ВСТУП
В даний час сухі молочні продукти в промисловості виробляють у широкому асортименті. Найбільшу питому вагу становлять різні види сухого цільного молока і молока знежиреного, той же час освоюються нові види сухих молочних продуктів: швидкорозчинне незбиране молоко і його різновиди, сухі суміші для різних видів морозива, сухі суміші для кисломолочних напоїв, сухі молочні суміші для дитячого харчування.
Поряд з цим виробляють сухі вершки з цукром і без нього, вершки високожирні сухі, масло коров'яче сухе.
Сухі молочні продукти являють собою сипучі порошки, які характеризуються високою масовою часткою сухих речовин (від 95 до 98,5%) залежно від виду продукту і способу його виробництва.
Велике значення надається сухим молочним продуктам з побічних продуктів (вторинної сировини). З молочної сироватки отримують суху сироватку, яка використовується в хлібопекарській промисловості, в медицині, при виробництві морозива та плавлених сирів, в інших галузях народного господарства. Маслянка переробляється на сколотини суху.
Сухі молочні продукти суттєво різняться по масовій частці жиру. Форма часток сухих продуктів відрізняється і залежить від способу сушіння. При розпилювальної сушки частки сухого цільного молока мають кулясту форму, сухого молока «Смоленського» - форму агломератів, сухого швидкорозчинного незбираного молока 15% жирності - форму агломератів, запилених поверхнево-активними речовинами.
Продукти з частинками у формі агломератів володіють більш високою швидкістю розчинності.Збільшення щільності частинки та її об'ємної маси сприяють також прискоренню розчинення сухих молочних продуктів.
Актуальність теми: Існуючі на сьогоднішній день технології виробництва молочних продуктів ще не в достатній мірі забезпечують потребу молока і вторинної сировини. Тому увага спеціалістів молочної промисловості спрямована на максимально повну переробку сировини, створення і широке використання в промисловості відповідних технологічних процесів, які б зберігали сировинні, матеріальні та енергоресурси.
Обєкт роботи: Сухе молоко (СМ) – дуже цінний молочний продукт з високим вмістом повноцінного білка, кальцію, комплексів вітамінів. Виробництво такого продукту доцільне, так як це продукт тривалого терміну зберігання, зручний для приготування їжі, має приємний смак і високу харчову цінність. СМ використовують в багатьох виробництвах як напівфабрикат, воно є цінним продуктом в умовах ринку.
Молоко і молочні продукти займають важливе місце в харчуванні людей. Вони забезпечують організм оптимально збалансованими і легкозасвоюваними білками, жирами, вуглеводами і мінеральними речовинами. Відповідно до рекомендацій інституту харчування Академії медичних наук, щоденне споживання молочних продуктів повинно складати 30 % загальної кількості раціону.
Одним із основних продуктів харчування людини, що забезпечує організм всіма необхідними поживними, мінеральними і біологічно-активними речовинами є молоко.
Розділ 1. Класифікація та асортимент молока питного. Асортимент продукції що виробляється
Питне молоко класифікують за способом термічної обробки, вмістом жиру і добавок, призначенням. За способом термічної обробки його поділяють на пастеризоване, стерилізоване і пряжене. Пастеризоване молоко без добавок виготовляють з таким вмістом жиру, %: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,2; 3,5; 6,0 і знежирене. Молоко з вітаміном С випускають з вмістом жиру 1,5%, 2,5%, 3,2% і знежирене, а білкове — 1% і 2,5%. В молоко з вітаміном С додають 110 г вітаміну на 1 т молока, у 6% — вершки, в білкове — сухе і згущене знежирене молоко. Білкове молоко багате сухими знежиреними речовинами, насамперед білками. Кількість сухих знежирених речовин у ньому складає від 10,5 до 11,0%. Молоко з какао і кавою випускають з вмістом жиру 1,0% і 3,2%. Вміст сахарози в цих видах молока досягає відповідно не менше 10% і 6%, а какао і кави — 2,0%. Пастеризованим виготовляють також солодове і дитяче молоко. Солод збагачує молоко цукрами, вітамінами і ферментами. Солодове молоко солодкувате на смак з присмаком солоду. У складі дитячого молока 3,5% жиру і 10% цукру. Його виготовляють з високоякісної сировини і на спеціальному обладнанні.
Молоко випускають стерилізоване з вмістом жиру 1,0%, 1,5%, 2,5%, 3,2% і 3,5%, пряжене — 1,0; 2,5; 4,0; 6,0 і знежирене. В пряжене молоко додають вершки [8, c.43].
Залежно від термічної обробки вершки виготовляють пастеризовані і стерилізовані. Вони бувають без наповнювачів і з наповнювачами.
Пастеризовані вершки випускають з таким вмістом жиру: 8, 10, 20 і 35%. Пастеризацію вершків з вмістом жиру 8 і 10% проводять при температурі 80° С, а 20 і 35% — при 87° С. Стерилізовані вершки мають у своєму складі 10% жиру. Як наповнювачі використовують цукор, какао, каву та інші добавки. У рецептуру вершків з цукром входить 7% цукру, з какао — 7% цукру і 2,5% какао, з кавою — 10% цукру і 2% кави.
Найбільшу харчову цінність має сире молоко, оскільки в ньому повністю збережені всі живильні речовини. Але сире молоко є особливо сприятливим середовищем для розвитку життєдіяльності різних мікроорганізмів. Ці мікроорганізми викликають не лише скисання, але інколи і псування молока, що може стати причиною різних важких захворювань людини.
Сире молоко може бути передавачем багатьох важких недуг - туберкульозу, черевного тифу, дифтериту, бруцельозу і інших інфекційних захворювань.
Для знищення хвороботворних мікроорганізмів, а також оберігання молока від скисання і псування його фільтрують, звільняючи від механічних домішок, а потім пастеризують або стерилізують.
Пастеризація залежно від тривалості нагріву і температури буває тривалою і короткою. При тривалій пастеризації молоко, поміщене в спеціальні апарати, - пастеризатори, доводиться до температури 63-65° і витримується при цій температурі 30 хвилин, а при короткій пастеризації нагрів молока доводять до 85-90° в точіння декількох секунд. Після пастеризації молоко негайно охолоджують.
Стерилізація молока також може бути короткою і тривалою. У першому випадку молоко витримується 12-18 хвилин при температурі 115-120°, а в другому випадку - 30-40 хвилин при температурі 103-105°.
Не дивлячись на те, що стерилізація є найбільш ефективним методом знезараження молока, до неї прибігають рідко, оскільки цей спосіб теплової обробки знижує смакові і харчові якості продукту, змінює стан білкових речовин і зменшує їх засвоюваність.
Пастеризація, пригнічуючи життєдіяльність мікробів і частково знищуючи їх, зберігає всі живильні і смакові якості свіжого молока. Цей спосіб потрібно віддавати перевазі над кип'ятінням, оскільки останнє знищує частину вітамінів, що містяться в молоці, і змінює структуру білка. Молочна промисловість кип'яченого молока не випускає.
Молочні комбінати випускають в продаж молоко цільне і знежирене.
Цільним називається натуральне молоко, що містить не менше 3,2% жиру. Воно може бути пастеризованим та сирим.
Пастеризоване - це профільтроване молоко, піддане пастеризації і негайному охолоджуванню. Випускають його пляшковим та фляжним. Молоко, розлите в пляшки ємкістю 0,5-1 л з подальшою їх закупорюванням, називається пляшковим, а молоко, розлите у фляги, які пломбують, називається фляжним.
Сирим називається молоко, піддане фільтрації і охолоджуванню.
Це молоко випускається фляжним.
Знежирене - це молоко, з якого шляхом сепарації видалена частина жиру.
Асортимент продукції що виробляється
Молочна промисловість виробляє наступний асортимент сухих молочних продуктів: сухе незбиране молоко готують з незбираного молока. Воно буває 15; 20 та 25 % - ої жирності. Виготовляється без добавок або з цукром та кавою із добавками. В останній час налагоджено виробництво швидкорозчинного сухого незбираного молока.
Сухе знежирене молоко готують із свіжого знежиреного молока, можливе використання сколотин, отриманих при виробництві солодко вершкового несолоного масла в кількості, що не перевищує 20 % маси суміші і її з знежиреного молока. Зокрема, від вмісту добавок висушують сухе знежирене молоко – без добавок та з цукром.
Сухі вершки виробляють з свіжих пастеризованих вершків та коров’ячого молока. Вони бувають 43%, 45% та 75% жирності. Виготовлять без добавок та з цукром.
Сухі кисломолочні продукти виготовляються в незначних обсягах. До них належать суха простокваша та кефір.
Суху суміш для морозива виробляють з свіжих пастеризованих вершків, цукру та фруктових наповнювачів.
Перераховані продукти являють собою сипкий порошок, масова частка сухих речовин становить 95 – 98,5%. Кінцева масова частка вологи – 1,5 – 5%. Відношення жир : СЗМЗ коливається від 0,193 до 3,3 (сухі високо жирні вершки). Форма часток продуктів залежить від способу сушіння. Суперсипку форму мають частки продуктів розпилювальної установки, поверхнево активними речовинами швидкорозчинного молока 15% жирності. Частка циклонної фракції мають розмір у середньому 20 мкм, камерних фракцій – 50 мкм, а аглосоровані – від 100 до 250 мкм.
Масова частка повітря, що міститься в продукті, коливається від 10 до 60% залежно від кратності згущення. Об’ємна маса сухих молочних продуктів від 300 до 690 кг/м 3 .
Масова частка вільного поверхневого жиру від 0,5 до 20 %. Для всіх продуктів масова частка солей важких металів становить не більше, %: міді – 0,0008, олова – 0,01, для швидкорозчинного молока – 0,009, свинцю не допускається, як і наявність патогенних організмів та бактерій кишкової палички (в 0,1 чи 0,3 грамах продукту).
Загальна кількість мікроорганізмів в 1 грамі продукту не повинна перевищувати 50 тисяч (сухе незбиране молоко і сухі вершки вищого сорту, першого не більше 70 тисяч).
Залежно від виду продукцію розфасовують у споживчу чи транспорту тару.
Сухі продукти для дитячого харчування виготовляють на основі свіжого молока на спеціальному обладнанні.
Особливістю виробництва є необхідність значного коректування хімічного складу коров’ячого молока з метою наближення його до материнського. Зменшують загальну кількість білків, лактозу замінюють на альбумін та складний молочний жир частково замінюють рослинними оліями, що підвищує вміст ненасичених жирних кислот, особливо ліноленової. Збільшуючи кількість цукрів за рахунок добавлення до лактози бурякового цукру, кукурудзяної патоки. Підвищують вміст мінеральних солей кальцію, калію, міді, заліза, цинку тощо, а також вітамінів А, Д, С, Е, В1, В2, В12, РР.
Асортимент сухих молочних продуктів для дитячого харчування досить різноманітний: сухе молоко, сухі молочні суміші, молочні каші, молочно-овочеві суміші та інше.
Найбільш поширеними видами сухого молока є дитяче харчування „Віталант” та „Дітолант”. Перший застосовують для годування дітей з перших днів життя до шестимісячного віку. Різноманітність його хімічного складу забезпечують такі інгредієнти, як: незбиране молоко, вершки, суха підсирна сироватка, содовий екстракт, соняшникова олія, вітаміни А і Д.
„Дітолант” використовують для дітей з тримісячного віку до одного року. До його складу входять знежирене молоко, кукурудзяна та кокосова олія, лактоза, вітаміни ( А, Д, С, РР, В1, В2, В12 , лактоленова кислота), мінеральні солі ( заліза, цинку, міді, марганцю).
В останні роки в Україну завозиться велика кількість молочних сумішей іноземного виробництва. У найбільшій кількості реалізуються суміші французького виробництва „Пілті” та „Болин”.
Сухі молочні каші можна використовувати для годування дітей не старше п’яти місяців. До їх складу, крім сухого молока для дитячого харчування, входять: рисове або гречане борошно, можна крупа.
Сухі молочно-овочеві суміші готують на основі молочної суміші „Малюк”, до якої додають порошок висушених кабачків, гарбуза та борошно з рису.
При виробництві усіх видів сухих молочних продуктів вільна волога видаляється згущенням та сушінням згущеного продукту.
Розділ 2. Характеристика сучасних технологій сушіння молока
Спроба використовувати сушильні установки зваженого шару, для сушки молочних продуктів, дала позитивні результати. Перевагою, установок вихрового шару перед останніми, є вживання великих швидкостей повітря, що особливо важливе при сушці в'язких продуктів.Апарати зваженого шару, використовувані в молочній промисловості, призначені для досушки молока після розпилювальних сушарок. Недоліком таких апаратів, при сушці білкових продуктів, є те, що в процесі сушки відбувається налипання продукту і тим інтенсивніше, чим вище температура теплоносія. Як правило, такі апарати експлуатують при температурі повітря не більше 130. З, в зв'язку, з чим їх продуктивність і ККД дуже низькі. В даний час експлуатуються апарати киплячого шару типа: " ВС-КПІ-150 ", " ВС - КПІ - 300 ", " КС - 50 ". За останні роки створені сушильні установки типів: " СГ - 500 "Я2 - ОПЕ ", " Я2 - ОПЖ ". Сушарка " СГ - 500 " призначена для сушки і гранулювання знежиреного молока, що згущує. Вона відрізняється неможливістю здобуття сухого молока харчового призначення, що відповідає вимогам стандартів, що діють, по структурі і розчинності, збільшення початкової температури теплоносія, отже, установка має низький ККД і невисоку продуктивність.
Наступна установка цієї серії, агрегат " Я2-ОHЕ " спроектований на базі " А1-ФМУ ". Він призначений для сушки матеріалів будь-якої в'язкості і здобуття, гранульованих і порошкоподібних продуктів (знежирене молоко, ЗЦМ та інші). Вихідний продукт може бути отриманий будь-яким способом концентрації, згущуванням, ультрафільтрацією, квашенням, а так само без попереднього згущування. Сухі продукти, що отримуються агрегатом "Я2-ОHЕ", відповідають вимогам до технічних і харчових продуктів вищого сорту. За результатами перевірки, СОМ і ЗЦМ, висушені в сушарці "Я2-ОHЕ", по розчинності не поступаються зразкам, отриманих при розпилювальній сушці, а по сипучості перевершують їх. Апарат може працювати як в парі з вакуум - випарним апаратом, так і без нього. Вихрова сушарка " Я2 - ОHЕ " відрізняється від інших установок такого типа тим, що в конструкції воздуховода відсутні додаткові направляючі грати, з якими стикається продукт. Це дало можливість збільшити температуру сушки до 250-300 і різко підняти ефективність використання теплоносія. Крім того, висока початкова температура сушарки дозволила оснастити сушарку, теплогенератором прямого згорання газу. Для збільшення продуктивності устаткування розроблений сушильний агрегат " Я2 - ОНЖ ", що складається з трьох сушарок " Я2-ОHЕ " (трьох модулів) встановлених паралельно. Продуктивність агрегату " Я2 - ОНЖ " складає 450 кг випареної вологи в годині
Сушильна установка "в киплячому шарі інертних тіл" (СІН)
Використовується для безперервної та періодичної сушки сипучих матеріалів,розчинів, суспензій, молока (рис. 1.13.) и т. д.
Рис.1.1. Сушильна установка «в киплячому шарі»
Сушильна установка включає в себе:
Вдувну воздуходувку,
Калорифер,
Сушильну камеру з резервуаром із фторопластовими інертними часточками, приладом перемішування частинок та форсункову систему подачі (розпилення) рідкого компонента.
Циклон - пилоутримувач із бункером для висушеного продукту.
Скрубер із системою очистки повітря, який містить пил, водяним контуром циркуляції.
Витяжну воздуходувку
Принцип дії установки:
Повітря , нагріте в калорифері, поступає в сушильну камеру і «продуває» знизу резервуар з фторопластовими інертними частками. На нагріті частки розпиляють сировину форсункою, а спеціальним перемішуючим приладом відбувається постійне перемішування частинок в резервуарі. Завдяки продувці горячим повітрям розчин (чи суспензія) швидко зневоднюється на поверхнях інертних тіл, утворюючи на кожному із них неміцний порошковий шар. В результаті постійного перемішування фторопластових частинок в резервуарі шар порошку на частинках легко руйнується, відокремлюючись від їх інертної поверхні і у вигляді пилу зкидується в циклон. Там готовый порошок накопичується у нижньому бункері, а повітря, яке ще насичене пилом податься в очисний скубер. В скрубері є верхній та нижній баки; вода, яка постійно зливається із верхнього в нижній, насосом подаєтся назад, утворюючи контур циркуляції. Повітря, насичене пилом, по принципу «кальяма» проходить верхній бак, при цьому очищається. Постійно росте концентрація продукту у воді контура, коли вона наближається до вихідної консистенції в сировині, воду замінюють і направляють на форсунку у робочий цикл.
ЗАТ «Ростон» виготовлена установка СІН – 04 потужністю 40 – 60 кг/год по випареній волозі,сушильна камера яка має діаметр 0,4 м та висоту до 2 м.
Завдяки високим швидкостям сушильного агенту ( від 3 до 5 м/с ) сушильна камера має мінімальні розміри, вага таких сушильних установок, одже, ціна ( з урахуванням комплектуючих ) в 3-5 разів нижче аналогічних розпилювальних сушильних установок інших типів. Якщо забезпечити шнекову подачу, в інертному шарі можна сушити порошки з високою вологістю.
Сушильна установка з “киплячим шаром” та агрегатом,який подає матеріал що висушується
Дозволяє висушувати велику кількість дисперсних матеріалів з розміром часток до Змм.
Установка включає калорифер, сушарку, пило утримувач, систему вологої очистки, газодувку, подаючий та развантажуючий агрегати.
Принцип дії установки:
Повітря ,підігріте в калорифері надходить в сушарку та псевдозріджує вологий дисперсний матеріал, який поступає до сушарки завдяки подаючому агрегату. Висушений матеріал відводиться завдяки развантажуючому вікну з регулюючим порогом. Повітря від матеріалу що видувається очищається у циклоні вологої очистки.
Сушильна установка з «киплячим шаром» - гранулятор, дозволяє переробляти розчини, суспензії, сипучі порошки з введенням гранулюючих водних добавок чи просто води. Продукт що отримують – гранули 1-4 мм. Сушильна установка з заданою зоною гранулювання, має перевагу порівняно із барабанними грануляторами (БГС):маленькі розміри та вага,відповідно даним. У порівнянні з грануляторами з киплячим шаром та розпилювальними форсунками енерговитрати на псевдозрідження в два рази нижче. Гранулятори прості в обслуговуванні, можуть працювати безперервно сотні годин без необхідності чистки окремих вузлів.
Установка включає калорифер, сушарку, пило утримувач, пневматичний класифікатор, вологу очистку, газодувку, змішувач двошнековий.
Принцип дії установки:
Повітря яке нагрівається в калорифері надходить у сушилу, де псевдо зріджує гранульований матеріал. Із сушарки гранули «зтікають» у змішувач та транспортуються вздовж апарата під невеликим кутом (10˚-12˚)вверх. На шляху до змішувача вони опирскуються сировиною це може бути розчин чи суспензія. Вологий матеріал одночасно з рухом до шнеку гарно перемішується.
Зволожуюча рідина рівномірно вкриває гранули і вони засипаються знову в сушарку як наомога далі від місця висипання. Потрапляючи в сушарку, гранули висихають, потім знову потрапляють у змішувач, знову зволожуються і т.д. За цикл Їх маса збільшується на 1- 2 % (в залежності від властивостей матеріалу і можливості маси втратити сипучість). Після виходу на режим, гранули безперервно відбираються через розвантажуюче вікн, класифікуються, відбирається товарна фракція (звичайно до 2 – 4 мм), маленькі часточки повертаються назад у змішувач, великі можуть подрібнюватися і повертатися у змішувач так як при досягненні визначеного розміру вони підлягають саморозтріскуванюна маленькі часточки(єфект термодроблення).
Пневматичні сушильні установки
Циклонна сушильна установа
Використовується для безперервної та періодичної сушки мілко дисперсних порошків.ЗАО « Ростон» розробив сушильну установку для досушки крохмалю потужністю 5 кг/год випареної вологи з циклічним завантаженням по 180 кг продукту. Сушильна установка дозволяє висушувати продукт із початковою вологістю 12% вологи.
Вихрова «безуносна» сушильна установка на базі ВЗП («встречных закрученных потоков»)
Цей тип розпилювальних сушильних установок по енергозатратам у 2 рази ефективніше завдяки значно меншому робочому опору окремих складників установки (циклонів пило утримувачів)
Вихрові сушарки "Спін Флаш" це новий вид обладнання, який заявився на світовому ринку в середині 80-х років. Виробник сушарок -датська фірма "Ангідро". їх призначення - сушіння кускових та пастових матеріалів.
Сушарний пристрій "Спін Флаш" (рис.1.14) з єдиною операцією вологий матеріал в одноманітний порошок.
1 2 3