Обзор технологии и оборудования для производства кефира. Два способа (резервуарный и термостатный) для выработки данного вида продукции. Порядок приемки и подготовки сырья. Пороки кисломолочных продуктов, причины их возникновения и меры предупреждения.
Аннотация к работе
Молоко и молочные продукты пользуются повседневным спросом и составляют примерно 16% (210,4 кг/год) от минимальной потребительской корзины трудоспособного населения Российской Федерации, в том числе такие сегменты, как молоко и кефир занимают 8%. Придавая особое значение качеству выпускаемой продукции как важнейшему условию предупреждения кишечных инфекционных заболеваний и пищевых отравлений среди населения Правительство Российской Федерации обязало руководителей администраций субъектов Федерации, органы Государственного санитарного надзора ужесточить требовательность на всех этапах изготовления продуктов питания, усилив контроль за процессами производства сельскохозяйственной продукции, ее переработки, хранения, транспортировки и реализации, не допускать производства пищевых продуктов с нарушением требований технологии, санитарно-гигиенических и противоэпидемических норм и правил. Кефир резервуарным способом вырабатывают из цельного натурального нормализованного молока не ниже второго сорта, кислотностью не более 19 0Т, плотностью не менее 1,027 кг/м3, молоко обезжиренное кислотностью не более 20°Т, плотностью не менее 1030 кг/МЗ.с различной массовой долей жира, поэтому исходное молоко нормализуют до требуемой массовой доли жира. При нормализации цельного молока по жиру могут быть два варианта: жира в цельном молоке больше, чем требуется в производстве, и жира в цельном молоке меньше, чем требуется. Вместо полной гомогенизации допускается применять раздельную гомогенизацию молока(сливок).При раздельной гомогенизации нормализованное по жиру и подогретое во второй секции регенирации пластинчатого пастеризатора до температуры от 55 - 65 0 С молоко сепарируют.По мнению многих экспертов сегодня в мире пищевая промышленность относится к одной из наиболее динамично развивающихся отраслей экономики. В общем ассортименте цельномолочной продукции 58,8% занимают кисломолочные напитки.
План
Содержание
Введение
Обзор технологии и оборудования
Продуктовый расчет
Блок-схема производства кефира 2,5 % жирности
Характеристика продукта
Пороки кисломолочных продуктов, причины их возникновения и меры предупреждения
Подбор оборудования
Заключение
Список литературы
Введение
кефир технология кисломолочный
Молоко и молочные продукты пользуются повседневным спросом и составляют примерно 16% (210,4 кг/год) от минимальной потребительской корзины трудоспособного населения Российской Федерации, в том числе такие сегменты, как молоко и кефир занимают 8%. Для сравнения, 11% от общей потребительской корзины приходится на хлеб и хлебопродукты.
Задачи надежного обеспечения населения России всеми видами продовольствия, дальнейшего увеличения выпуска наиболее ценных продуктов питания, расширение их ассортимента и повышения качества являются важнейшими условиями перестройки управления экономикой, создание единого агропромышленного комплекса России, обеспечивающего наиболее эффективные межотраслевые связи сельского хозяйства со всеми заинтересованными организациями и ведомствами.
Придавая особое значение качеству выпускаемой продукции как важнейшему условию предупреждения кишечных инфекционных заболеваний и пищевых отравлений среди населения Правительство Российской Федерации обязало руководителей администраций субъектов Федерации, органы Государственного санитарного надзора ужесточить требовательность на всех этапах изготовления продуктов питания, усилив контроль за процессами производства сельскохозяйственной продукции, ее переработки, хранения, транспортировки и реализации, не допускать производства пищевых продуктов с нарушением требований технологии, санитарно-гигиенических и противоэпидемических норм и правил.
По удельному весу валовой продукции в пищевой промышленности молочные продукты занимают третье место. Разнообразен их ассортимент - вырабатывают более 200 наименований молочных продуктов, из них около 100 цельномолочных, свыше 80 разновидностей сыров, до 20 видов молочных консервов.
В общем балансе питательных веществ, потребляемых человеком, на долю молочных продуктов приходится в среднем у взрослых до 20, а у детей - до 50-60 %. Более 100 веществ входят в состав коровьего молока: белки, жиры, углеводы, витамины, ферменты, минеральные вещества и др. Особенно необходимо молоко для детского растущего организма. Поэтому к качеству молочных продуктов предъявляются особые требования, так как при малейшем нарушении санитарно-гигиенических правил они могут стать благоприятной средой для развития патогенных микроорганизмов, возбудителей ряда инфекционных заболеваний.
Молоко содержит около 300 полезных веществ. А кисломолочных продуктов выпускается более 80 видов из разных видов молока с применением заквасок. В них накапливается огромное количество живых бактерий, способных придавать молоку разные вкусовые, диетические, биологические и лечебные свойства, одним из таких является кефир.
Обзор технологии и оборудования
Кефир вырабатывают резервуарным и термостатным способами. Кефир по внешнему виду и консистенции представляет собой однородную сметанообразную массу с нарушенным (при резервуарном способе) или ненарушенным (при термостатном способе) сгустком. В данной курсовой работе будем вырабатывать кефир резервуарным способом.
Технологическая схема производства кефира
Существует два способа производства кефира - резервуарный и термостатный. Резервуарный способ производства отличается от термостатного тем, что сквашивание молока производится в большой емкости и на розлив направляется продукт с перемешанным сгустком. Технологический процесс состоит из следующих операций: приемки и подготовки сырья, нормализации, гомогенизации, пастеризации и охлаждения, заквашивания, сквашивания в специальных емкостях, охлаждения сгустка, созревание сгустка, фасования.
Приемка и подготовка сырья
Проводят инспекцию цистерн, обмывают их водой, вскрывают и определяют массовую долю жира, плотность, кислотность, чистоту, редуктазную пробу, температуру, выполняют органолептическую оценку сырья. Кефир резервуарным способом вырабатывают из цельного натурального нормализованного молока не ниже второго сорта, кислотностью не более 19 0Т, плотностью не менее 1,027 кг/м3, молоко обезжиренное кислотностью не более 20°Т, плотностью не менее 1030 кг/МЗ.с различной массовой долей жира, поэтому исходное молоко нормализуют до требуемой массовой доли жира.
В зависимости от используемого молочного сырья кефир может вырабатываться: - натурального молока;
-из нормализованного молока;
-из восстановленного молока;
-из рекомбинированного молока; -из их смесей.
Нормализация
Молоко нормализуют по массовым долям жира и белка с таким расчетом, чтобы массовые доли жира и белка в готовом продукте были не менее предусмотренных стандартом
При нормализации цельного молока по жиру могут быть два варианта: жира в цельном молоке больше, чем требуется в производстве, и жира в цельном молоке меньше, чем требуется. В первом варианте жир частично отбирают путем сепарирования или к исходному молоку добавляют обезжиренное. Во втором варианте для повышения жирности исходного молока добавляют к нему сливки. Один из простейших способов нормализации по жиру - нормализация путем смешивания в емкости рассчитанных количеств нормализуемого молока и нормализующего компонента (сливок или обезжиренного молока) при тщательном перемешивании смеси.
Очистка, гомогенизация и тепловая обработка
Нормализованное молоко , подогретое до температуры (41-45) 0 С, очищают на центробежных молокоочистителях или другом оборудование без подогрева Гомогенизация - это раздробление (диспергирование) жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий. В процессе обработки уменьшаются размеры жировых шариков и скорость всплывания. Происходит перераспределение оболочечного вещества жирового шарика, стабилизируется жировая эмульсия, и гомогенизированное молоко не отстаивается. В настоящее время применяют двухступенчатую гомогенизацию, исключающую слипание частичек жировых шариков на выходе из клапанной щели гомогенизирующей головки. Гомогенизация проводится при температуре 45-85 0С и давлении 12,5-17,5 МПА (125-175 атм). Вместо полной гомогенизации допускается применять раздельную гомогенизацию молока(сливок).При раздельной гомогенизации нормализованное по жиру и подогретое во второй секции регенирации пластинчатого пастеризатора до температуры от 55 - 65 0 С молоко сепарируют. При этом массовая доля жира в полученных сливках составляет от 16 до 20 % .Полученные сливки гомогенизируют на двухступенчатом гомогенизаторе при давлении на первой ступени от 8 до 10 МПА ,во второй от 2 до 2,5 Мпа. Температура гомогенизации составляет от 55 до 65 0 С.Гомогенизированные сливки смешиваются с обезжиренным молоком ,выходящим из сепаратора - сливкоотделителя и направляются в секцию пастеризации.
Пастеризация молока производится с целью уничтожения вегетативных форм микрофлоры, в том числе патогенных. Наиболее распространенный способ в производстве кисломолочных продуктов - кратковременная пастеризация при температуре 85-89 0С с выдержкой в течение 10-15 мин. или при 90-94 0С с выдержкой 2-8 мин. с последующим охлаждением до температуры заквашивания. Режим пастеризации должен обеспечить получение заданных свойств готового продукта, в частности органолептических показателей (вкус, нужные вязкость и плотность сгустка). Высокие температуры пастеризации вызывают денатурацию сывороточных белков, при этом повышаются гидратационные свойства казеина. Это способствует образованию более плотного сгустка, который хорошо удерживает влагу, что препятствует отделению сыворотки при хранении. После пастеризации и гомогенизации смесь охлаждается до температуры заквашивания от 18 до 25 0 С.Хранение не заквашенного молока при данной температуре не допускается.
Заквашивание и сквашивание молока. Заквашивают и сквашивают молоко в резервуарах для кисломолочных напитков с охлаждаемой рубашкой, снабженных специальными мешалками , обеспечивающими равномерное и тщательное перемешивание молока с закваской и молочного сгустка. Во избежание вспенивания молоко в резервуар подается через нижний штуцер.
Закваску грибную (сливы с кефирных грибков) или производственную вносят в потоке с использованием насоса - дозатора одновременно с нормализованным молоком, или спустя некоторое время от начала наполнения резервуара молоком или после наполнения резервуара, в количестве 1 - 3 % или 3 - 5 % соответственно. Во время внесения закваски молоко обязательно перемешивают для равномерного распределения закваски в объеме продукта недопущение образования хлопьев белка. Молоко с внесенной закваской перемешивают в течение 10 - 15 мин. После перемешивания молоко с закваской оставляют в покое в резервуаре для сквашивания на 8 - 12 ч.
Для выработки кефира с характерным вкусом и прочной консистенцией необходимо использовать производственную закваску, выдержанную после сквашивания при температуре 10-12 0С в течение 12-24 час. Закваску, масса которой обычно составляет 5 % массы заквашиваемой смеси, вносят в смесь, охлажденную до температуры заквашивания. Смесь сквашивают при температуре 18-25 0С до образования молочно-белкового сгустка кислотностью 80-100 0Т (РН 4,5-4,65). Во время сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. После окончания сквашивания продукт немедленно охлаждают.
Перемешивание и охлаждение сгустка. После сквашивания кефир перемешивают и охлаждают до температуры созревания. Перемешивание продукта начинают через 60-90 мин. после начала времени его охлаждения и проводят в течение 10-30 минут. После мешалку отключают на время от 1 до 1,5 часа, затем каждый час включают мешалку от 2 до 10 мин. до температуры 12 - 16 0 С сгусток оставляют в покое. С момента заквашивания до окончания созревания должно пройти не менее 24 часов.
Созревание кефира. Продолжительность созревания кефира составляет 9-13 ч. Во время созревания активизируются дрожжи, происходит спиртовое брожение, в результате чего в продукте образуются спирт, диоксид углерода и другие вещества, придающие этому продукту специфические свойства.
Перемешивание и розлив. По истечении времени созревания, перед началом розлива кефир в резервуаре перемешивают 2-5 мин. Упаковку и маркировку производят в соответствии с требованиями стандарта на этот продукт. С целью улучшения консистенции готового продукта, упакованный кефир рекомендуется выдерживать в холодильной камере перед реализацией. При достижении кефиром требуемого показателя условной вязкости и температуры 2 - 6 0С технологический процесс считается законченным и продукт готов к реализации.
Хранение кефира Хранение кефира производят при температуре от 6 до 8 0С не более 36 ч с момента окончания технологического процесса в соответствии с действующими санитарными правилами для особо скоропортящихся продуктов, в том числе на предприятии-изготовителе не более 18 ч. Такие условия позволяют в оптимальном соотношении продолжаться процессам брожения (спиртовое брожение преобладает над кисломолочным). При этом интенсивность брожения достаточно снижена, чтобы предотвратить в течение периода хранения, составляющего 36 часов и в том числе 18 часов на предприятии изготовителе, чрезмерное повышение кислотности или содержания спирта в продукте. Камеры хранения для сырья и продукции охлаждают батарейным воздушным и смешанным способами. Наиболее широко применяется батарейное охлаждение. Воздушное охлаждение дает возможность использования рассола и аммиака, обеспечивает равномерную температуру по всему объему камеры. Смешанный способ охлаждения - камеры оборудуют батареями и воздухоохладителями. Этот способ применяется в основном в камерах с универсальным температурным режимом.
Транспортировка
Упакованные кисломолочные напитки должны выпускаться с предприятия в транспортной таре - проволочных ящиках, полимерных ящиках, а также контейнерах или другой транспортной таре.
Пакеты "Тетра-Брик" упаковывают в термоусадочную пленку с последующей укладкой их на поддоны. Кисломолочные напитки транспортируют в авторефрижераторах или машинах с изотермическим кузовом.
Продуктовый расчет по производству кефира с 2,5% жирности
Дано: молоко цельное 3,8% жирности, молоко обезжиренное 0,05% жирности, нужно получить 6000 кг готовой продукции с массовой долей жирности 2,5%.
Расчет. Методом материального баланса.
М см- масса кефира
Ж см- жирность кефира
Мм-масса молока для нормализации смеси
Ж м- жирность молока для нормализации смеси
М об- масса обезжиренного молока для нормализации смеси
Ж об- жирность обезжиренного молока для нормализации смеси
М см * Ж см = М м * Ж м М об* Ж об - уравнение материального баланса.
6000 * 2,5 = X1 * 3,8 X2 * 0,05
X1 = М м , X 2 = М об, Т.к. М см = Мм М об , следовательно можно выразить массу молока через массу обезжиренного молока
Мм = М см - М об , или X 1 = 6000 - X2 подставляем это выражение в уравнение материального баланса
6000 * 2,5 = ( 6000 - X2) * 3,8 X2 * 0,05
15000 = 22800 - 3,8 X 2 0,05 X 2
3,75 X 2 = 7800
X2 = 7800 / 3,75
X2 = 2080
Из этого следует что X 1 = 6000 - 2080 , X 1 = 3920
Для нормализации смеси на кефир жирностью 2,5 % и массой 6000 кг нам нужно взять 3920 кг молока жирностью 3,8 % и 2080 кг обезжиренного молока с жирностью 0,05 %.
Блок - схема производства кефира 2,5% жирностью о
Еще в XVIII веке русские врачи обратили внимание на целебные свойства напитка кавказских горцев - кефира. Ялтинский врач В. Дмитриев одним из первых опубликовал работу, посвященную диетическим свойствам напитка. Высоко оценивал полезные свойства кефира И. И. Мечников. Обратив внимание на высокую продолжительность жизни горцев Кавказа и некоторых районов Болгарии, значительную часть рациона которых составляли молочнокислые продукты, он пришел к выводу, что молочнокислые бактерии обладают свойством задерживать развитие некоторых вредных микроорганизмов и способствовать продлению жизни человека.
В пищевой промышленности кефир получают из молока путем добавления к нему кефирного грибка. В состав кефирного грибка, кроме молочнокислых бактерий, входят молочные дрожжи, которые и придают напитку особый аромат и вкус.
Кефир легко усваивается, оказывает тонизирующее действие. Он, как и другие молочнокислые продукты (простокваша, ацидофилин), влияет на работу желудка и кишечника: стимулирует выделение пищеварительных соков, нормализует моторную функцию пищеварительного тракта, возбуждает аппетит. Вот почему кефир рекомендуют при хронических заболеваниях желудка и кишечника (гастрит с пониженной секрецией, колит). Нередко люди, страдающие аллергией к молоку, хорошо переносят кефир. Содержащаяся в нем молочная кислота обладает антимикробными свойствами и оказывает благоприятное действие на микрофлору кишечника.
Кефир- это кисломолочный напиток, диетические и лечебные свойства которого объясняются благотворным воздействием на организм человека микроорганизмов и веществ, образующихся в результате биохимических процессов, которые протекают при сквашивании молока. Усвояемость кисломолочных напитков выше усвояемости молока. Воздействие напитков на секреторную деятельность желудка и кишечника способствует интенсивному выделению ферментов железами пищеварительного тракта. В результате этого ускоряется переваривание пищи.
Усвояемость кисломолочных напитков улучшается также в результате частичного распада белков на более простые вещества, в частности аминокислоты.
Пороки кисломолочных продуктов, причины их возникновения и меры предупреждения.
Порок Причины возникновения Меры предупреждения
Жидкая консистенция с отстоем сыворотки Использование молока с плотностью менее 1027 кг/м3 для всех кисломолочных напитков и менее 1028 кг/м3 для кефира Осуществлять тщательный подбор сырья рекомендуемой плотности. В весенне-зимний период в связи с уменьшением содержания казеина в молоке рекомендуется вырабатывать, особенно кефир, с добавлением сухого молока или кефир «Особый», кефир таллинский
Недостаточный режим тепловой обработки исходного молока, в результате которого не наблюдается денатурации сывороточных белков Применять для кисломолочных напитков следующие режимы пастеризации: 85-87°С с выдержкой 5-10 мин; 92-95°С с выдержкой 2 - 8 мин. При данных режимах происходит агрегация почти полностью денатурированных частиц сывороточных белков, которые при сквашивании молока коагулируют вместе с казеином, образуя плотный сгусток, который задерживает отделение сыворотки. Денатурированные сывороточные белки принимают непосредственное участие в образовании трехмерной сетчатой структуры сгустка
Отсутствие гомогенизации молока При диспергировании (измельчении) жировых шариков поверхность их увеличивается и на ней адсорбируются поверхностно-активные фракции белков плазмы, что приводит к нарушению динамического равновесия, в котором находился первоначально белковый комплекс. А это вызывает самопроизвольный распад белковых частиц, то есть их измельчение, способствующее лучшей коагуляции при сквашивании и образованию плотного сгустка. Необходимо соблюдать режимы гомогенизации: давление 12,5-17,5 МПА и температура 45-48°С
Несоблюдение режимов перемешивания Перемешивание кефира при кислотности 85°Т приводит к отстою сыворотки, а при 95-100°Т способствует получению продукта с достаточно вязкой консистенцией. Это связано с повышением влагоудерживающей способности казеина. Продолжительность перемешивания зависит от конструкции мешалки и прочности сгустка. Если сгусток слабый (особенно для кефира), то рекомендуется созревание проводить при 20°С. При этой температуре происходит повторное структурообразование, число контактов между макромолекулами увеличивается
Подача сгустка на розлив с помощью насосов Насосы должны иметь частоту вращения 100-200 об/мин. Течение кефира по трубам должно быть ламинарным со скоростью не более 0,6 м/с, а скорость движения его в насосе не выше 0,01 м/с
Хлопьевидная консистенция Низкая термоустойчивость белков молока Проверить с использованием алкогольной пробы
Местная коагуляция белков при взаимодействии закваски с первыми порциями молока, подаваемого в резервуар с находящейся в нем закваской Первые порции молока, подаваемого в резервуар с закваской, должны иметь температуры заквашивания на 5 - 7°С. Первые порции молока, имеющие температуру 35-50°С, также могут вызвать местную коагуляцию белков молока и способствовать образованию в готовом продукте хлопьевидной, крупчатой консистенции
Неспецифический простоквашный привкус для кефира Недостаточное развитие дрожжей, ароматобразующих и уксуснокислых бактерий Снизить температуру культивирования кефирных грибков, уменьшить их количество; исключить промывку кефирных грибков
Слишком быстрое сквашивание кефира и повышенная его кислотность Отсутствие нормальных температурных условий для процесса сквашивания кефира, при которых интенсивно развиваются термофильные молочнокислые палочки Необходимо установить температуру сквашивания, равную 18-25°С, снизить количество закваски до 1-2 %
Наличие бактерий группы кишечной палочки Нарушение санитарно - гигиенических условий производства Систематически проводить микробиологические исследования сырья, заквасок и оборудования по ходу технологического процесса. Основной источник кишечной палочки - закваска, если нарушаются режимы ее приготовления. Часто кисломолочные напитки обсеменяются этими бактериями в разливочно - укупорочных автоматах
Подбор оборудования для производства кефира 2,5 % жирности
№ п/п Наименование оборудования Марка оборудования Производительность Количество, шт
5 Пастеризационно-охладительная установка четырехсекционная для кисломолочных продуктов ПОУ - 5000К 5000 л/ч 1
6 Резервуар для кисломолочных продуктов 1
7 Гомогенизатор А1 - ОГЗМ - 5,0 5000 л/ч 1
8 Заквасочник Л5 - 032 - У - 0,63 - 1 0,63 м3 1
9 Холодильная камера 1
10 Камера хранения готовой продукции 1
Вывод
По мнению многих экспертов сегодня в мире пищевая промышленность относится к одной из наиболее динамично развивающихся отраслей экономики.
Молочные продукты являются в настоящее время неотъемлемой частью рациона большинства населения. В общем ассортименте цельномолочной продукции 58,8% занимают кисломолочные напитки.
Современная промышленная переработка молока представляет собой сложный комплекс последовательно выполняемых взаимосвязанных химических, физико-химических, микробиологических, теплофизических и других трудоемких и специфических технологических процессов. Предприятия молочной отрасли оснащены большим количеством перерабатывающей техники. Рациональная эксплуатация технологического оборудования требует глубокого знания его особенностей и конструктивных признаков. При использовании современного технологического оборудования важно сохранить в максимальной степени пищевую и биологическую ценность компонентов сырья в вырабатываемых молочных продуктах.
В результате проделанной курсовой работе мы выяснили, что для получения высококачественного продукта нужно использовать качественное сырье, строго соблюдать режимы и рационально использовать оборудование.
Список литературы
1. Крусь Г.Н., Тиняков В.Г., Фофанов Ю.Ф. Технология молока и оборудование предприятий молочной промышленности.- М.: Агропромиздат, 1986. - 280 с.
2. Технология молока и молочных продуктов/ Г.В. Твердохлеб, З.Х. Диланян, Л.В. Чекулаева, Г.Г. Шиллер. - М.: Агропромиздат., 1991. - 463 с.: ил. - (Учебники и учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений)
3. Степанова Л.И. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры. В трех томах. Т.1. Цельномолочные продукты - СПБ: ГИОРД, 1999. - 384 с.
4. Технология производства, хранения, переработки и стандартизации продукции животноводства/ Под ред. А.Ф. Крисанова Д.П. Хайсанова. - М.: Колос, 2000. - 208 с.: ил. - (Учебники и учеб. пособие для студентов высш. учеб. заведений)
5. Производство молока и молочных продуктов. ( Гигиеническое и противоэпидемическое обеспечение.) Под ред. В.А. Павлова. - М.: Информагротех, 1999. - 280 с.
6. Бредихин С.А., Космодемьянский Ю.В., Юрин В.Н. Технология и техника переработки молока. - М.: Колос, 2003. - 400 с.: ил.