырами) являются: более продолжительное свертывание молока, постановка крупного сырного зерна, отсутствие второго нагревания и принудительного прессования.

В зависимости от особенностей производства и технологических параметров мягкие сыры можно разделить на несколько самостоятельных групп, различающихся типом свертывания молока (сычужное, сычужно-кислотное и кислотное), применяемыми бактериальными препаратами, условиями созревания, температурно-временными режимами выработки и некоторыми другими факторами (табл. 1.6.).

Таблица 1.6 – Виды мягких сыров

Способ свёртывания молока Вид сыра и состав микрофлоры, используемый при их производстве
Сычужное свёртывание Сыры без созревания, вырабатываемые при участии молочнокислых бактерий: Нарочь, Геленджикский, Моале, Останкинский, Любительский
Сыры, вырабатываемые и созревающие при участии молочнокислых бактерий и поверхностной белой плесени: Русский Камамбер, Белый десертный
Сыры, вырабатываемые и созревающие при участии молочнокислых бактерий, поверхностной белой плесени и микрофлоры сырной слизи: Любительский зрелый, Смоленский
Сыры, вырабатываемые и созревающие при участии молочнокислых бактерий и поверхностной микрофлоры сырной слизи: Дорогобужский, Нямунас, Калининский
Сыры, вырабатываемые и созревающие при участии молочнокислых бактерий и голубой плесени, развивающейся в тесте сыра: Рокфор
Сычужно-кислотное свёртывание Сыры (свежие) без созревания, вырабатываемые при участии молочнокислых бактерий: Сливочные, Домашний, Черкасский, Белорусский, Клинковый
Кислотное свёртывание

(кисломолочные сыры)

Сыры без созревания, вырабатываемые при участии молочнокислых бактерий: Адыгейский, Белорусский, Клинковый

Общая схема процесса производства мягких сыров приведена на рисунке 1.17.

Частные технологические операции

Термизация и охлаждение молока. Созревание молока. После сортировки сырое молоко направляют на термизацию при температуре (65±2) °С с выдержкой 20-25 с, охлаждают до (10±2) °С и направляют на созревание – выдержку при температуре (10±2) °С в течение (12±2) ч. В термизированное молоко вносят бактериальную закваску в количестве 0,05-0,4 %. Допускается проводить созревание молока без предварительной термизации.

Приемка молока
Механическая очистка молока
Охлаждение и резервирование молока
Центробежная очистка молока
Термизация и охлаждение молока
Созревание молока
Подогрев молока
Нормализация

молока

Охлаждение

сливок

Пастеризация и охлаждение нормализованной смеси
Резервирование сливок
Подготовка и внесение

функционально необходимых ингредиентов

Переработка сливок

на пищевые

продукты

Свертывание

нормализованной смеси,

обработка сгустка

Сбор и переработка

подсырной сыворотки

Формование сыра
Самопрессование сыра
Сбор и переработка

подсырной сыворотки

Приготовление рассола Посолка сыра в рассоле
Созревание сыра

Рисунок 1.17 – Общая схема процесса производства мягких сыров

Пастеризация и охлаждение нормализованной смеси. Пастеризацию нормализованной смеси при производстве мягких сыров проводят при температуре от 74 °С до 86 °С с выдержкой 20-25 с, затем охлаждают до температуры свертывания. Температуру свертывания устанавливают в пределах от 26 °С до 34 °С в зависимости от вида сыра и технологических свойств молока.

Подготовка и внесение функционально необходимых ингредиентов. В подготовленную смесь вносят функционально необходимые ингредиенты: хлористый кальций, бактериальную закваску или концентрат, ферментный препарат. При выработке некоторых видов сыров в нормализованную смесь вносят чистые культуры плесневых грибов.

Свертывание нормализованной смеси, обработка сгустка. Продолжительность свертывания нормализованной смеси составляет от 35 до 90 мин.

Формование сыра. Применяют, в основном, два способа формования: насыпью или наливом.

Самопрессование сыра. Продолжительность самопрессования зависит от вида сыра и составляет от 2 до 15 ч.

Посолка сыра. Посолка сыра может осуществляться в солильных бассейнах в рассоле с концентрацией соли (21±3) % при температуре (10±2) °С. Продолжительность посолки – от 20 мин до 3 ч. Может применяться частичная или полная посолка в зерне.

Созревание сыра. Созревание мягких сыров с низкой температурой второго нагревания осуществляется при температуре (11±2) °С и относительной влажности воздуха (80±5) % от 3 до 7 суток. Отдельные сыры вырабатываются без созревания.

Особенности производства мягких сыров с использованием ультрафильтрации.

Отличительной особенностью производства мягких сыров является использование установок для ультрафильтрации. В процессе ультрафильтрации ферментированная смесь концентрируется до массовой доли сухих веществ 20-23 %. Уровень содержания белка, жира и прочих компонентов регулируется в автоматическом режиме в соответствии с требованиями технологии производимого продукта [12].

1.4.3. Производство плавленых сыров

Общая схема производства плавленых сыров приведена на рисунке 1.18.

Подбор сырья для плавления
Предварительная обработка сырья
Подбор и приготовление раствора

солей-плавителей

Составление смеси
Плавление и гомогенизация смеси
Фасование, упаковывание, маркировка
Охлаждение плавленого сыра

Рисунок 1.18 – Общая схема производства плавленых сыров

Частные технологические операции

Подбор сырья для плавления. Подбор сыров для плавления ведут с учетом степени зрелости, активной кислотности и органолептических показателей. При использовании незрелых и нежирных сыров их измельчают и выдерживают с солями-плавителями.

Предварительная обработка сырья. С сыров снимают парафин или пленку, удаляют поврежденные участки с головок сыра, моют при необходимости и разрезают на куски массой до 1 кг или измельчают на волчке. Творог зачищают с поверхности. Масло освобождают от упаковки, проводят зачистку поверхности масла от штаффа, разрезают на куски. Сухие компоненты просеивают.

Подбор и приготовление раствора солей-плавителей. Подбор солей-плавителей проводят применительно к видовой группе вырабатываемого сыра и исходному сырью (вид, степень зрелости сыра, активная кислотность и др.). Как правило, соли-плавители вносят в виде растворов с массовой долей сухих веществ 20-25 %.

Составление, плавление и гомогенизация смеси. Подготовленное сырье загружают согласно рецептуре в специальные аппараты с паровой рубашкой и мешалкой. Температура плавления выбирается в зависимости от состава, свойств сырья, вида сыра и колеблется от 85 °С до 90 °С, продолжительность процесса плавления 3-10 мин. В целях улучшения эмульгирования жира плавленый сыр может быть подвергнут гомогенизации (например, при производстве высокожирных пастообразных сыров). Расплавленную сырную массу непосредственно после плавления направляют на гомогенизатор, давление гомогенизации 10-15 Мпа [13].

1.4.4. Производство сырных продуктов

Сырные продукты относятся к молокосодержащим продуктам, производимым в соответствии с технологией сыра, в которых допускается замещение молочного жира в количестве не более 50% от жировой фазы исключительно заменителем молочного жира (ЗМЖ). Схема производства полутвердых сырных продуктов приведена на рисунке 1.19.

Частные технологические операции

Эмульгирование молочно-растительной смеси. Оптимальные параметры эмульгирования, обеспечивающие высокую стабильность получаемой эмульсии: массовая доля ЗМЖ в смеси с обезжиренным молоком – 30 %, температура эмульгирования 50-55 °С, продолжительность эмульгирования 5-10 мин. Допускается внесение эмульгаторов и стабилизаторов.

Приемка молока
Механическая очистка молока
Охлаждение и резервирование молока
Центробежная очистка молока
Плавление ЗМЖ Термизация и охлаждение молока
Составление смеси ЗМЖ и обезжиренного молока
Эмульгирование растительно-молочной смеси
Созревание молока
Нормализация молока
Пастеризация и охлаждение нормализованной растительно-молочной смеси
Подготовка и внесение

функционально необходимых ингредиентов

Свертывание смеси,

обработка сгустка

Сбор и переработка

подсырной сыворотки

Формование сырного продукта
Самопрессование

и прессование сырного продукта

Сбор и переработка

подсырной сыворотки

Приготовление рассола Посолка сырного продукта в рассоле

(2-3 суток)

Созревание сырного продукта

Рисунок 1.19 – Общая схема производства полутвердых сырных продуктов

1.5. Производство консервов и сухих молочных продуктов

Ассортимент молочных консервов насчитывает десятки видов сгущенных и сухих продуктов: сгущенные молочные консервы с сахаром; сгущенные молочные консервы с сахаром и вкусовыми компонентами – кофе, какао, цикорием; молоко сгущенное стерилизованное цельное и обезжиренное; молоко сухое (в том числе сухое цельное молоко, сухое обезжиренное молоко, частично обезжиренное сухое молоко), сухие сливки; сухая сыворотка и сухая деминерализованная сыворотка. В последние годы ассортимент традиционных молочных консервов пополнился молокосодержащими, восстановленными и рекомбинированными продуктами.

Для повышения качества и хранимоспособности молочных консервов в последние годы наметилась тенденция на внедрение непрерывно поточных методов производства с использованием пленочных вакуум-выпарных аппаратов и переходом на многостадийную сушку с установкой нового сушильного оборудования или модернизацией уже имеющихся на предприятиях сушилок.

Известен также опыт применения мембранных методов – микрофильтрации и обратного осмоса, чаще в продуктах из обезжиренного молока, чем из цельного.

1.5.1. Производство сухих молочных продуктов

На рисунке 1.20. показана общая схема производственного процесса с использованием пленочного вакуум-выпарного аппарата и многостадийной сушки.

Приемка молока
Очистка молока
Подогрев молока Охлаждение молока
Сепарирование
Охлаждение сливок Пастеризация и охлаждение обезжиренного молока
Резервиро-вание сливок Резервирование обезжиренного молока
Нормализация молока
Пастеризация и сгущение
Фильтрация
Гомогенизация
Кратковременное резервирование сгущенного молока
Сушка и охлаждение сухого молока
Просеивание сухого молока
Резервирование сухого молока
Фасование, упаковывание,

маркировка

Рисунок 1.20 – Общая схема описания процесса производства сухих молочных продуктов

Частные технологические операции

Основные технологические операции при выработке консервов и сухих молочных продуктов – сгущение и сушка. При сгущении свободная влага удаляется в виде пара в циркуляционных объемных двухкорпусных или пленочных трех-четырех корпусных вакуум-выпарных аппаратах различной конструкции. Температура сгущения от 75 °С в первом корпусе, до 46 °С – в последнем. Рекомендуется сгущение молочной смеси до концентрации сухих веществ (46±6) %.

Использование пленочных вакуум-выпарных аппарата является менее затратным по расходу пара (в пленочных вакуум-аппаратах – от 0,25-0,3 кг, в циркуляционных – от 0,44 до 0, 46 кг на кг испаренной влаги), а также по продолжительности теплового воздействия на сгущаемый продукт (в пленочных вакуум-выпарных аппаратах при поточном сгущении от 3 до 15 мин, в циркуляционных от 1 ч и более).

Подогрев сгущенного молока перед сушкой до 55-60 °С интенсифицирует процесс сушки за счет сокращения первой ее стадии – прогрева высушиваемого материала. Повышение температуры концентрата на каждые 5 ° С увеличивает производительность сушилки на 1 %.

Применяются вальцовые (при малых объемах производства) и одно, двух или трехстадийные распылительные сушилки. С увеличением стадий сушки энергоэффективность возрастает, а получаемый продукт отличается повышенной растворимостью и пониженной гигроскопичностью.

Сухой молочный продукт фасуют в потребительскую и транспортную упаковку. Основной вид транспортной упаковки – бумажные непропитанные 2-6-слойные мешки с полиэтиленовым вкладышем массой 25-30 кг.

Потребительская упаковка:

– термоформованные пакеты из полимерных материалов;

– клееные пачки с внутренним герметично заделанным пакетом из алюминиевой фольги или целлофана [14].

1.5.2. Производство сгущенных молочных консервов с сахаром

Сгущенное цельное молоко с сахаром является наиболее востребованным у потребителя в этой группе продуктов в Российской Федерации [15].

На рисунках 1.21-1.22 показаны схемы производства.

Приемка молока
Очистка молока
Подогрев

молока

Охлаждение молока
Сепариро-вание
Охлаждение сливок Пастеризация и охлаждение обезжиренного молока Питьевая вода
Сахар
Резервиро-вание сливок Резервирование обезжиренного

молока

Приготовление сахарного сиропа
Резервирование и нормализация молока
Очистка сиропа
Пастеризация и сгущение
Охлаждение сгущенного молока с сахаром
Фасование, упаковывание,

маркировка

Рисунок 1.21 – Схема технологического процесса производства сгущенного молока

с сахаром периодическим способом

Частные технологические операции

При производстве данного продукта в настоящее время применяют два способа производства – традиционный, периодический с использованием циркуляционных объемных вакуум-аппаратов и поточный с включением в схему пленочного вакуум-выпарного аппарата особой конструкции, дополненного финишером для принудительной циркуляции и досгущения до требуемой концентрации сухих веществ не менее 73,5 %.

Приемка молока
Подогрев молока
Приемка сахара, растаривание
Приготовление

молочно-сахарной смеси

Очистка

молочно-сахарной смеси

Пастеризация и охлаждение молочно-сахарной смеси
Резервирование и нормализация

молочно-сахарной смеси

Тепловая обработка молочно-сахарной смеси
Сгущение молочно-сахарной смеси
Подготовка затравки
Гомогенизация сгущенного продукта с сахаром
Охлаждение продукта
Выдержка и перемешивание для завершения кристаллизации
Фасование, упаковывание,

маркировка

Рисунок 1.22 – Схема технологического процесса производства сгущенного молока

с сахаром поточным методом

Принципиальное отличие периодического и поточного способов заключается в смешивании молочной смеси и сахара.

В периодическом (традиционном) способе сахар в виде сахарного сиропа (оптимальная концентрация сахарного сиропа 60-70 %) вводится в гомогенизированную, нормализованную, пастеризованную сгущаемую молочную смесь в циркуляционный вакуум-выпарной аппарат; в поточном, так называемом «бессиропном способе», сахар растворяется в молоке и дальнейшей обработке – центробежной очистке, охлаждению, нормализации, пастеризации, сгущению, гомогенизации, охлаждению подлежит молочно-сахарная смесь.

Молочно-сахарную смесь (в поточном способе) нагревают до 125 °С.

Для получения продукта однородной консистенции в процессе охлаждения при температуре массовой кристаллизации лактозы от 25 до 37 °С, вносят мелкокристаллическую лактозу.

Основной вид упаковки сгущенных молочных консервов с сахаром – банки из белой жести электролитического и горячего лужения оловом.

1.5.3. Производство сгущенных стерилизованных молочных консервов

Схема производства сгущенного стерилизованного молока приведена на рисунке 1.23.

Приемка молока
Подогрев и бактофугирование молока
Охлаждение молока
Сепарирование молока
Охлаждение

сливок

Пастеризация и охлаждение обезжиренного молока
Резервиро-вание сливок Резервирование обезжиренного молока
Резервирование и нормализация молока
Тепловая обработка и сгущение
Гомогенизация
Охлаждение
Приготовление раствора солей-стабилизаторов Резервирование и стабилизация солевого состава
Фасование
Стерилизация
Охлаждение
Упаковывание, маркировка

Рисунок 1.23 – Схема технологического процесса производства сгущенного стерилизованного молока

Частные технологические операции

Технологический процесс ориентирован на достижение промышленной стерильности и уничтожение не только большей части микроорганизмов, но и их спор. Для этого проводятся: двукратная центробежная очистка или бактофугирование молока, многократная тепловая обработка: первая – нагревание перед резервированием молока при температуре (90±2) °C или (74±2) °C, вторая – тепловая обработка перед сгущением в вакуум-выпарном аппарате при температуре (125±5) °С с выдержкой 30 и последующим охлаждением до (86±2) °С, третья – стерилизация расфасованного продукта при температуре 116-118 °С в течение 14-17 мин.

Сгущение нормализованной молочной смеси проходит в пленочном вакуум-выпарном аппарате до массовой доли сухих веществ 20 или 25 %.

Для предупреждения коагуляции белков молока при стерилизации проводится стабилизация солевого состава – внесение различных солей: цитратов натрия и калия, фосфатов натрия и калия, многокомпонентных смесей. После подтверждения правильности выполненной стабилизации солевого состава сгущенную молочную смесь фасуют в жестяные банки разной вместимости или в контейнеры из ламистера, упаковывают, стерилизуют и охлаждают.

1.6. Производство мороженого на молочной основе

Мороженое – взбитые, замороженные и потребляемые в замороженном виде сладкие молочные продукты, молочные составные продукты, молокосодержащие продукты. Мороженое в зависимости от массовой доли молочного жира подразделяют на:

– молочное (массовая доля молочного жира составляет от 0,5 до 7,5 %);

– сливочное (массовая доля молочного жира составляет от 8 до 11,5 %);

– пломбир (массовая доля молочного жира составляет от 12 до 20 %).

Закаленное мороженое подвергается замораживанию до температуры не выше минус 18°С после обработки во фризере (указанная температура сохраняется при его хранении, перевозке и реализации).

Мороженое вырабатывают без пищевкусовых продуктов и ароматизаторов, с пищевкусовыми продуктами, с ароматом, с пищевкусовыми продуктами и ароматом. В зависимости от использования пищевкусовых продуктов мороженое подразделяют на: шоколадное, кофейное, чайное, с цикорием, крем-брюле, яичное, яично-белковое, яично-желтковое, ореховое, арахисовое, медовое, фруктовое, овощное. При использовании ароматизаторов изготавливают мороженое с ароматом.

В зависимости от оформления поверхности мороженое подразделяют на: декорированное (фасованное или формованное мороженое, поверхность которого оформлена декоративными пищевыми продуктами – орехами, цукатами, мармеладом, джемом, шоколадом, фруктами и др.), глазированное (в том числе, эскимо – глазированное мороженое на палочке), глазированное декорированное (в том числе, эскимо), в вафельных изделиях (в том числе, глазированное и/или декорированное), в печенье (в том числе, глазированное и/или декорированное).

При производстве мороженого функционального назначения могут использоваться пробиотические микроорганизмы (бифидобактерии, лактобациллы, пропионовокислые бактерии) и другие функциональные ингредиенты.

Схема производственного процесса изготовления мороженого представлена на рисунке 1.24.

Подготовка ингредиентов Приёмка

молока

Плавление

масла

Механическая очистка
Охлаждение молока
Резервирование молока
Подогрев молока
Составление смеси
Фильтрование смеси
Подогрев смеси
Гомогенизация
Пастеризация смеси
Охлаждение смеси
Созревание смеси
Фризерование смеси
Фасование мороженого
Закаливание
Упаковывание, маркировка
Дозакаливание мороженого

Рисунок 1.24 – Схема технологического процесса производства мороженого

Частные технологические операции

Подбор сырья и составление смеси. В качестве сырья для производства мороженого используют: молоко и молочные продукты (цельное и обезжиренное молоко, сливки, молочную сыворотку, пахту, сгущенные и сухие молочные продукты, сливочное масло и др.); кондитерский жир; сахарозу, сахаристые вещества и другие сладкие продукты (инвертный сахар, патоку, глюкозо-фруктозный сироп, сироп гидролизованной лактозы, натуральный мед, подсластители); плоды и ягоды (свежие, консервированные, плодово-ягодные соки и сиропы, пюре, повидло, джемы и др.); яйцо и яичные продукты; овощи; вкусовые вещества (орехи, кофе, цикорий, какао-порошок и др.); ароматические вещества (масла, эссенции, ваниль, ванилин, ароматизаторы); пищевые красители; стабилизаторы (агар, агароиды, желатин, желирующие крахмалы, пектины, камеди и др.); эмульгаторы (моно- и диглицериды жирных кислот, лецитины и др.).

Сырье, предназначенное для приготовления мороженого, подготавливают (подготовка в зависимости от вида сырья различна, жидкие компоненты фильтруют, сухие – просеивают и др.), дозируют и смешивают (с использованием специальных смесительных установок).

Обработка смеси предусматривает фильтрование, пастеризацию, гомогенизацию.

В зависимости от вида мороженого и используемого оборудования применяют различные режимы пастеризации: 80-85 °С с выдержкой 15-20 с, 50-60 с или без выдержки; 68-72 °С с выдержкой 25-30 мин., 73-77 °С с выдержкой 15-20 мин., 78-82 °С с выдержкой 8-10 мин., 83-87 °С с выдержкой 3-5 мин., 92-95 °С без выдержки.

Смесь гомогенизируют при температуре, близкой к температуре пастеризации. Давление при одноступенчатой гомогенизации: для молочной смеси – 12,5-15 МПа, для сливочной – 10-12,5 МПа, для пломбира – 7-9 МПа.

Затем смесь охлаждают до температуры 2-6 °С. Охлаждённую смесь направляют в специальные теплоизолированные емкости с охлаждением, где происходит её хранение (созревание).

Подготовленную смесь направляют на фризерование для частичного замораживания и насыщения смеси воздухом. Смесь фризеруют в специальных аппаратах – фризерах периодического и непрерывного действия. Температура мороженого при выходе из фризера, в зависимости от состава смеси, фасования и используемого фасовочного оборудования должна быть в пределах от минус 3,5 до минус 5 °С. Выходящее из фризера мороженое немедленно поступает на фасование. Дальнейшее замораживание (закаливание) проводят в закалочных камерах, морозильных аппаратах или эскимогенераторах при температуре от минус 25 до минус 45°С. Продолжительность закаливания составляет от 20 до 40 мин [16, 17, 18, 19, 20] и зависит от состава мороженого, температуры окружающей среды, применяемого оборудования, вида упаковки.

1.7. Переработка молочной сыворотки

Молочная сыворотка – побочный продукт переработки молока, полученный при производстве сыра (подсырная), творога (творожная) или казеина (казеиновая) характеризующийся высоким содержанием белка, углеводов и минеральных солей.

Состав и свойства молочной сыворотки колеблются в широком диапазоне, что определяется составом молока, технологическими особенностями производства творога, сыра и казеина.

Так, в зависимости от способа посолки сырного зерна подсырная сыворотка бывает несоленой (сладкой) и соленой. Состав творожной сыворотки зависит от способа производства творога: кислотного или сычужного, с отвариванием или без отваривания.

Казеиновая сыворотка имеет состав, близкий к составу творожной сыворотки при биологическом способе коагуляции казеина или подсырной сыворотки при сычужном способе коагуляции казеина. При осаждении казеина соляной кислотой или хлористым кальцием сыворотка будет иметь свои отличительные особенности [21].

В сыворотку переходит более половины сухих веществ молока (таблица 1.7).

Таблица 1.7 – Степень перехода основных компонентов молока в сыворотку

Компоненты молока Степень перехода в сыворотку, %
Сухие вещества 50,8
Белки 27
Лактоза 96,0
Жир 8,5
Минеральные вещества 79,2
Компоненты молока Степень перехода в сыворотку, %
Молочная кислота 74,5
Витамины, в т.ч.: водорастворимые 86,5
Жирорастворимые 8,0

Промышленные технологии переработки молочной сыворотки основаны на использовании как традиционных, так и инновационных способов. К традиционным способам относится производство молочного сахара с кристаллизацией лактозы из пересыщенных растворов (см. рис 1.25).

Сбор сыворотки
Подогрев
Белковый осадок Сепарирование Подсырные сливки
Использование на пищевые цели Сбор очищенной сыворотки Использование на пищевые цели
Внесение реагентов Тепловая обработка
Отделение белков Белковая масса
Выпаривание Использование на пищевые цели
Кристаллизация
Меласса Центрифугирование
Сушка в кипящем слое
Молочный сахар-сырец

Рисунок 1.25 – Технологическая схема производства молочного сахара-сырца традиционным способом

Частные технологические операции

Очистку сыворотки проводят с использованием комбинированных сепараторов, конструкция которых позволяет извлекать казеиновую пыль в виде белковой массы, а также выделять молочный жир в виде сливок.

Сгущение сыворотки проводят в вакуум-выпарных аппаратах циркуляционного типа. Желательная степень сгущения сыворотки определяется коэффициентом пересыщения.

Кристаллизация лактозы осуществляется с учётом качества сиропа по длительному (35 ч) или ускоренному (до 15 ч) режимам. Оптимальная температура охлаждения сиропов лактозы при кристаллизации соответствует 10-15 °С.

Разделение кристаллизата молочного сахара на кристаллы и межкристальную жидкость обеспечивается пороговыми центрифугами. После центрифугирования в кристаллах остаётся от 4 до 15 % влаги. Для получения продукта требуемой влажности 0,5-2,5 % кристаллы молочного сахара подвергаются сушке на сушильных установках с псевдосжиженным слоем. Оптимальный режим сушки кристаллов молочного сахара в кипящем слое осуществляется при следующих параметрах: скорость движения воздуха 1,1-1,3 м/с; начальная температура воздуха 135-140 °С. После сушки кристаллы молочного сахара охлаждают и при необходимости размалывают. Упаковывают продукт крафт-мешки с полиэтиленовым вкладышем.

    • инновационным способам переработки молочной сыворотки относятся мембранные технологии – ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос и электродиализ [21, 22]. Эти методы обработки позволяют фракционировать сыворотку на молекулярном и ионном уровне как многокомпонентную систему, направленно регулируя состав и свойства получаемых продуктов. Мембранные технологии особенно эффективно используются для переработки видов сыворотки, характеризующихся повышенной кислотностью и минерализацией.

Технологическая схема производства продуктов из молочной сыворотки с использованием мембранных методов представлена на рисунке 1.26.

Сбор сыворотки
Подогрев
Белковый осадок Сепарирование Подсырные сливки
Использование на пищевые цели Сбор очищенной сыворотки Использование на пищевые цели
Тепловая обработка очищенной сыворотки
Сбор и охлаждение

УФ-концентрата

Ультрафильтрация
Нейтрализация

(для кислых видов сыворотки)

Сбор УФ-фильтрата
Выпаривание Концентрирование УФ-фильтрата нанофильтрацией
Распылительная сушка Сбор НФ-концентрата Электродиализ
КСБ-УФ Сгущение НФ-концентрата выпариванием Сгущение
Кристаллизация Кристаллизация
Центрифугирование Распылительная сушка
Сушка в кипящем слое
Молочный сахар-сырец Лактоза пищевая

Рисунок 1.26 – Технологическая схема производства молочного сахара и лактозы пищевой с использованием мембранных методов

Частные технологические операции

Ультрафильтрацию применяют для выделения белков из сыворотки. В результате ультрафильтрации получается белковый концентрат и фильтрат (пермеат) – раствор лактозы, минеральных солей и других низкомолекулярных соединений.

Белковый концентрат используют в жидком или сухом видах для обогащения пищевых продуктов белком. Пермеат используется для получения пищевой лактозы. Для этого пермеат сгущают и сушат на распылительных сушильных установках.

Сгущение пермеата осуществляют в два этапа. На первом этапе целесообразно применять нанофильтрацию или обратный осмос. Использование этих методов позволяет снизить затраты на процесс удаления влаги выпариванием, а также существенно сократить тепловые выбросы в окружающую среду.

Концентрирование сыворотки нанофильтрацией и обратным осмосом проводят до 18-24 % сухих веществ. На втором этапе влагу удаляют выпариванием с помощью вакуум-выпарных установок.

С целью удаления минеральных солей из молочной сыворотки применяют электродиализ.

В процессе деминерализации творожной сыворотки электродиализом происходит удаление до 90 % минеральных веществ. При этом титруемая кислотность снижается на 70 % за счёт удаления молочной кислоты. В результате электродиализной обработки органолептические показатели молочной сыворотки значительно улучшаются.

Сгущённый пермеат сушат на распылительных сушилках.

Одним из направлений переработки молочной сыворотки является производство напитков. Напитки вырабатывают из свежей сыворотки с сохранением всех ее составных частей как без добавления, так и с добавлением вкусовых и ароматических веществ.

Для изготовления прохладительных напитков используют также осветленную сыворотку после выделения из нее сывороточных белков тепловой коагуляцией или мембранными методами.

Технологические схема производства напитков из молочной сыворотки представлена на рисунках 1.27-1.28.

Сбор сыворотки
Подогрев
Белковый осадок Сепарирование Подсырные сливки
Использование на пищевые цели Сбор очищенной сыворотки Использование на пищевые цели
Пастеризация
Охлаждение
Упаковывание, маркирование
Хранение

Рисунок 1.27 – Технологическая схема производства питьевой пастеризованной сыворотки

Сбор сыворотки
Подогрев
Белковый осадок Сепарирование Подсырные сливки
Использование на пищевые цели Сбор очищенной сыворотки Использование на пищевые цели
Ультрафильтрация
Сбор УФ-фильтрата
Пастеризация
Охлаждение
Смешивание Подготовка компонентов
Фасование, упаковывание, маркирововка

Рисунок 1.28 – Технологическая схема производства напитков со вкусо-ароматическими добавками из осветлённой сыворотки

На основе молочной сыворотки производятся напитки, обогащенные функциональными ингредиентами отдельно или в комплексе (пробиотиками, пребиотиками, витаминами, микро- и макроэлементами, пищевыми волокнами и др.), тонизирующего действия с использованием отваров и настоев трав или сборов, вырабатываются желе, муссы, десерты с использованием различных наполнителей (фруктовых, овощных и др.).

Частные технологические операции

Для изготовления напитков сыворотку фильтруют или сепарируют для освобождения от хлопьев белка, пастеризуют при 74-76 °С с выдержкой 15-20 с, охлаждают до 4-10 °С и фасуют. Пастеризованную молочную сыворотку вырабатывают без наполнителей.

В случае изготовления напитков с наполнителями их вносят по рецептуре перед фасованием. Квасные напитки производят из пастеризованной осветленной сыворотки с добавлением хлебного экстракта, сахара и хлебопекарных дрожжей. Сыворотку фильтруют, осветляют осаждением белков при температуре 95-97 °С с выдержкой в течение 1-2 ч, охлаждают до 25 °С, отделяют от хлопьев белка, добавляют по рецептуре сахарный сироп, хлебный экстракт и дрожжевую закваску на сыворотке, которую предварительно смешивают с 2 % сахара и выдерживают в течение 40-60 мин до появления на поверхности пены. Затем проводят брожение сыворотки при 25-30 °С в течение 14-16 ч, охлаждают до 6- 8 °С и разливают.

Сывороточный напиток с томатным соком изготовляют из осветленной сыворотки, в которую при 15 °С вносят томатный сок с солью, перемешивают, охлаждают до 6-8 °С, и направляют на фасование.

Раздел 2. МОНИТОРИНГ, СИСТЕМАТИЗАЦИЯ И ОБРАБОТКА СВЕДЕНИЙ ПО АНКЕТИРОВАНИЮ МОЛОКОПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРЕДПРИЯТИЙ РФ

Совершенствование методов обработки и создание инновационного оборудования [19, 24] позволяет значительно сократить расходы на переработку молока, особенно используя комплексные технологические решения с использованием вторичного молочного сырья [16].

С момента утверждения справочника НДТ «Производство напитков, молока и молочных продуктов» прошло три года. Как было отмечено в первом издании этого документа сбор информации (анкетирование предприятий) был проведен в сжатые сроки, и не все предприятия смогли (захотели) предоставить запрашиваемые сведения (34 из 92 разосланных анкет). Кроме того, многие присланные формы остались не до заполненными. В связи с этим при написании справочника НДТ были частично использованы материалы – проекта справочника Европейского союза (ЕС) по наилучшим доступным технологиям для предприятий пищевой промышленности (Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Food, Drink and Milk Industries), статистические сборники, отраслевые обзоры, статьи, диссертационные работы, а также информация, полученная в ходе консультаций с экспертами в области производства молока и молочных продуктов [2].

В связи с этим требуется актуализация данных по разделу 3. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду первой редакции справочника НДТ «Производство напитков, молока и молочной продукции». Данный раздел включает в себя в том числе энергетический баланс и водопотребление.

С учетом предыдущего опыта (подготовка первого издания справочника) для сбора информации было проведено анонимное анкетирование предприятий. Предварительно была подготовлена обновленная версия анкеты (приложение А).

Как и раньше (при сборе информации для первого издания справочника) производителям предлагалась компоновка линейки молочной продукции на однородные группы, по которым собирались сведения о способе производства, параметрах выполнения технологических операций и о технических характеристиках используемого для этих целей технологического оборудования. В отличие от предыдущего анкетирования, расчет удельных производственных энергозатрат проводили не только специалисты предприятий, но и ученые Вологодской ГМХА и Северо-Кавказского федерального университета по единой методике (приложение Б).

Это позволило добиться сходимости результатов (к сожалению, более точный – прямой учет затрат воды и энергоресурсов по отдельным молочным продуктам в условиях предприятия, практически не возможен, так как приборов учета на отдельных участках производства не устанавливают). Энергозатратность технологий оценивалась по параметрам процесса и техническим характеристикам задействованного оборудования (молокоперерабатывающие предприятия потребляют, как правило, два вида энергии – тепловую и электрическую. Горячая вода и пар (тепловая энергия), получаемые с котельных установок, используются для технологических (подогрев, пастеризация, сгущение и сушка молока) и бытовых целей. Электрическая энергия необходима для работы технологического и холодильного оборудования, а также систем вентиляции и освещения). В данном исследовании не были учтены расходы энергоносителей и воды на хранение продукции в холодильных камерах, на подготовку сжатого воздуха, на вентиляцию и на другие, в т.ч. общезаводские нужды.

2.1. Удельные показатели расхода электроэнергии, воды, пара и холода на технологические операции

На большинстве предприятий молочной отрасли, включенных в перечень анкетированных, отсутствуют счетчики и контролирующие приборы за расходом энергоносителей по отдельным участкам и цехам, за исключением сырьевых ресурсов. Сырьевые ресурсы передаются по технологической цепи и учитываются в электронных журналах по объему с учетом физико-химических свойств. Отсутствие в представленных материалах многих технических характеристик оборудования и энергозатрат по всей технологической цепочке затрудняют провести объективную оценку принятых технических решений на каждом конкретном предприятии.

В связи с этим, нами дополнительно был проведен опрос руководителей молочных комбинатов (или назначенных лиц) по применяемым нормам расхода или ориентировочным удельным расходам энергоресурсов на 1 т готовой продукции на их предприятии.

В результате обработки полученной информации по стандартным методикам [23, 24], поступившей от десяти предприятий, и в дополнение к анкетам (приложение В), сформированы таблицы 2.1-2.4, где представлены средние удельные расходы энергоресурсов и воды на 1 т молочной продукции. В таблицах не учтены расходы на санитарную обработку, отопление, кондиционирование и вентиляцию производственных помещений.

Таблица 2.1 – Удельные расходы пара на производство 1 т готовой молочной продукции

Продукция Пар, кг
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Молоко питьевое 30 30 29,4 32 36 40 26,5 25,7
Кисломолочные напитки 40 50 44 48 42 50 43,5 42
Сметана 80 100 75 120 90 80 32 178
Творог 160 200 180 210 160 170 101 205
Масло сливочное 300 250 270 300 300 96 250 200
Сыр полутвердый 500 320 420 400 300 360
Консервы молочные сухие 5400 3700 5200

1 (Ставропольский край); 2 (Омская область); 3 Свердловская область; 4 Башкортостан;

5 Челябинская область; 6 (Тульская область); 7 Вологодская область; 8 Смоленская область; 9 Вологодская область; 10 Пермский край.

2.2 – Удельные расходы холода на производство 1 т готовой молочной продукции

Продукция Холод, кВт
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Молоко питьевое 15 12 16 12 18 18 20,4 11,7
Кисломолочные напитки 20 20 22,4 19,2 24 21,3 18,6
Сметана 25 30 36 40,5 30 41 44,2
Творог 30 35 44 60,5 60,5 30 63,2 56,2
Масло сливочное 45 50 75 40 206 52,2 60
Сыр полутвердый 75 60 46 70 11,7 14
Консервы молочные сухие 160 305 280

Таблица 2.3 – Удельные расходы электроэнергии на производство 1 т готовой молочной продукции

Продукция Электроэнергия, кВт.ч
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Молоко питьевое 50 45 32 40 35 40 21 25,6
Кисломолочные напитки 35 60 55 45 50 80 27 25,6
Сметана 40 48 45 50 60 150 36 39,5
Творог 25 35 38 30 42 40 15,4 30
Масло сливочное 25 45 40 35 55 60 51 38 50
Сыр полутвердый 60 42 45 50 34 38
Консервы молочные сухие 280 230

Таблица 2.4 – Удельные расходы воды на производство 1 т готовой молочной продукции

Продукция Вода, м3
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Молоко пастеризованное 0,3 0,3 1,2 0,8 0,5 0,4 1,8 1,7
Кисломолочные напитки 0,4 0,5 1,6 1,8 0,8 0,5 2 1,7
Сметана 0,8 1,0 0,8 1,4 1,2 0,8 1,7 1,6
Творог 1,6 2,0 2,2 2,60 1,8 1,7 2,2 2,8
Масло сливочное 3,0 2,5 2,6 2,8 3,0 2,4 2,2 2,8
Сыр полутвердый 5,0 3,6 2,8 2,2 1,6 3,2
Консервы молочные сухие 1,1 1,4

Как следует из таблиц, данные, полученные от предприятий по группам однородной продукции, различаются в довольно широком диапазоне. Наименьшие значения расхода пара и холода отмечаются для молока пастеризованного и кисломолочных напитков. Минимальное значение для этих групп составляет 25,7 кг пара на тонну продукта, максимальное – 40 кг/т.

Наибольший разброс значений расхода пара и холода выявлен для сметаны и сливочного масла. Это можно объяснить тем, что при заполнении анкет специалистами предприятий был реализован разный подход. Так, на предприятиях с максимальным расходом пара на производство сметаны и сливочного масла [4, 9, 10] в анкетах указаны энергозатраты на проведение вспомогательных операций, таких как пастеризация и охлаждение обезжиренного молока при получении сливок.

Наибольшие абсолютные значения расхода пара и холода прогнозируемо приходятся на производство сухих молочных консервов. При этом минимальное значение этого показателя имеет предприятие, на котором для предварительного сгущения используются мембранные методы концентрирования, а для подготовки сушильного агента используется газовый теплогенератор (предприятие 8).

В работе были проанализированы различные способы производства творога: в ваннах, на непрерывно-поточной линии с тепловой обработкой сгустка в теплообменнике типа «труба в трубе» и на линии с нагревом сгустка в творогизготовителе. При производстве творога периодическим способом (в ваннах), расход пара составляет 43,5 кг на 1 т нормализованной смеси и связан, в основном, на проведение общетехнологическиих операций.

В случае организации производства творога на поточных линиях общие затраты тепловой энергии составляют порядка от 100-105 до 210 кг пара на 1 т нормализованной смеси (15-200 кг творога). При этом затраты на общетехнологические операции составляют порядка 45 % общих затрат тепловой энергии. Относительно низкие значения для периодического способа (более чем в два раза), по сравнению с поточным способом, связаны с тем, что для отваривания творога в ваннах используется электронагрев.

Затраты холода при использовании поточного способа составляют от 56,2 до 63,2 кВт на 1 т нормализованной смеси в зависимости от комплектации линии. Более низкое потребление холода отмечается у линий с предварительным удалением части сыворотки в творогоизготовителе. При производстве творога в ваннах расход холода значительно ниже и составляет 34 кВт. Это связано с тем, что на ряде предприятий охлаждение готового продукта проводится в холодильной камере.

2.2. Энергетические и материальные затраты на санитарную обработку технологического оборудования

Санитарная обработка (мойка, дезинфекция) технологического оборудования, трубопроводов и др. играет важную роль в производстве безопасных и высококачественных молочных продуктов. Вместе с тем, этот процесс является водо- и энергозатратным. Потребление воды, пара, электроэнергии зависит не только от технологического оборудования и режимов производства молочного продукта, но и от способа санитарной обработки.

На предприятиях молочной отрасли применяют как ручную мойку (ополаскивание, мойка), так и автоматизированную одноконтурную и многоконтурную CIP мойки (ополаскивание, мойка, дезинфекция). На большинстве предприятий молочной отрасли применяют отдельные одноконтурные CIP мойки по технологическим участкам (цехам), однако при компактном расположении производства могут применять централизованную многоконтурную CIP мойку.

В комплектацию стандартной установки циркуляционной мойки входит блок управления, пластинчатый теплообменник(и), бак(и) концентрированных растворов, центробежный(е) насос(ы) специального назначения, емкости для моющих и дезинфицирующих растворов.

На большинстве проанкетированных предприятий (приложение Г), представленных в анкетах, применяются современные автоматизированные CIP мойки.

Помимо централизованной CIP мойки, включающей несколько контуров для санитарной обработки отдельных цехов, на предприятиях имеются CIP мойки в составе поточных комплексных установок, а также отдельно расположенные на технологическом участке локальные моющие станции.

В таблице 2.5 приведены паспортные данные по расходу энергоресурсов и воды на работу моечных установок.

Таблица 2.5 – Удельный расход энергоресурсов на санитарную обработку

Моечная установка Производительность

насоса, м3

Пар, кг/ч Электроэнергия, кВт∙ч Вода, м3
Циркуляционная станция PRO-CIP -1 10 270 1,5 3
Циркуляционная станция PRO-CIP -10 15 400-500 2,5 5
УЦМС-2К 20 1500 15
Tetra Alcip 10 15-24 440-680 4-5,5 15-24
Tetra Alcip 100 10-45 380-1550 11,55 10-45
Мобильная СИП-мойка 0,1 11-20,2 0,25

Разброс данных обусловлен, прежде всего, производительностью установки и принятыми режимами мойки. При дальнейшем включении этих энергозатрат и расхода воды на тонну продукта необходимо учитывать продолжительность операций санитарной обработки технологического оборудования.

2.3. Сравнительная оценка удельных показателей расхода электроэнергии (в т.ч. на холод), воды, пара на производство молочных продуктов

В таблицах 2.6-2.8 представлены данные по удельным расходам энергоносителей и воды на производство молочных продуктов в первой редакции справочника НДТ и анкетированию 2020 года.

Таблица 2.6 – Удельные расходы энергоресурсов с учётом санитарной обработки на производство 1 т готовой молочной продукции

Продукция Пар, т Электроэнергия, кВт.ч Вода, м3
Произв. Мойка Итого Произв. мойка Итого Произв. мойка Итого
Молоко питьевое 0,026-0,040 0,16-0,18 0,2-0,23 25,6-50 8,5 34,1-58,5 0,3-1,8 0,4-0,6 0,7-2,4
Кисломолоч-ные напитки 0,042-0,050 0,16-0,18 0,2-0,23 25,6-80 8,5 34,1-58,5 0,4-1,7 0,4-0,6 0,8-2,3
Сметана 0,032-0,178 0,16-0,18 0,2-0,36 36-150 8,5 44,5-158,5 0,8-1,7 0,5-0,8 1,3-2,5
Творог 0,100-0,210 0,24-0,32 0,34-0,53 15,4-42 10 25,4-52 1,6-2,8 0,8-1,2 2,4-4,0
Масло сливочное 0,096-0,270 0,24-0,32 0,34-0,59 25-60 10 35-70 2,2-3,0 0,8-1,2 3,0-4,2
Сыр полутвердый 0,300-0,500 0,22-0,28 0,52-0,78 34-60 10 34+60 1,6-3,6 0,5-0,8 2,1-4,4
Консервы молочные сухие 3,7-5,4 0,32-0,48 4,1-5,9 230-280 16 248-300 1,1-1,4 3,2-4,8 4,3-6,2

Таблица 2.7 – Расход тепловой и электрической энергии на производство молочных продуктов российских и европейских производителей молочной продукции (2)

Продукт Удельный расход энергоносителей
По данным анкетирования отечественных предприятий, на 1 кг продукта По данным зарубежных источников (европейский справочник), на литр переработанного молока
Электроэнергия
Питьевое молоко и кисломолочные продукты 0,02-0,24 кВт-ч 0,07-1,1 кВт-ч
Творог 0,14-0,39 кВт-ч
Продолжение таблицы 2.7
Сыр 0,13-1,1 кВт-ч 0,12-2,08 кВт-ч
Масло 0,12-0,57 кВт-ч
Сгущенное молоко 0,02 кВт-ч
Сухое молоко 0,177-0,562 кВт-ч 0,18-6,47 кВт-ч
Мороженое 0,4 кВт-ч 0,75-1,6 кВт-ч
Тепловая энергия (пар)
Питьевое молоко и кисломолочные продукты 0,08-0,16 кг
Творог 0,08-0,66 кг
Сыр 0,02-0,035 кг
Масло 0,06-0,84 кг
Сгущенное молоко 0,72 кг
Сухое молоко 2,02 – кг
Мороженое

Таблица 2.8 – Расход воды на производство молочных продуктов российских и европейских производителей молочной продукции (2)

Продукт Удельный

расход воды

По данным анкетирования отечественных предприятий, на 1 кг продукта По данным зарубежных источников (европейский справочник), на л переработанного молока
Питьевое молоко и кисломолочные продукты 1,32-4,5 л 0,6-4,1 л
Творог 8,8 -18 л
Сыр 24-30 л 1,2-3,8 л
Масло 21,7-52
Сгущенное молоко 20 л
Сухое молоко 39 л 0.69-6,3 л
Мороженое 5 л

Анализ данных показывает, что многие показатели по однородным группам продукции имеют существенное расхождение. Так, расход пара на производство пастеризованного молока и кисломолочных напитков с учетом санитарной обработки оказался выше по сравнению с первой редакцией справочника на 43,8-250 % (см. таблицу 2.9.).

Наибольшая разница отмечена при производстве сыра полутвердого + (2228,5-2600) %. В тоже время удельный расход воды для всех продуктов оказался меньше ранее заявленных значений.

Таблица 2.9 – Сравнительная оценка удельных показателей расхода электроэнергии (в т.ч. на холод), воды, пара на производство молочных продуктов

Продукция Изменение удельного расход пара по сравнению с данными 2017 г (первая редакция справочника), % Изменение удельного расход электроэнергии по сравнению с данными 2017 г (первая редакция справочника), % Изменение удельного расход воды по сравнению с данными 2017 г (первая редакция справочника), %
Нижняя граница диапазона Верхняя граница диапазона Нижняя граница диапазона Верхняя граница диапазона Нижняя граница

диапазона

Верхняя граница диапазона
Молоко питьевое +250 +43,8 +170,5 -65,7 -47 -47
Творог +425 -19,7 -81,6 -86,7 -72,7 -77,8
Масло сливочное +566,7 -29,8 -70,8 -98,8 -86,2 -92
Сыр полутвердый +2600 +2228,5 -73,8 -94,5 -91,3 -85,3
Консервы молочные сухие +572,2 +819,4 +40,1 -47,4 -89 -84,2

Для повышения степени достоверности полученных данных необходимо увеличить объем выборки и, следовательно, продолжить исследование, в т.ч. расширяя диапазон по мощности и ассортименту молочной продукции предприятий.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

  • Анализ применяемых на предприятиях молочной отрасли технологий показал целесообразность включения ряда новых технологий в раздел справочника, связанный с описанием технологических процессов, используемых в настоящее время при производстве молочных продуктов.
  • Анализ анкетных данных 10 предприятий РФ показывал, что показатели по расходу энергии, пара и воды по однородным группам продукции имеют существенное расхождение по сравнению с данными первой редакции информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям: «Производство напитков, молока и молочных продуктов». Для повышения степени достоверности полученных данных необходимо увеличить объем выборки, расширяя диапазон по мощности и ассортименту.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Федеральный закон Российской Федерации от 21.07.2014 № 219-ФЗ «О внесении изменений в Федеральный закон «Об охране окружающей среды» и отдельные законодательные акты Российской Федерации». [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/-cons_doc_LAW_165823/.

2. ИТС 45-2017 Производство напитков, молока и молочной продукции [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://docs.cntd.ru/-document/556018151

3. Кузин, А.А. К вопросу внедрения наилучших доступных технологий / А.А. Кузин, В.А. Грунская // Переработка молока. – 2017. – №11 (217). – С. 14-17.

4. Степанова, Л.И. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры / Л.И. Степанова. – Т.1: Цельномолочные продукты. Производство молока и молочных продуктов (СанПиН 2.3.4. 551-96). – 2-е изд. – СПб.: Гиорд, 2004. – 378 с.

5. Типовые технологические инструкции по производству пастеризованного молока, кисломолочных продуктов, творога, сметаны.

6. Федоренко, В.Ф. Технологические процессы и оборудование, применяемые при производстве молочной продукции: Научный аналитический обзор / В.Ф. Федоренко, Н.П. Мишуров, Л.А. Неменущая, Л.Ю. Коноваленко. – М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2016. – 154 с.

7. Морозова, Э. Эффективная гомогенизация / Э. Морозова // Переработка молока. – 2009. – №12. – С.31.

8. Вышемирский, Ф.А. Производство масла из коровьего молока в России / Ф.А. Вышемирский. – СПб: ГИОРД, 2010. – 288 с.

9. Сборник типовых технологических инструкций по производству сливочного масла. Часть 2. ТИ по производству сладко-сливочного масла методом сбивания сливок. ТИ ГОСТ 32261-002. – Углич. – 2014. – 170 с.

10. Вышемирский, Ф.А. Спреды: состав, технология, перспективы / Ф.А. Вышемирский, А.В. Дунаев – СПб: ИД «Профессия», 2014. – 412 с.

11. Сборник типовых технологических инструкций по производству полутвердых сыров. ТТИ ГОСТ 32260 (введен с 1.06.2015).

12. Производство сыров [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://sneks.ru/catalog/proizvodstvo-krem-sirov-philadelphia-mascarpone-buko

13. Сборник технологических инструкций по производству плавленых сыров. – Углич, 2003. – 206 с.

14. Консервы молочные. Молоко сухое. Типовая технологическая инструкция. ТТИ ГОСТ Р 52791-2007

15. Консервы молочные. Молоко и сливки сгущенные с сахаром. Типовая технологическая инструкция. ТТИ ГОСТ Р 53436-001.

16. ГОСТ 31457-2012 «Мороженое молочное, сливочное и пломбир. Технические условия». – М.: Стандартинформ, 2013. – 28 с.

17. Оленев, Ю.А. Справочник по производству мороженого / Ю.А. Оленев, А.А. Творогова, Н.В. Казакова, Л.Н. Соловьева. – М.: ДеЛиПринт, 2004. – 798 с.

18. Белозеров, Г.А. Типовая технологическая инструкция ТТИ ГОСТ 31457-2012 / Г.А. Белозеров, А.А. Творогова, Н.В. Казакова. – М.: ООО «Кул-принт», 2014 – 209 с.

19. Маршалл, Р.Т. Мороженое и замороженные десерты / Р.Т. Маршалл, Г.Д. Гофф, Р.У. Гартел. – Спб.: Профессия, 2005. – 373 с.

20. Гофф, Г.Д. Мороженое / Г.Д. Гофф, Р.У. Гартел. – СПб.: Профессия, 2016. – 540 с.

21. Гаврилов, Г.Б. Справочник по переработке молочной сыворотки. Технологии, процессы и аппараты, мембранное оборудование / Г.Б. Гаврилов, А.Ю. Просеков, Э.Ф. Кравченко, Б.Г. Гаврилов. – СПб: Профессия, 2015. – 176 с.

22. Золотарева, М.С. О переработке молочной сыворотки и внедрении наилучших доступных технологий / М.С. Золотарева, В.К. Топалов, И.А. Евдокимов, Б.В. Чаблин // Переработка молока. – 2016. – №7 – С. 17-19.

23. Гнездилова, А.И. Процессы и аппараты пищевых производств: Учебник и практикум / А.И. Гнездилова. – М.: Юрайт, 2018. – 270 с.

24. Сурков, В.Д. Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности: Учебник / В.Д. Сурков, Н.Н. Липатов, Ю.П. Золотин. – М.: Лёгкая и пищевая промышленность, 1983. – 432 с.

Приложения

Автор НИР 

Оглавление

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *