Курсовая работа: Производство масла

Введение

Молоко используют либо как продукт питания в непеработанном или переработанном виде, либо как сырье для молочной и пищевой отраслей промышленности. Молоко имеет высокую пищевую и биологическую ценность. В его состав входят необходимые для организма человека и хорошо усвояемые пищевые компоненты: молочный жир, белки, углеводы, молочный сахар и минеральные вещества. К отличительным особенностям молока как сырья относятся то, что являясь источником полноценного белка, оно поликомпонентно по составу, биологически активно и под влиянием внешних факторов лабильно изменяет свои свойства и параметры. В связи с этими обстоятельствами рациональное и рентабельное использование сырья, выработка высококачественных молочных продуктов могут быть достигнуты при условии профессионального понимания основных принципов и закономерностей процессов, заложенных в технологии молока. [12] Молочные продукты по новым стандартам допускается вырабатывать из натурального, восстановленного и рекомбинированного видов молока и их смесей, а также из вторичного молочного сырья без использования немолочных жира и белка. При этом получаемые из вышеуказанных видов сырья продукты не разделяют на натуральные, восстановленные и рекомбинированные. Более того, по новому стандарту на термины и определения не допускается использовать термин «натуральный» даже по отношению к продукту, полученному из натурального молока. Таким образом, новый стандарт на термины и определения полностью исключает понятия «натуральные молочные продукты». В связи с изложенным возникла необходимость рассмотреть изменения в ассортименте молочных продуктов с точки зрения науки о рациональном питании и полезности их для здоровья человека. [5]

Молочная промышленность - одна из важнейших среди пищевых отраслей народного хозяйства. Возникновение товарного молочного хозяйства в нашей стране относится к концу XVIII в. Молочные заводы тогдашней России представляли собой мелкие производства.

Становление молочной промышленности относится к 90-м годам XIX в. и связано с проводимыми реформами, заключающимися в коренной структурной перестройке промышленности и торгового потенциала России. Современная промышленная переработка молока представляет собой сложный комплекс последовательно выполняемых взаимосвязанных химических, физико-химических, микробиологических, биохимических, биотехнологических, теплофизических и других трудоемких и специфических процессов. Эти процессы направлены на выработку молочных продуктов, содержащих либо все компоненты молока, либо их часть. При производстве питьевого, цельного, сырого, пастеризованного и стерилизованного молока, а также кисломолочных напитков используются все компоненты состава молока. Выработка питьевых сливок, сметаны, творога, масла, сыра и других молочных продуктов основана на раздельной переработке компонентов молока. Производство молочных консервов связано с сохранением всех сухих веществ после удаления из него влаги.

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. Современная технология молока базируется на результатах многолетних исследованиях отечественных, зарубежных ученых, а также опыте специалистов перерабатывающих предприятий молочной отрасли страны. Основная научно-исследовательская работа в области промышленной переработки молока сосредоточена в ГУ ВНИМИ, ВНИИМС, НИИДП, а также их филиалах и других районах страны. Существенный вклад в решение проблем промышленной переработки молока вносят кафедры высших учебных заведений, ведущих подготовку специалистов для молочной отрасли, - МГУПБ, ВГТА, СГТУ. [5] В настоящее время отечественная молочная отрасль находится в условиях экономического кризиса. Основная причина этого - неудовлетворительное состояние сырьевой базы отрасли как следствие общего финансово – экономического кризиса всей пищевой промышленности страны.

Увеличение объема производства молока в стране последние 50 лет шло экономически бесперспективным путем за счет наращивания поголовья национального стада, а не повышения продуктивности коров. Продуктивность коров в СССР к 1990г. в среднем составляла до 2782 кг молока в год, тогда как в ведущих странах она достигла 5000-6000 кг. В последнее десятилетие продуктивность коров в стране стала еще ниже; их численность уменьшилась на 34 % в результате того, что многие хозяйства пустили под «нож» свои молочные стада; что многие перерабатывающие предприятия молочной отрасли сейчас загружены на 30-50% своей мощности. [12] Наряду с уменьшением объема выпуска острой проблемой является ухудшение качества поступающего на перерабатывающие предприятия молока. Низкое качество сырья приводит к ухудшению и потере вкусоароматических свойств готовых молочных продуктов: потеряно качество сыров из непастеризованного молока, «сливочность» низкожирных продуктов; вологодское масло практически исчезло с прилавков магазинов.

Желание производителей улучшить органолептические свойства, обеспечить безопасность и рентабельность продуктов, соблюсти оригинальную фирменную марку приводит к изменению традиционных способов производства, рационализации состава, выработке комбинированных молочных продуктов с добавлением и применением различных пищевых добавок. Причем экономическая целесообразность не всегда соответствует качественным показателям, пищевой и биологической ценности продукта. Так, увеличение сроков реализации молочных продуктов приводит к потере их биологической ценности. В связи с этим актуальной задачей в молочной отрасли является сохранение традиционных способов производства высококачественных молоченых продуктов.

Раздел 1.Обзор литературных источников

Сливочное масло – энергетически ценный пищевой продукт, который вырабатывают из молока. Сливочное масло представляет собой молочный жир, в котором равномерно распределены капельки плазмы и пузырьки воздуха. В состав сливочного масла входит до 83% молочного жира, около 16% воды, 1-2% белков, лактозы, минеральных веществ, образующих плазму масла. В масле содержатся жирорастворимые витамины A, D, E, водорастворимые витамины группа В и С, причем их количество в масле, полученном летом, существенно выше. Сливочное масло обладает высокой энергетической ценностью (2728-3130 кДж/100г) и усвояемостью (95-98%).[11] Вкус и запах сливочного масла обусловлены наличием в нем веществ, одна часть которых переходит в него из исходного молока и сливок, а другая часть образуется в результате тепловой обработки, физического и биологического созревания. Вкусовые компоненты сливочного масла - диацетил, летучие жирные кислоты, некоторые эфиры жирных кислот, лецитин, белок, жиры и молочная кислота. Желтую окраску сливочному маслу придает бета-каротин. В зависимости от содержания каротина масло имеет сочную с темно-желтым оттенком или бледно-желтую окраску, а иногда почти белую. Пищевая ценность сливочного масла обусловлена его химическим составом: молочным жиром, жирными кислотами, фосфолипидами, минеральными веществами, витаминами. Кроме обычного сливочного масла производят комбинированные, с наполнителями, кислосливочное, топленое, а также жировые продукты- спрэды и топленые смеси. Комбинированные масла вырабатывают из смеси молочных и «растительных» сливок. Спрэд - эмульсионный жировой продукт с массовой долей общего жира от 39 до 95%. Для производства спрэдов используют как молочное, так и немолочное сырье. В зависимости от массовой доли жира спрэды делят на:

- высокожирные (с массовой долей жира от 70 до 95%);

- среднежирные (с массовой долей жира от 50 до 69.9%);

- низкожирные (с массовой долей жира от 39 до 49.9%);

Топленая смесь - жировой продукт с массовой долей жира не менее 99%, вырабатываемый путем вытапливания жировой фазы из спрэда.

В зависимости от состава сырья спрэды и топленые смеси подразделяются на

- сливочно-растительные (массовая доля молочного жира 50);

- растительно-сливочные (массовая доля молочного жира от 15 до 49.9%);

- растительно-жировые (вырабатываются из немолочного сырья).

При производстве спрэдов и топленых смесей используют пищевые добавки, ароматизаторы и витамины.

Молочный жир восполняет энергетические затраты организма человека. Энергетическая ценность сливочного масла традиционного состава с массовой долей жира 82.5% составляет -31130 кДж/кг, самого низкожирного масла «Эдельвейс»- 21100 кДж/кг, масла с наполнителями -2081…3113 кДж/кг.[8] Усвояемость сливочного масла составляет 97..98%. Низкая температура плавления основных групп глицеридов (27..34°С) и отвердевания (18..23°С) способствует переходу молочного жира в пищеварительном тракте в наиболее удобное для усвоения жидкое состояние. В связи с этим сливочное масло рекомендует больным функциональными расстройствами пищеварительных органов, а также для детского питания. [12]

Технологический процесс производства масла включает концентрирование жира и молока, разрушение эмульсии жира и формирование структуры продукта с заданными свойствами. Различают два способа производства масла: сбиванием сливок и преобразованием высокожирных сливок. При выработке масла способом сбивания концентрирование жировой фазы достигается сепарированием молока и последующим разрушением эмульсии молочного жира при сбивании полученных сливок. Содержание влаги регулируют во время обработки масла. Кристаллизация глицеридов молочного жира завершается во время физического созревания до механической обработки масла. При получении масла способом преобразования высокожирных сливок концентрирование жировой фазы молока осуществляется сепарированием. Нормализацию высокожирных сливок по влаге проводят до начала термомеханической обработки с таким расчетом, чтобы массовая доля жира в сливках соответствовала массовой доле жира в готовом продукте.

Разрушение эмульсии жира сливок и кристаллизации глицеридов молочного жира происходит главным образом во время термомеханической обработки. Для производства масла перечисленными способами существуют различные технологические линии. Линия для осуществления технологического процесса тем или иным способом имеет характерное оборудование. Например, в линию производства масла способом сбивания включены емкости для физического созревания сливок, которых нет в линии производства масла способом преобразованием высокожирных сливок. В эту же линию включены маслоизготовителя непрерывного или периодического действия. В линию производства масла способом преобразования высокожирных сливок включены сепараторы для высокожирных сливок, которые отсутствуют в линии производства масла методом сбивания. В этой линии предусматривают для преобразования высокожирных сливок в масло маслообразователи различных типов и конструкций: цилиндрические и пластинчатые.[5] Получение таких производных сливочного масла как шоколадное, кислосливочное и масло с наполнителями идет в тех же линиях, но на стадии нормализации к нему добавляются необходимые компоненты.

Технология масла способом сбивания сливок предусматривает выполнение следующих операций: приемки молока, охлаждения, хранения, нагревания, сепарирования, тепловой обработки сливок, сбивание сливок, промывки масляного зерна, посолки масла, механической обработки, фасование и хранение. Для выработки масла способом сбивания в маслоизготовителях непрерывного действия используют сливки с массовой долей жира 30..50%. Такая концентрация жира способствует ускорению образования масляного зерна и повышает производительность маслоизготовителя. При выработке масла способом сбивания в маслоизготовителях периодического действия используют сливки средней жирности с массовой долей жира 32..37%.

Технологический процесс производства сливочного масла способом преобразованием высокожирных сливок включает: приемку молока, охлаждение, хранение, подогревание, сепарирование, тепловую обработку, получение высокожирных сливок, посолку, нормализацию сливок по влаге, термомеханическую обработку сливок, фасование и термостатирование масла, хранение масла. Высокожирные сливки получают путем сепарирования сливок средней жирности (32..37%). Для этого сливки средней жирности после пастеризации направляют на сепаратор для высокожирных сливок, где под действием центробежной силы жировые шарики максимально концентрируются. Температуру сепарирования поддерживают на уровне 65..70С; при этом жир находится в жидком состоянии, а оболочки жировых шариков сильно гидратированы и, несмотря на максимальное сближение их, самопроизвольного разрушения оболочек не происходит. Более высокая температура сепарирования приводит к быстрому испарению влаги с поверхности продукта, снижению стабильности оболочек жировых шариков и увеличению количества деэмульгированного жира. Если содержание влаги в высокожирных сливках, ниже требуемого, их нормализуют пахтой, пастеризованным цельным молоком или сливками. Для нормализации высокожирных сливок не следует использовать обезжиренное молоко или воду, так как это приводит к увеличению вязкости, а также к снижению СОМО в сливках и к повышению стабильности эмульсии жира, что затрудняет процесс преобразования высокожирных сливок и тем самым вызывает снижение производительности маслообразователя.

Таблица 1 - Влияние способа нормализации на состав ВСЖ сливок

Сливки	Массовая доля, %			Динамическая вязкость, Па с
	влаги	СОМО	жира
Пастеризованные	58,8	-	92	220
Высокожирные	19,3	2,0	86	383
Те же нормализованные пахтой	24,2	2,6	87	258
Нормализованные сливками	24,2	2,6	88	240
Нормализованные водой	24,2	2,2	92	187
Высокожирные, полученные с заданной долей влаги	24,2	2,6	87	292

Если требуется нормализации высокожирных сливок по СОМО, то используют сгущенное молоко, либо пахту, которые предварительно восстанавливают.

Каротин вносят в сливки тонкой струей при непрерывном перемешивании в течение 4..8 мин.

После нормализации и тщательного перемешивания сливок емкости для нормализации закрывают крышками во избежание испарения и загрязнения, а высокожирные сливки направляют в маслообразователь для термомеханической обработки; при этом сливки перемешивают через каждые 10..15 мин, чтобы избежать расслаивания фаз, т.е. отстоя сливок. В маслообразователе сливки охлаждаются и подвергаются механическому воздействию для получения масла. [5] Сливки при температуре 60..70°С поступает вначале в нижний, а затем в средний и верхний цилиндры. В нижнем цилиндре сливки интенсивно охлаждаются до 22..23°С, сохраняя свойства эмульсии жира в плазме, и перемешивания для ускорения образования центров кристаллизации. В среднем цилиндре происходит дополнительное охлаждение. В верхнем цилиндре происходит обработка кристаллизующегося продукта, в результате чего формируется требуемая структура и консистенция. Температура масла, выходящего из верхнего цилиндра, составляет 13..17°С. Продолжительность механической обработки в аппарате должна быть достаточной для кристаллизации глицеридов в количестве, необходимом для формирования структуры. В случае получения масла твердой, крошливой консистенции увеличивают продолжительность обработки продукта в зоне кристаллизации путем снижения производительности маслообразователя и понижают температуру масла на выходе из аппарата. При мягкой консистенции масла сокращают продолжительность обработки продукта в зоне кристаллизации путем увеличения производительности маслообразователя и повышают температуру масла на выходе из аппарата. Регулируют температуру масла на выходе из маслообразователя путем изменения расхода или температуры хладоносителя, используемого для охлаждения, при постоянной производительности маслообразователя. Это приводит к уменьшению температуры продукта на выходе из аппарата.

Таблица 2 – Преимущества и недостатки методов производства масла.

Методы производства	Преимущества	Недостатки
Сбивания сливок в маслоизготовителях:
периодического действия	Хорошая пластичность и высокая термоустойчивость масла; легкость регулирования однородности состава масла; возможность организации производства различной мощности, в т.ч. и фермерского; возможность переработки сливок любого качества.	Длительность производственного цикла(практически сутки); невозможность выработать масло с повышенным содержанием плазмы и вкусовыми наполнителями; неудовлетворительная дисперсность плазмы в монолите масла; недостаточная механизация производства; сравнительно высокая обсемененность масла микрофлорой.
непрерывного действия	Хорошая пластичность и высокая термоустойчивость масла; высокая механизация производственных операций	Длительность производственного цикла; невозможность выработать масло с повышенным содержанием плазмы и вкусовыми наполнителями; недостаточно хорошая дисперсность плазмы; сравнительно частый порок консистенции-«рыхлость»; высокое содержание воздуха(до 8,10-5 м3/кг); сравнительно высокие потери жира с пахтой; нерациональность производства масла на предприятиях малой мощности; неравномерность состава и качества масла одной партии; повышенная энергоемкость.
Преобразованием высокожирных сливок	Отличное диспергирование плазмы(1..3мкм); низкая бактериальная обсемененность; высокая сохраняемость качества; пониженное содержание воздуха-(0,3..0,8).10-5м3/кг; экономное использование производственных площадей; кратковременность производственного цикла(1..1,5ч); сравнительно небольшой расход холода и воды; невозможность переработки сливок повышенной кислотности и подмороженных; возможность выработки практически всего существующего ассортимента масла и мобильность технологического процесса.	Сравнительно частые пороки- нетермоустойчивость масла и повышенное вытекание жидкого жира(6..12%); повышенное содержание жира в плазме(2,1..17,4%) и неудовлетворительная отделяемость белка при перетопке; недостаточная механизация производства, ручная мойка сепараторов; отсутствие возможности фасовать масло брикетов в потоке производства; нерациональность производства масла на предприятиях малой мощности; отсутствие автоматизации при контроле и регулировании содержания влаги в масле.

Раздел 2-Описание технологической линии

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--