КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Выполнила студентка 531 г ………………..
Вологда-Молочное
Министерство сельского хозяйства Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия им.Н.В.Верещагина» (ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА)
Технологический факультет
Кафедра Технологии молока и молочных продуктов
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
«Проект участка по производству………………..»
Выполнила студентка 531 г ……………..
Руководитель, к.т.н., доц. Забегалова Г. Н.
Руководитель, ст.преподаватель Голденшлач О.Н.
Вологда-Молочное
БЛАНК ЗАДАНИЯ
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Питание является одним из важнейших факторов, определяющих здоровье населения. Рациональное питание обеспечивает нормальный рост и развитие организма, создает условия для адекватной адаптации человека к окружающей среде, способствует профилактике заболеваний, повышению умственной и физической работоспособности. Однако в последнее время состояние здоровья россиян характеризуется крайне негативными тенденциями. Показатель качества жизни современного человека – здоровый образ жизни, основным фактором которого является полноценное питание. Пропаганда здорового образа жизни на практике позволяет в глобальном масштабе улучшить здоровье населения, предупредить хронические заболевания в зрелом и старческом возрасте, сократить вложения в медицинские услуги и лечение, а также социально-экономические затраты на потерю трудоспособности, что оказывает положительное влияние на развитие как отдельного государства, так и мирового сообщества.
В России, где негативные тенденции в состоянии здоровья населения усугубляются нестабильностью экономической ситуации и неблагополучной экологической обстановкой, оздоровление нации приобретает особую актуальность и возведена в ранг государственной политики, реализуемой в рамках национальных проектов.
Выявляются нарушения питания, обусловленные как недостаточным потреблением важнейших пищевых веществ, так и неправильным их соотношением. Достижение адекватности структуры потребления пищевой продукции физиологическим потребностям организма человека в энергии и жизненно важных пищевых веществах, в первую очередь в белке, дефицит которого в рационе россиян отчетливо проявляется в последние 10 лет.
Значительная часть россиян страдает белковой недостаточностью - заболеванием, являющимся следствием нарушения равновесия между образованием и распадом белка. На сегодняшний день уровень потребления жиров и углеводов в стране практически полностью соответствует рекомендуемым нормам. В соответствии с нормами ФАО/ВОЗ величина оптимальной потребности в белке составляет 60-100 гр. в сутки или 12-15% от общей калорийности пищи, в том числе белка животного происхождения 43-65 гр. Решить проблему обеспечения полноценности рациона питания россиян с позиции удовлетворения потребности организма в белке можно только за счет общеизвестной, традиционной группы пищевой продукции, ориентированной на массовый спрос. Оптимальный путь решения дефицита животного белка в рационе питания россиян заключается в увеличении потребления молочных продуктов.
Большую роль в обеспечении здорового питания играет молочная промышленность, которая производит детское питание и лечебно-профилактические продукты для детерминированных групп потребителей на молочной основе /1/.
В настоящее время рынок молочных продуктов является одним из крупнейших рынков продовольствия. Он имеет весьма устойчивые традиции, его состояние оказывает существенное влияние на другие рынки продуктов питания.
В стоимостном выражении структура рынка молочной продукции выглядит следующим образом (рисунок 1). Наибольшая доля на Рынке – 32% принадлежит цельномолочной продукции (1), сегменты жирных сыров (4) и масла (2) занимают около 15% и 11% соответственно. Доля остальных видов продукции (3) Рынка в стоимостном выражении составляет около 42%. Молочный рынок России в настоящее время достаточно успешно и стабильно развивается.
Рис. 1. Структура молочного рынка:
1- Цельномолочная продукция; 2- масла; 3- остальные виды продукции; 4- жирные сыры
По данным Молочного союза России, объем рынка составляет почти 40 млн. тонн молока в год, при этом ежегодные темпы его роста оцениваются экспертами в 4-5%. В настоящее время абсолютным лидером потребления в России является питьевое молоко (рисунок 2).
Рис. 2. Характеристика потребления молочных продуктов (в год)
Его годовое потребление в расчете на человека составляет – 23 кг. На втором месте - кисломолочные продукты 8,6 кг, на третьем - сыры 3,3 кг, четвертую строчку занимает сливочное масло 2,4 кг. При этом самый продаваемый продукт – кефир. Ежегодно на 40-50% растет спрос на йогурты с кусочками фруктов, так же активно завоевывают позиции молочно-соковые коктейли. Из традиционных сегментов хороший рост показывают сыры (твердые и плавленые) – на 15% в год, творожные продукты – на 10-12% в год /2/.
Высокая пищевая, биологическая, энергетическая ценность творога и продуктов, получаемых на его основе обуславливает их важное значение в питании человека.
Наряду с высокой биологической ценностью молочные белки обладают полезными функциональными свойствами, улучшающими качество пищевых продуктов, в состав которых они входят. Творог - один из наиболее богатых источников полноценного белка. Белок творога полностью усваивается организмом человека. С увеличением интереса в мире к диетическому питанию популярность творога и творожных изделий растет /1/.
На городских молочных заводах примерно 15...20 % поступающего сырья перерабатывается на творог.
Одним из недостатков творожных продуктов является их непродолжительные сроки годности вследствие большого количества живых клеток молочнокислых микроорганизмов. Быстрое нарастание кислотности, развитие посторонней микрофлоры, отделение сыворотки.
Производство творожного крема стойкого при хранении, имеющего высокую биологическую и пищевую ценность позволяют сделать вывод о том, что продукт может быть рекомендован для массового потребления населения; использование ценного вторичного молочного сырья- сыворотки позволяет повысить биологическую ценность продукта, а так же частично решить проблему ее рационального использования; несложный технологический процесс обеспечивает конкурентоспособность продукта на современном рынке, благодаря отличным вкусовым качествам, невысокой цене и длительным срокам хранения.
Промышленная переработка молока по традиционным технологиям на современном уровне развития техники неизбежно связана с получением побочных и промежуточных продуктов, а также с возникновением отходов, отбросов и нормативных потерь. В условиях России рациональное использование вторичного сырья приобретает особую актуальность не только в плане окружающей среды. Получаемые из него продукты пополняют сокращающиеся ресурсы молока (на каждую тонну исходного сырья увеличивается выход конечных продуктов на 25-49 %).
Общеизвестна высокая пищевая ценность молочной сыворотки. В нее переходят из молока около 20 % белка, 95 % лактозы, 80 % минеральных веществ, 10 % жира. Энергетическая ценность молочной сыворотки составляет около 35 % от этого показателя цельного молока и равна 100±5 кДж/100г. Сыворотка отличается от молока составом белков. Если в молоке представлен главным образом казеин, то в сыворотке наиболее ценные α-лактальбумин и β-лактоглобулин. Интегральный коэффициент биологической ценности сывороточных белков, рассчитанный по методике ФАО/ВОЗ, оценивается в 1,3 по сравнению с казеином, что указывает на необходимость обязательного включения их в рацион питания.
Сыворотка является продуктом с естественным набором жизненно важных минеральных соединений. Минеральные соли и микроэлементы способствуют утолению жажды и поддержанию водносолевого баланса организма. По содержанию и составу минеральных солей сыворотка приближается к минеральным водам, но по питательности значительно их превосходит. Одним из наиболее рациональных способов сохранения молочной сыворотки с целью дальнейшего использования ценных ее питательных компонентов в производстве пищевых продуктов и заменителей цельного молока для молодняка сельскохозяйственных животных является сгущение или сушка. Данные способы позволяют переработать сыворотку в долгосохраняемые, транспортабельные, обладающие высокой питательной и биологической ценностью концентраты. Сухие и сгущенные концентраты нашли применение при производстве таких пищевых продуктов как хлебобулочные, кондитерские изделия, плавленые сыры, колбасные изделия, мясные и рыбные паштеты, мороженое, напитки, а также заменители цельного молока для сельскохозяйственных животных и комбикорма. Это направление переработки сыворотки в перспективе должно получить большое развитие и стать одним из доминирующих /4,45/.
Как и творог, сливочное масло один из приоритетных продуктов питания современного человека. При этом оно не только атрибут праздничного стола, а неотъемлемый компонент повседневного питания. Диетологи считают, что сливочное масло благодаря внешней привлекательности и характерному вкусовому букету является возбудителем аппетита. Сливочное масло состоит из необходимых для человека биологически активных веществ, включая фосфолипиды (лецитин оболочек жировых шариков- участвует в построении клеточных мембран); эссенциальные жирные кислоты; витамин А, D (для построения эпидермы костной ткани и предупреждения заболевания рахитом, окраска масла) и другие незаменимые для человека вещества. Главный компонент - молочный жир, обладающий низкими температурами плавления и застывания, благодаря чему он в пищеварительном тракте человека оказывается в удобном для усвоения жидком состоянии. О лечебной ценности его знали давно и широко использовали в народной медицине, поэтому его рекомендуется больным с функциональными расстройствами пищеварительных органов, печени, желчного пузыря, также необходимо для диетического, детского питания. Эффект потребления масла обусловлен присущим только ему сливочным вкусом с приятным легким привкусом пастеризации /3/.
Пахта является побочным продуктом при производстве масла из коровьего молока. Метод производства масла практически не влияет на состав пахты (незначительные различия по массовой доле жира и белка).
Отличительная особенность пахты - ее высокая пищевая ценность при невысокой энергетической ценности. Пищевая ценность обусловлена наличием группы противосклеротических веществ - фосфолипидов, полиненасыщенных жирных кислот (линолевой, линоленовой, арахидоновой); наличием сбалансированных аминокислот, в том числе незаменимых; комплексом витаминов. Лецитин и белковые вещества пахты образуют высокоактивный белково-лецитиновый комплекс, способствующий профилактике атеросклероза. Потребление пахты ничем не лимитируется и может осуществляться ежедневно без ограничения людьми различных возрастных групп. Учитывая это, пахта должна преимущественно использоваться на пищевые цели (не использовать в составе ЗЦМ, должен быть исключен возврат сдатчикам для использования в кормовых целях) /4,50/.
Таким образом, курсовым проектом предлагается установка новой линии по производству творога, с целью получения продукта высокого качества, снижения затрат на выработку продукции, повышения качества труда, что в свою очередь позволяет увеличить объемы выпускаемой продукции. Для рационального использования вторичного сырья от выработки творога – молочной сыворотки, предлагается установка на предприятии оборудования для сгущения, что также является экономически выгодным для предприятия.
1 Технология производства …………….
Продуктовый расчет
 |
Молоко (Жм=3,8%, Бм=3,2%, Мм=35 т ) СаСL2 ,
Сычуж.ферм
Закваска DVS
Сливки Жсл=35% Обезжиренное творог
Молоко нежирный
Масло сливочное сахар-песок
Крестьянское Пахта ванилин
72,5% питьевая стабилизатор
пастеризованная лимонная кислота
сыворотка
закваска нормализованная смесь закваска масло
DVS (1,6%) DVS
СаСL2
творог 8% Сычуж.ферм. Крем творожный
«Чародейка» 4%
Творог 8% творог 8% творог нежирный
Фасован сахар-песок сахар-песок
ванилин стабилизатор
масло плодово-ягодный
курага наполнитель
Творожная Творог нежирный
масса 15% с курагой с фруктами
Рис.1- Схема переработки молока
Данные для расчета
Общее количество молока поступившее за сутки 35000 кг, жир молока 3,8%, белок молока 3,2%, плотность молока 28˚А. Из поступившего сырья нужно выработать творог 8%, творожную массу 15% с курагой, творожный крем 4% термизированный, сыворотку направить на сгущение, обезжиренное молоко направим на выработку обезжиренного творога. Полученные сливки от сепарирования направим на выработку масла «Крестьянского» 72,5%, пахту- выработку пахты питьевой пастеризованной.
Условные обозначения, принятые в расчетах
Масса (М) кг,
Мм - молока цельного; Мсл - сливок; Мсм - нормализованной смеси; Мм1 – молока, направленного на нормализацию; Мм2 – молока, направленного на сепарирование; Мом – обезжиренного молока; Мм2 –оставшееся молоко; Мпр – продукта; Мпр.п. – продукта в потребительской таре; Мсыв – сыворотки, Мс.с.- сгущенной сыворотки, Мвл.сг.- влаги при сгущении
Мп, Мвжс, Ммс- пахты, ВЖС, масла.
Массовая доля, %
Б – белка молока; Жм – молока; Жсл – сливок; Жом – обезжиренного молока;
Жсм – нормализованной смеси. Жмс, Жп, Жвжс - масла, пахты, ВЖС
сухого молочного остатка (СМО), сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), жира (Ж), влаги (В), %.
Ксывт – масса сгущённой сыворотки после фасовки; Сс – массовая доля сухих веществ в сыворотке; Ссг1 – массовая доля сухих веществ в сгущённой сыворотке.
Кп= 
,
где П- нормируемые потери, %
Кп- коэффициенты потерь,
Н- нормы расхода.
П1 – сливок при сепарировании молока
П2 – обезжиренного молока
П3 – жира при получении масла
П4 – пахты
П5 – при фасовке
П6- при сепарировании сыворотки
П7- при сгущении сыворотки
П1 =0,38 Кп1 = 0,9962
П2 =0,5 Кп2 = 0,995
П3 = 0,46 Кп3 = 0,9954
П4 = 2,0 Кп4 = 0,98
П5 = 0,05 Кп5 = 0,9995
П6 = 0,5 Кп6=0,995
П7=0,75 КП7=0,992
Таблица 1 - Нормы расхода
| Норма расхода, кг/т | Усл. обознач. | Значение |
| Нормализованной смеси на выпуск творога 8% на линии Олит –Про | Н1 | 6613 /13/ |
| Творога при фасовании в потребительскую тару по 0,250 кг полистироловые стаканчики | Н2 | 1006,8 /12/ |
| Обезжиренного молока на выпуск творога нежирного Олит-Про | Н3 | 7362 /13/ |
| Продукта при фасовании в потребительскую тару стаканчики по 0,100кг | Н4 | 1021,5 /14/ |
| Продукта при фасовании в потребительскую тару пакеты тетра-пак 0,5 дм3 | Н5 | 1007,8 /14/ |
Н– норма сбора сыворотки, %; Н=80%;
Таблица 2- Состав молочного сырья
| Вид сырья | Д, ºА | Массовая доля, % | |||
| Ж | СМО | СОМО | Влага | ||
| Молоко цельное | 3,8 | 12,15 | 8,35 | 87,85 | |
| Молоко обезжиренное | 0,05 | 8,39 | 8,34 | 91,61 | |
| Сливки | - | 35,0 | 41,1 | 6,1 | 58,9 |
| Сливки ВЖС | - | 72,5 | 75,09 | 2,59 | 25,0 |
| пахта | 0,4 | 8,1 | 7,7 | 91,9 | |
| Сыворотка | 0,1 | 5,58 | 5,48 | 94,42 | |
| Сыворотка | 0,05 | 5,52 | 5,47 | 94,48 |
Расчетные формулы
СМОм = 
СМОм = СМОм - Жм
СМОом = 
+Жом + 0,59 СМОсл = 
СМОсыв = 1,18 ×Жсыв + 2,43× 
; (Дсыв, г/см3)
Таблица 3- Состав продуктов
| Продукт | Массовая доля,% | Кислотность, ºТ, не более | НД или ТД на продукт | ||
| Жпр, не менее | Впр, не более | Сахарозы, не менее | |||
| Творог 8% | 8,0 | 73,0 | - | 170- 220 | ТУ 9222-019-00433093 /16/ |
| Творожная масса 15% с курагой | 15,0 | Не более 66.0 | 15,0 | 120-180 | ТУ 9222-023-00433093 /17/ |
| Крем творожный «Чародейка» 4% | 4,0 | 70,0 | 11,0 | ТУ 9224-006-00432644-02 /18/ | |
| Творог с фруктами нежирный | - | 71,0 | 15,0 | ТУ 9224-079-00419785-97 /19/ | |
| Масло сливочное «Крестьянское» | 72,5 | 25,0 | - | Титруемая кислотность плазмы не более 26,0 | ГОСТ Р 52969-2008 /20/ |
| Напиток из пахты- пахта питьевая | 0,4 | - | - | ГОСТ Р 53513-2009 /21/ | |
| Сыворотка молочная сгущённая с м.д. сухих веществ 40% | - | 60,0 | - | 75-80 | ТУ 49 803-81 /22/ |
Таблица 4- Виды упаковки выпускаемой продукции
| Продукт | Вид фасовки |
| Творог 8% | В полистироловые стаканчики по 0,250кг |
| Творожная масса «Вятушка» 15% с курагой | В полистироловые стаканчики по 0,1 кг |
| Крем творожный «Чародейка» 4% | В полистироловые стаканчики по 0,1 кг |
| Творог с фруктами нежирный | В полистироловые стаканчики по 0,1 кг |
Окончание таблицы 4
| Напиток из пахты- Пахта питьевая пастеризованная | В пакеты «тетра-пак»вместимостью 0,5дм3 |
| Масло сливочное «Крестьянское» 72,5% | В брикеты по 0,200 кг кашированная фольга |
| Сыворотка молочная сгущённая с м. д. сухих веществ 40% | Автомолцистерна |
Методика расчета
Методика расчета по нормам расхода сырья и формулам жиробаланса с учетом предельно допустимых потерь. Планируется выпуск творога на линии ОЛИТ-ПРО, фасовка продукта в потребительскую тару.
Жир смеси уточнять не требуется, т.к. проектом запланировано использование закваски прямого внесения.
Жсм = Бм × а,
где а – коэффициент, зависящий от вида творога и сезона года, а=0,5;
Нормализация в потоке
Мм=Мнм + Мсл- уравнение материального баланса
Жм× Мм = Жнм × Мнм + Жсл × Мсл - уравнение жиробаланса
Масса молока необходимая на получение нормализованной смеси
Мм1= 
Масса сливок при получении нормализованного молока
Мсл1=(Мм-Мнм)×Кп2
Масса молока необходимая для получения обезжиренного молока и сливок
Мм2=Мм- Мм1
Мо=Мм2-Мсл
Масса сыворотки
Мсыв 
Выход продукта
Мпр = 
Расчет обезжиренного творога
Мсм1 = Мом
Масса обезжиренного молока
Мом= 
Масса сливок после сепарирования
Мсл2=(Мм-Мом)×Кп2
Масса сыворотки от смеси
Мсыв1 = 
Выход продукта
Мпр1 = 
Масса сливок общая после сепарирования
Мсл=Мсл1+Мсл2
Общий выход сыворотки от выработки творога
Мобсыв=Мсыв+Мсыв1
Расчет выхода пахты, масла «Крестьянского» вырабатываемого методом преобразования высокожирных сливок.
Масса ВЖС:
Мвжс= 
× Кп3
Масса масла
Ммс=Мвжс×Кп5
Масса пахты:
Мпх = (Мсл – Ммс) × Кп4
Расчет напитка из пахты
Мпх= 
Результаты расчета
Расчет выхода творога 8%
Жсм = 3,2×0,5 = 1,6%;
Мм1= 
×0,996 =21328,89 кг
Мсл1=(21328,89-20000)×0,995=1322,24 кг
Мосм=35000-21328,89=13671,11 кг
Мсыв = 
Мпр = 
От общего количества творога на выработку творожной массы возьмем 1500,0 кг творога: произведем пересчет по рецептуре.
Мпр2=3024,3-1500=1524,3 кг
Мпр.. = 
Расчет выхода творога обезжиренного
Мом= 
Мсл2=13671,11-12157,87=1513,24 кг
Мсыв1 = 
Мпр1= 
Мсл=1322,24+1513,24=2835,4 кг
Всего получено сыворотки от выработки творога:
Мобсыв = 16000+9726,29=25726,29 кг
Расчет выхода пахты, масла «Крестьянского» вырабатываемого методом преобразования высокожирных сливок
Масса масла:
Ммс = 
×0,995=1353,91 кг
Ммс=1353,91×0,9995=1353,23 кг
Масса пахты:
Мпх = (2835,48 –1353,23) ×0,98=1452,6 кг
Расчет напитка из пахты
Мпх= 
Методика и результаты расчета для творожных изделий.
Таблица 5-Расход компонентов на творожную массу 15% с курагой
| Наименование Компонентов | Расход компонентов, кг/т | ||
| на 1 т без учета потерь | на 1 т с учетом потерь | на весь выпуск с учетом потерь при выработке до 2т в сутки | |
| Творог 8% | 654,24 | 661,5 | 1500,0 |
Окончание таблицы 2.5
| Сахар – песок | 151,0 | 152,68 | 346,21 |
| Масло крестьянское с м.д.ж. 72,5% | 134,71 | 136,2 | 308,84 |
| Наполнители | 60,0 | 60,67 | 137,57 |
| Ванилин | 0,05 | 0,05 | 0,113 |
| Итого | 1011,1 | 2292,74 |
Мпр3= 
; Мпр3= 
г
Таблица 6 - Расход компонентов на крем творожный термизированный «Чародейка» 4%
| Наименование компонентов | Расход компонентов, кг/т | |
| на 1 т с учетом потерь [] | на весь выпуск с учетом потерь | |
| Творог нежирный | 565.1 | 816,43 |
| Сахар-песок | 163,25 | |
| Ванилин | 0,05 | 0,07 |
| Стабилизатор | 7,14 | 10,31 |
| Сыворотка | 278,6 | 402,50 |
| Лимонная кислота | 0,033 | 0,047 |
| Масло | 56,3 | 81,34 |
| Итого: | 1020,2 | 1473,94 |
Мпр4= ; Мпр4= 
Таблица 7 - Расход компонентов на творог нежирный с фруктами
| Наименование компонентов | Расход компонентов, кг/т | |
| на 1 т без учета потерь | на 1 т с учетом потерь | |
| Творог нежирный | ||
| Сахар – песок | 60,3 | |
| Стабилизатор | 10,1 | |
| Плодово– ягодные наполнители | 100,6 | |
| Итого: |
Мпр4= ; Мпр5= 
Таблица 8 - Сводная таблица продуктового расчета
| Показатель | Масса, кг/сутки |
| Поступило молока | |
| Направлено на технологические операции: на сепарирование | |
| Направлено на производство творога: нормализованной смеси (Ж=1,6%) обезжиренного молока Получено при сепарировании: сливок (Ж=35%) | 12157,87 2835,48 |
| Получено от выработки творога: сыворотки молочной | 25726,29 |
| Получено при сепарировании сливок: сливки высокожирные пахта | 1353,91 1452,6 |
| Получено при сепарировании сыворотки: сыворотки осветленной белковой массы сливок | 24855,34 643,15 102,9 |
| Готовые продукты: творог 8% в потребительской таре творожная масса 15% с курагой крем творожный термизированный «Чародейка» 4% творог с фруктами нежирный масло сливочное «Крестьянское» 72,5% в потр. таре пахта питьевая пастеризованная сыворотка сгущенная | 1514,0 2292,7 1473,9 984,8 1353,2 1441,3 3310,1 |
| Передано на другой участок: белковой массы сливок | 643,15 102,9 |
Выбор и обоснование способов производства
Данным дипломным проектом предлагается выработка творога как кислотным, так и кислотно-сычужным способами. Сравнивая кислотно-сычужный способ с кислотным способом, можно оценить достоинства и недостатки каждого способа.
Кислотно-сычужная коагуляция белков молока происходит в две стадий: на первой стадий – ферментативной – казеин под действием сычужного фермента переходит в параказеин; на второй – коагуляционной – из параказеина образуется сгусток.
На ферментативной стадии сычужный фермент расщепляет фосфоамидную связь в молекуле казеина между фосфорной кислотой и амидными группами аргинина. При этом с одной стороны, высвобождаются гуанидиновые группы аргинина, в результате чего увеличивается количество щелочных групп и изоэлектрическая точка с pH 4,6 – 4,7 (для казеина) сдвигается до pH 5,0 – 5,2 (для параказеина); с другой стороны, - функциональные группы фосфорной кислоты, которые обусловливают большую чувствительность параказеина к ином кальция по сравнению с казеином, что очень важно для свертывания. Концентрация ионов кальция молоке недостаточна для коагуляции казеина.
На коагуляционной стадии параказеин при такой же концентрации кальция образует сгусток за счет того, что в его молекуле появляются новые активные группы – ОН, которые связывают ионы кальция, находящиеся в молоке, создавая «кальциевые мостики» между частицами параказеина. При большом количестве «мостиков» образуется гель.
Процесс сычужной коагуляции зависит от свойств χ-казеина. χ-Казеин, так же как и α 
- казеин, является фракцией α-казеина. α - Казеин очень чувствителен к ионам Са; χ-казеин, напротив, невосприимчив к их действию. При объединении их в присутствии ионов кальция образуется стабильный
Са - α - χ-казеин, в то время как один α - казеин коагулирует при той же концентраций ионов кальция.
Под действием сычужного фермента χ-казеин расщепляется на две части. Одна часть – пара-χ-казеин – по окончании действия сычужного фермента в присутствии ионов кальция коагулирует вместе с другими компонентами казеина. Другая часть – гидрофильная – хорошо растворяется в воде, отщепляется от казеинового комплекса и переходит в сыворотку. В нее входят протеозы, гликомакропептиды, небелковый азот и др. В результате отщепления сычужным ферментом растворимых гликопептидов казеиновый комплекс в результате отщепления гликомакропептида, выполняющего функции стабилизатора, образует гель.
Кислотная коагуляция возможна при воздействии ферментов (молочнокислое брожение), так и в результате воздействия химических веществ (добавление к молоку кислоты или ацидогенных веществ). Происходящие процессы основаны на осаждении казеина в изоэлектрической точке при pH 4,6 – 4,7.
Сущность кислотной коагуляции казеина заключается в потере заряда его частицами при приближении pH среды к изоэлектрической точке казеина. При этом растворимость, вязкость и набухание казеина минимально. Изоэлектрические точки разных фракций казеина неодинаковы. Для α-, β и γ – казеина они составляют соответственно 4,7; 4,9; 5,8 – 6,0. Сывороточные белки молока (β-лактоглобулин и α-лактоальбумин) в силу особых условий гидратации переходят в сыворотку.
При обычных условиях сквашивания, т.е. при температуре молока выше (15 – 20)ºC, казеин очень чувствителен к изменению pH. Он начинает осаждаться уже при подкислении до pH 5,2 – 5,3. При этом частицы казеина недостаточно стойки и некоторые из них коагулируют.
В процессе кислотной коагуляции изменяется дисперсность частиц казеинового комплекса. По мере увеличения активной кислотности путем добавления в молоко молочной кислоты дисперсность частиц комплекса изменяется в две стадий. Сначала до pH 5,85 наблюдается увеличение дисперсности частиц, затем при дальнейшем повышении кислотности дисперсность уменьшается. Величина pH, характеризующая разделение этих стадий, значительно отличается от изоэлектрической точки и характеризует начало появления крупных частиц казеинового комплекса, из которых при последующем нарастании кислотности образуется пространственная гелевая структура молочного сгустка /38,41/.
В настоящее время существует большое разнообразие поточно-механизированных линий производства творога. Определим плюсы и минусы каждой из приведенных линий и сделаем выбор.
В линии фирмы «Альпма» (Германия) приготовление сгустка происходит в сыродельных ваннах или коагуляторах. Затем пластинчатые блок-формы заполняются зерном в формовочной машине. Рабочие вручную формируют штабель из форм, зажимающий в кантовителе, который переворачивает штабель через определённые интервалы времени. Творог охлаждается в штабеле в холодильной камере, после чего головки творога вручную вынимают из форм, и они герметично упаковываются в термоусадочную плёнку /23/.
Польская линия «Обрам» производства творога кислотным способом включает котлы или коагуляторы, снабжённые регулирующими ножами и мешалками для обработки творожной массы, подогревательными системами и системами для наполнения и освобождения котла. После сквашивания в котлах творожная масса поступает в набивочные колонны, которые наполняют блок-формы для самопрессования и удаления избытка сыворотки. Для творога применяются круглые, клиночные формы, в виде брусков разных размеров и вместимости. Блок-формы с творогом неправляются в холодильную камеру. После охлаждения творог выгружается из форм в термоусадочную фольгу в атмосфере нейтральных газов и направляется на хранение /24/.
Линия Я9-ОПТ – наиболее распространённая в России поточно-механизированная линия производства творога. Технологический процесс производства творога включает следующие операции:
-заквашивание и сквашивание молока в резервуарах типа Я1-ОСВ;
-готовый творожный сгусток после перемешивания насосом подаётся на тепловую обработку в кожухотрубный теплообменный аппарат с секциями нагрева, выдержки и охлаждения;
-после тепловой обработки сгусток поступает на обезвоживатель – аппарат непрерывного действия. Он выполнен в виде двух конических суживающихся к выходу барабанов, обтянутых фильтровальной тканью и снабжённых механическими приспособлениями для изменения угла наклона барабана с целью регулирования содержания влаги в готовом продукте;
-сгусток охлаждают на двухцилиндровом шнековом охладителе.
Используется накопленный специалистами опыт эксплуатации линии Я9-ОПТ, было проведено ряд работ по модернизации. В части качества продукта: модернизация пороков консистенции, таких как заваренные частицы белкового сгустка – крупка; сохранение мажущей консистенции творога после охладителя. /4,25,27/
Совершенствование данной линии в течении длительного времени не производилось. Повышенная активность по реконструкции творожных участков отмечена с 2004 года. Рынку были предложены новые разработки. Основным инициатором работ стало отечественное предприятие НПК «Прогрессивные технологии». Они реализовались в двух направлениях: модернизация линии Я9-ОПТ, разработка новой творожной линии «ОЛИТ-ПРО».
Творогоизготовители данной линии комплектуются совершенной системой управления технологическими процессами сквашивания, возможного проведения процесса под избыточным давлением стерильного воздуха. Отделитель сыворотки позволяет обеспечить на выходе заданные параметры влажности сгустка /35/. Исключено механическое воздействие на сгусток, сыворотка отделяется самопрессованием. Охладитель барабанного типа позволяет получать в непрерывном режиме творог с заданной температурой и рассыпчатой консистенции, схожего со структурой творога, выработанного кислотно-сычужным способом. В рабочей зоне охладителя используется обеззараженный воздух для того чтобы исключить дополнительное обсеменение продукта при охлаждении. В данном охладителе используется пропиленгликолевая система охлаждения, за место рассольной. Пропиленгликоль имеет существенные преимущества перед рассолом. Он долго сохраняет свои рабочие свойства, не дает выпадение осадка, являясь нейтральным, не вызывает коррозии металлических поверхностей. Охладитель имеет эстетичный внешний вид. В аппарате применена новая конструкция кожухов и облицовки. Оборудование отвечает современным требованиям промышленного дизайна /26,34/. Компактность, универсальность линии. Можно вырабатывать творожные массы и прочие ликвидные продукты.
Современные устройства, входящие в состав технологической линии «ОЛИТ-ПРО», характеризуются высокими гигиеническими показателями, минимизация потерь сырья, возможность централизованной безразборной мойки, миним