Технологические расчеты цеха цельномолочной продукции

Введение

Молочная промышленность является одной из важнейших среди пищевых отраслей народного хозяйства. Однако, начиная с 90-х годов прошлого века, производство молочной продукции резко снизилось. Это в первую очередь связано с положением в животноводстве.

В настоящее время в молочной промышленности произошли большие изменения, вызванные в большей мере возрастающим использованием сырья немолочного происхождения. В связи с этим все продукты из молока (кроме масла и сыра) делятся на молочные и молокосодержащие. Кроме того, за последние годы разработаны молочные продукты различного функционального назначения с использованием витаминов, микро- и макроэлементов, бифидобактерий, различных добавок и т.д. Также очень широко стали использоваться аналоги натуральных пищевых добавок, т.е. вещества искусственного происхождения.

В р.п. Ижморский потребление цельномолочной продукции всегда было стабильным. По последней переписи численность населения составляет приблизительно 15108 человек. Основное население занято трудовой деятельностью в крестьянском хозяйстве «Узбеков», в местных органах самоуправления, и незначительная часть – предприниматели. Появление цельномолочного цеха в р.п. Ижморском разрядит напряженную обстановку сложившеюся в связи с кризисом. Появятся новые рабочие места, что благоприятно отразится на экономике района. Тяжелый физический труд является еще одним фактором, подтверждающим необходимость потребления цельномолочной продукции, которая является дополнительным источником энергии, витаминов и других веществ, необходимых для нормального здорового функционирования организма. Также молоко и продукты его переработки считаются неотъемлемой составляющей сбалансированного питания детей.

1 Технологическая часть

1.1 Физико-химические показатели продуктов по ассортименту

Качество молока, поступающего для промышленной переработки на предприятия молочной промышленности, влияет и на качество готовой промышленности и на экономические показатели.

Для молочной промышленности к молоку-сырью согласно ГОСТ Р 52054 – 2003 предъявляют требования по физико-химическим, органолептическим, микробиологическим показателям.

По органолептическим показателям молоко должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 1.

Таблица 1 – Органолептические показатели молока-сырья

Наименование показателя	Норма для молока сорта
	высшего	первого		второго	несортового
Консистенция	Однородная жидкость без осадка и хлопьев. Замораживание не допускается				Наличие хлопьев белка, механических примесей
Вкус и запах	Чистый, без посторонних запахов и привкусов, не свойственных свежему натуральному молоку				Выраженный кормовой привкус и запах
			Допускается в зимне-весенний период слабовыраженный кормовой привкус и запах
Цвет	От белого до светло-кремового				Кремовый, от светло-серого до серого

По физико-химическим показателям молоко должно соответствовать нормам, указанным в таблице 2.

Таблица 2 – Физико-химические показатели молока-сырья

Наименование показателя	Норма для молока сорта
	высшего	первого	второго	несортового
Кислотность, °Т	16,00–18,00	16,00–18,00	16,00–20,99	Менее 15,99 или более 21,00
Группа чистоты, не ниже	I	I	II	III
Плотность, кг/м3, не менее	1028,0	1027,0	1027,0	Менее 1026,9
Температура замерзания, °С *	не выше минус 0,520			выше минус 0,520
* Может использоваться взамен определения плотности молока

В таблице 3 представлены физико-химические показатели продуктов по ассортименту.

Таблица 3 – Основные физико-химические показатели готовой продукции

Наименование продукта	Физико-химические показатели						ГОСТ, ОСТ, ТУ
	Массовая доля, %			Титруемая кислотность, °Т	Плотность, кг/м3	Температура при выпуске с предприятия, °С
	жир	влага	белок
молоко топленое	2,5	-	2,6	21	1027	4 ± 2	ТТИ ГОСТ Р 52090–2003
напиток снежок	2,5	-	2,7	80–140	-	4 ± 2	ОСТ 10–02–02–1–86
сметана классическая	10	-	2,8	60–90	-	4 ± 2	ТТИ ГОСТ Р 52092–003
творог традиционный	9	75	16	170–230	-	4 ± 2	ТТИ ГОСТ Р 52096–008

В таблице 4 представлен вид фасовки для ассортимента вырабатываемой продукции.

Таблица 4-Ассортимент вырабатываемой продукции

Наименование продукции	Мощность, т		Фасовка
	В смену	В сутки
молоко топленое 2,5% жирности	1797,85	3595,7	Пакет «Тетра-пак» 1000 см
напиток снежок 2,5% жирности	1198,57	2397,14	Пакет «Тетра-пак» 500 см
сметана 10% жирности	163,67	327,34	Стаканчики емкостью 500 см
творог 9% жирности	224,10	448,2	Брикеты по 250 гр

1.2 Продуктовый расчет

При проектировании цеха по выпуску цельномолочной продукции для удовлетворения потребности населения рекомендуется выбирать ассортимент с учетом рациональной переработки молока на новые, биологически полноценные, улучшенного качества молочные продукты, включения в рацион питания людей разных возрастов низкокалорийных, витаминизированных продуктов, а также диетического и лечебного назначения.

Годовую потребность населения в молоке и цельномолочных продуктах П, кг/год, рассчитывают с учетом физиологических норм потребления молочной продукции на одного человека в год В, по формуле:

П = В Ч А,

где А – численность населения, тыс. человек;

В-физиологическая норма потребления молочной продукции на одного человека в год, кг (392 кг/год).

П = 15108 Ч 392 = 5922336

Главным показателем любого проекта предприятия является его производственная мощность, т.е. максимальное количество молока, которое может быть переработано или количество продукции, которое может быть выработано за единицу времени.

Сменная мощность цеха Мс, кг/см, цельномолочной промышленности определяют по формуле:

,

где В-физиологическая норма потребления цельномолочной продукции в год в пересчете на молоко, кг (119 кг/год);

А – численность населения, тыс. человек;

Н – число смен работы завода в год.

Таблица 5 – Режим работы молочного завода

Количество установленных суток максимальной загрузки в течение года	Расчетное количество смен работы
	в сутки максимальной загрузки	в год
300	2	600

К сменной мощности Мс, кг/см, прибавляют 25% молока, идущего на сепарирование для возврата сдатчикам и производственные потери. Тогда номинальная сменная мощность М, кг/см, проектируемого цеха равна:

,

где Мс – сменная мощность цеха, кг/см.

Годовая производственная мощность предприятия Мг, кг/год, рассчитывается по количеству перерабатываемого сырья по формуле:

,

где М – номинальная сменная мощность цеха, кг/см;

Н – число смен работы завода в год.

По годовой мощности предприятие относится к 1 группе.

Расчет проектной сменной мощности проектируемого цеха проводится, принимая за основу годовой объем ресурсов, режим работы цеха, сезонность заготовок молока. Все предприятия молочной промышленности в силу сезонного поступления молока работают неравномерно в течение года, поэтому при проектировании обязательно учитывается эта сезонность.

Сменная мощность проектируемого предприятия по выработке цельномолочной продукции в натуральном выражении Мг.п., кг/см, определяют по формуле:

,

где В - физиологическая норма потребления цельномолочной продукции в год в натуре, кг;

А – численность населения, тыс. человек;

Н – расчетное количество смен работы цеха.

– 60% от сменной мощности по выработке цельномолочной продукции на производство молока топленого 2,5% жирности, кг/см:

– 40% от сменной мощности – на производство снежка 2,5% жирности, кг/см:

Сменная мощность проектируемого предприятия по выработке сметаны Мсм, кг/см:

Сменная мощность проектируемого предприятия по выработке творога Мтв, кг/см:

Продуктовый расчет молока топленого 2,5% жирности

Цельное молоко 3,6%

Нормализованное молоко 2,5% Сливки 30%

Молоко топленое 2,5%

Норма расхода нормализованного молока на 1 т питьевого молока Рн.м., в зависимости от вида розлива и мощности завода, рассчитываются по формулам:

,

,

где П – норма потерь сырья, %.

Масса нормализованного молока на весь объем выпускаемой продукции в смену, Мн.м., кг/см, определяется по формуле:

,

где Мг.п. – масса готового продукта, кг;

Рн.м. – норма расхода нормализованного молока на 1 т питьевого молока.

Жирность нормализованного молока определяем по формуле

Массу цельного молока и сливок определяем по формулам материального баланса

Для производства молока топленого с массовой долей жира 2,5% в количестве 1797,85 кг необходимо:

– цельного молока с массовой долей жира 3,6% – 1903,13 кг;

– оставшееся количество сливок с массовой долей жира 30% составило 85,16 кг.

Продуктовый расчет кисломолочного напитка «Снежок» 2,5% – жирности

Молоко цельное 3,6%

Закваска Нормализованное молоко 2,62% Сливки 30%

Нормализованная заквашенная смесь 2,5%

Напиток «Снежок» 2,5%

Определяем норму расхода нормализованной смеси на 1 т продукта Рн.см, кг/т:

,

,

где П – норма потерь сырья, %.

Масса нормализованной смеси Мн.см., кг/см, на весь выпуск продукции в смену:

где Мг.п. – масса готового продукта, кг;

Рн.см. – норма расхода нормализованного молока на 1 т питьевого молока, кг/т.

Таблица 6 – Рецептура на снежок 2,5%-й жирности, (кг на 1000 кг продукта без учета потерь)

Наименование сырья	Количество, кг
Молоко цельное 3,2%-ной жирности	794,8
Молоко обезжиренное	84,9
Закваска на обезжиренном молоке	50,00

Жирность нормализованного молока Жн.м., %, до внесения закваски, приготовленной на обезжиренном молоке:

,

где Жг.п. – массовая доля жира в готовом продукте, %;

Рз. – количество вносимой закваски, % (5%);

Жз. – массовая доля жира в закваске, % 0,05%).

Далее проводим пересчет каждого компонента Мкомп, кг, с помощью пересчета рецептуры указанной в таблице 6 по формуле:

,

где Мкомп. рец. – масса компонентов по рецептуре, кг.

Количество бактериальной закваски Мз. кг, приготовленной на обезжиренном молоке находим по формуле

Количество цельного молока Мц.м, кг, и сливок Мсл, кг, находим по формулам материального баланса:

Для производства кисломолочного напитка «Снежок» с массовой долей жира 2,5% в количестве 1198,57 кг/см необходимо:

– цельного молока с массовой долей жира 3,6% – 1903,13 кг;

– закваски, приготовленной на обезжиренном молоке в количестве 57,94 кг;

– оставшееся количество сливок с массовой долей жира 30% – 39,3 кг.

Продуктовый расчет сметаны классической 10%-й жирности

Молоко цельное 3,6%

Закваска

Сливки нормализованные 10,5% Обезжиренное молоко 0,05%

Заквашенные сливки 10%

Сметана 10%

По количеству готовой сметаны определяют количество нормализованной смеси (сливки и закваска) Мн.см., кг, с учетом потерь при производстве и расфасовке:

,

где Мг.пр. – масса готового продукта, кг;

Рр – норма расхода сметаны на 1 тонну продукта при расфасовке, кг/т;

Рпр – норма расхода нормализованной смеси на 1 тонну сметаны, кг/т (1006,5).

Жирность нормализованных сливок Жн.сл., %, до внесения закваски, приготовленной на обезжиренном молоке, находят по формуле:

, где Жг.п. – массовая доля жира в готовом продукте, %;

Рз – количество вносимой закваски, %, (принимают 5%);

Жз – массовая доля жира в закваске, % (принимают 0,05%).

Количество бактериальной закваски Мз, кг, приготовленной на обезжиренном молоке рассчитывают по формуле:

,

где Мн.см. – масса нормализованной смеси, кг;

Рз – количество вносимой закваски, %.

Количество нормализованных сливок Мнсл., кг, до внесения закваски, рассчитывают по формуле:

,

где Мн.см. – масса нормализованной смеси, кг;

Мз – масса бактериальной закваски, кг.

Если сметану вырабатывают из молока, поступающего на предприятие, по количеству нормализованных сливок и их жирности находим расход цельного молока Рм, кг/т, на 1 т сливок, необходимой жирности по формуле:

,

где Жн.сл. – массовая доля жира в нормализованных сливках, %;

Жоб. – массовая доля жира в обезжиренном молоке, %;

Жм – массовая доля жира в цельном молоке, %;

Пм – норма потерь молока, % (0,24)

,

,

Количество цельного молока Мц.м, кг/см, на весь выпуск находят по формуле:

,

Количество обезжиренного молока Моб.м, кг/см, оставшегося от производства, определяем по формуле:

,

где П – предельно допустимые потери обезжиренного молока, при сепарировании составляют 0,4%.

Для производства сметаны классической с массовой долей жира 15% в количестве 162,5 кг необходимо:

– цельного молока с массовой долей жира 3,6% в количестве 471,12 кг;

– закваски прямого внесения (DVS) для сметаны 7,9 кг;

– от производства останется обезжиренного молока с массовой долей жира 0,05% 310,8 кг.

Продуктовый расчет творога классического 9,0%-жирности

Молоко цельное 3,6%

Закваска Нормализованное молоко Сливки 30%

Заквашенная смесь 0,77%

Творожный сгусток

Творог 9% Сыворотка творожная

При традиционном способе производства творога по количеству готового продукта рассчитывают количество творога Мтв, кг/см, с учетом потерь при расфасовке определяем по формуле:

,

Мг.п. – сменная мощность проектируемого предприятия по выработке творога в натуральном выражении;

П₂ – потери при расфасовке.

Расход нормализованной смеси на 1 т творога:

,

где Рн.см. – норма расхода нормализованной смеси на 1000 кг творога;

С – степень использования жира, выраженная отношением количества жира в твороге к количеству жира в переработанном сырье, 90,06%;

Жтв. – массовая доля жира в твороге, 9%;

Жн.см. – массовая доля жира в нормализованной смеси, %, определяем по формуле:

Жн.см. = К Ч Бм,

где К – коэффициент нормализации для творога 9%-ной жирности в летне-осенний период 0,25;

Бм – массовая доля белка в молоке, %, определяется по формуле

Бм = 0,5 Ч Жм +1,3,

Бм = 0,5 Ч 3,6 + 1,3 = 3,1

Жн.см. = 0,25 Ч 3,1 = 0,77

Расход нормализованной смеси на весь выпуск творога Мн.см, кг, рассчитывается по формуле:

Мн.см. = Рн.см. Ч Мтв.

Количество бактериальной закваски Мз, кг, определяют по формуле:

,

где Мн.см. – масса нормализованной смеси на весь выпуск творога, кг/см;

Рз. – количество вносимой закваски.

Количество нормализованного молока Мн.м, кг, определяем по формуле:

Мн.м. = Мн.см. – Мз.

Количество нормализованного молока до внесения закваски

Выход сыворотки Мсыв, кг, оставшейся от производства, определяется по формуле:

Далее рассчитываем количество цельного молока Мц.м, кг, и сливок Мсл, кг, по формулам материального баланса:

Для производства творога классического с массовой долей жира 9% в количестве 224,1 кг необходимо:

– цельного молока с массовой долей жира 3,6% – 1394,1 кг;

– закваски, приготовленной на обезжиренном молоке в количестве 65,26 кг;

– оставшееся количество сливок с массовой долей жира 30% – 88 кг;

– оставшееся количество сыворотки составляет 1027,8 кг.

Определяем расход цельного молока Мц.м, кг, на производство цельномолочных продуктов по формуле:

,

где Мцм¹ – масса цельного молока необходимого для производства питьевого классического молока, кг;

Мцм² – масса цельного молока необходимого для производства йогурта

плодово-ягодного, кг;

Мцм³ – масса цельного молока необходимого для производства сметаны

классической, кг;

Мцм⁴ – масса цельного молока необходимого для производства творога

классического, кг.

После производства цельномолочной продукции остается цельного молока Мц.м, кг, на сепарирование:

,

где М – номинальная сменная мощность, кг/см;

Мц.м. – расход цельного молока пошедшего на производство продуктов, кг/см.

При сепарировании получится сливок Мсл, кг:

При сепарировании получится обезжиренного молока Моб.м, кг:

,

где П – предельно допустимые потери обезжиренного молока при сепарировании (0,4%).

Определяем массу обезжиренного молока Моб.з, кг, необходимой на производство всей закваски, используемой в производстве:

,

где Мз – суммарная масса закваски, приготовленной на обезжиренном молоке, необходимая для производства всех кисломолочных продуктов.

,

где Мз ¹ – масса закваски необходимой для производства йогурта, кг;

Мз ² – масса закваски необходимой для производства сметаны, кг;

Мз ³ – масса закваски необходимой для производства творога, кг.

Находим количество обезжиренного молока Моб.м, кг, оставшегося от производства продуктов:

,

Где Моб.м.¹ - масса обезжиренного молока, оставшегося от производства сметаны, кг;

Моб.м.² - масса обезжиренного молока, полученного при сепарировании цельного молока, кг.

Массу обезжиренного молока Моб.м.сд, кг, необходимого вернуть сдатчикам:

,

где Моб.м. – масса обезжиренного молока, оставшегося от производства продуктов, кг;

Моб.з. – масса обезжиренного молока, необходимой на производство всей закваски, кг

Рассчитывают количество сливок Мсл, кг, полученных от нормализации продуктов и при сепарировании с массовой долей жира 30%, для отгрузки в маслоцех:

,

где Мсл.¹ – масса сливок, полученных при нормализации молока питьевого, кг;

Мсл.² – масса сливок, полученных при нормализации йогурта, кг;

Мсл.³ - масса сливок, полученных при нормализации творога, кг.

1.3 Технологические особенности вырабатываемых продуктов

Технологические особенности производства молока топленого

Приемка

молоко коровье – сырье

(в соответствии с ГОСТ Р 52054)

Нормализация

(в соответствии с ГОСТ Р 52090)

Молоко после приемки и качественной оценки, нормализуют по содержанию жира – сливками. Нормализованное молоко поступает в I секцию рекуперации, где подогревается до t ° 40 – 45 °С, поступает в сепаратор молоко очиститель, где происходить очистка от механических примесей.

Пастеризация.

Тепловая обработка молока проводится с целью уничтожения микроорганизмов. Пастеризацию проводят в ОПУ в III