4. Требования к качеству готовой продукции. Дефекты

Требования, предъявляемые к качеству кефира, характеризуются органолептическими и физико-химическими показателями, так же регламентируется, в соответствии с СанПиН, и микробиологические показатели качества, регламентируемые стандартом.

Согласно ГОСТ 52093 - 2003 «Кефир. Технические условия». По органолептическим характеристикам продукт должен соответствовать требованиям таблицы 1.

Таблица 1 - Органолептические показатели кефира по ГОСТ 52093-03. Кефир. Технические условия

Согласно ГОСТ 52093 - 2003 Кефир. Технические условия. По физико - химическим показателям продукт должен соответствовать нормам, указанным в таблице 2 .

Таблица 2 - Массовая доля жира продукта, согласно ГОСТ 52093 - 2003 Кефир. Технические условия

Содержание токсичных элементов, микотоксинов, антибиотиков, пестицидов и радионуклидов в продукте не должно превышать допустимых уровней, установленных СанПиН 2.3.2.1078 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов».

Микробиологические показатели продукта должны соответствовать требованиям СанПиН 2.3.2.1078 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов». Количество молочнокислых микроорганизмов КОЕ в 1 г. Продукта в течении срока годности не менее 10.

Количество дрожжей КОЕ в 1 г продукта - не менее 10. Фосфатаза в продукте не допускается.

Кисломолочные напитки благоприятной средой для развития многих микроорганизмов, поскольку содержат много влаги, белков, углеводов и зольных элементов. В связи с этим во время хранения у них могут измениться кислотность, вкус, запах и консистенция.

Изменение кислотности. Содержащийся в кисломолочных напитках молочный сахар разлагается под действием микроорганизмов с образованием молочной и некоторых других кислот. Титруемая кислотность превышает при этом допустимые нормы, вследствие чего продукт приобретает резко кислый вкус. С повышением температуры окружающего воздуха скорость нарастания кислотности возрастает.

При длительном хранении в условиях повышенной температуры отмечается снижение кислотности вследствие развития гнилостных процессов. В результате этих процессов происходит распад белков с образованием щелочных соединений. Продукт приобретает пороки вкуса, запаха и консистенции и становится непригодным для употребления.

Изменения вкуса и запаха. Нечистые вкус и запах возникают при развитии в продуктах посторонней микрофлоры.

Уксуснокислый вкус и запах могут появляться в результате развития в них уксуснокислых бактерий, которые окисляют спирт до уксусной кислоты. Эти бактерии при пастеризации молока погибают. Поэтому недостаточная пастеризация кисломолочных напитков, несоблюдение санитарно-гигиенических условий производства и плохая укупорка способствуют появлению этого порока.

Прогорклый вкус появляется в результате гидролиза молочного жира под влиянием липазы плесеней, которые попадают в сметану при нарушении санитарно-гигиенических режимов производства и хранения. Пресный вкус получается при слабом развитии молочнокислого брожения.

Плесневение. На поверхности кисломолочных напитков может развиваться белая молочная плесень, которая вызывает нечистый, а иногда прогорклый вкус. Кисломолочные напитки, поступившие в крупной таре с плесенью на поверхности, перед реализацией зачищают.

Тягучая консистенция кисломолочных напитков может быть результатом развития слизеобразующих бактерий или другой посторонней микрофлоры, например уксуснокислых бактерий.

Вспученная консистенция. Этот порок кисломолочных напитков вызывается развитием в продукте газообразующих микроорганизмов, дрожжей, сбраживающих лактозу, или в результате хранения при высоких температурах.

Отделение сыворотки (перекисание) в кисломолочных напитках происходит в результате накопления излишнего количества кислот в процессе производства и хранения при высокой температуре.

Салистый вкус возникает в результате окисления жира под действием солнечного света, повышенной температуры хранения, наличия металлов переменной валентности.

Горький вкус обусловлен расщеплением белковых веществ под действием протеолитических ферментов в процессе длительного хранения. Металлический привкус возникает при упаковке кисломолочных напитков в металлические фляги с нарушенным слоем внутреннего покрытия.

Усушка. Кисломолочные напитки при хранении могут незначительно терять в весе в результате испарения влаги черёз тару и упаковку. С понижением температуры окружающего воздуха потери эти уменьшаются.

Неоднородная консистенция наблюдается в кисломолочных напитках при их подмораживании вследствие образования комков белка.

Кисломолочные напитки замораживать нельзя. Образующиеся при замораживании кристаллы льда нарушают структуру продукта, в результате чего при оттаивании выделяется сыворотка, консистенция продукта становится хлопьевидной или крупитчатой. Снижаются и вкусовые достоинства, тара деформируется.

5. Основное оборудование, применяемое при производстве кефира

Рассмотрим основную технологическую схему производства кефира резервуарным способом с охлаждением в резервуарах. По этой схеме молоко подается насосами по трубам, а расфасованный готовый продукт - внутризаводским транспортом (цепными и ленточными транспортерами и т.д.).

В теплообменниках молоко и напитки подвергают термической обработке (нагреванию и охлаждению) до заданной температуры. От механических примесей молоко очищается в сепараторах-очистителях в потоке и для получения соответствующей дисперсности жира и улучшения вязкости напитка обрабатывается в гомогенизаторах.

Напиток в резервуаре перемешивается приводной мешалкой. Расфасовывают напиток в пленочную упаковку или картонные пакеты на разливочных машинах и автоматах. Контроль технологического процесса и управление им автоматизированы.

Машинно-аппаратурная линия производства макаронных изделий изображена на рисунке 2.

Проанализируем конкретную линию производства. Нормализованное по жирности молоко, охлажденное до 4-6 ⁰С, из молокохранительного танка В2-ОМГ-10 емкостью 10 тыс. л центробежным насосом НМУ-6 подается в балансировочный бачок пастеризационно-охладительной установки ОПЛ-5 и далее насосом НМУ-6 направляется в I секцию регенерации теплообменника, откуда подогретое до 30-35 ⁰С поступает в центральную трубку сепаратора-молокоочистителя ОМА-3М.

Рисунок 2 - Технологическая схема производства кефира резервуарным способом: 1, 4, 10, 12 - насосы; 2 - емкость для молока; 3 - выравнивающий бачок; 5 - пластичная пастеризационно-охладительная установка; 6 - пульт управления; 7 - сепаратор; 8 - гомогенизатор; 9 - выдерживатель; 11 - емкость для кефира; 13 - пластинчатый охладитель; 14 - промежуточная емкость.

Очищенное молоко под давлением, создаваемым напорным диском сепаратора, поступает в секцию II регенерации теплообменника, после чего направляется в секцию пастеризации для нагрева до 85 ⁰С и подается в танк Г6-ОПБ-1000, где выдерживается при этой температуре 5-10 мин. Из танка молоко самотеком направляется в гомогенизатор А1-ОГМ, где под давлением 125-175 ат гомогенизируется и поступает во вторую секцию теплообменника для отдачи тепла встречному потоку молока.

Молоко, охлажденное до температуры заквашивания (23-25 ⁰С) поступает в двустенный танк ОТК-6, куда предварительно с помощью насоса НРМ-2 попадает закваска. Сквашивание происходит до кислотности 85-90 ⁰Т, затем сгусток перемешивается и тут же охлаждается холодной водой до 20 ⁰С. В дальнейшем сгусток оставляют в покое для созревания на 6-10 ч.

По истечении времени созревания, перед началом розлива кефир в резервуаре перемешивают 2-10 мин. и подают на фасовочно-упаковочный автомат М6-ОПЗ-Е для расфасовки.

Упакованный кефир рекомендуется выдерживать в холодильной камере перед реализацией до достижения, им требуемого показателя условной вязкости и температуры 6 ⁰С.

Емкость для хранения молока

Емкость для хранения молока цилиндрической формы представлена на рисунке 3. Она состоит из алюминиевого корпуса и стального кожуха. Пространство между ними заполнено термоизолирующим веществом. В верхней части емкости предусмотрены смотровое окно, светильник, моечное устройство, датчик верхнего уровня и воздушный клапан. Смотровое окно и светильник предназначены для периодического осмотра внутренней полости емкости. Моечное устройство выполнено в виде двух трубчатых полудуг с отверстиями для подачи раствора.

При вытекании моющего раствора из отверстий трубчатые дуги вращаются за счет возникающих реактивных сил. При этом внутренняя поверхность емкости равномерно орошается моющим раствором. Датчик верхнего уровня сигнализирует о заполнении рабочей вместимости емкости, а воздушный клапан впускает и выпускает воздух при ее опорожнении и заполнении.

Рисунок 3 - Танк молокохранительный В2-ОМГ-10

1 - рабочая емкость; 2 - теплоизоляция; 3 - кожух; 4 - мешалка; 5 - смотровое окно; 6 - люк; 7 - привод мешалки; 8 - ножки; 9 - сливной патрубок; 10 - термометр; 11 - наливная труба

Емкость для хранения молока цилиндрической формы представлена на рисунке 2. Она состоит из алюминиевого корпуса и стального кожуха. Пространство между ними заполнено термоизолирующим веществом. В верхней части емкости предусмотрены смотровое окно, светильник, моечное устройство, датчик верхнего уровня и воздушный клапан. Смотровое окно и светильник предназначены для периодического осмотра внутренней полости емкости. Моечное устройство выполнено в виде двух трубчатых полудуг с отверстиями для подачи раствора. При вытекании моющего раствора из отверстий трубчатые дуги вращаются за счет возникающих реактивных сил. При этом внутренняя поверхность емкости равномерно орошается моющим раствором. Датчик верхнего уровня сигнализирует о заполнении рабочей вместимости емкости, а воздушный клапан впускает и выпускает воздух при ее опорожнении и заполнении.

В средней части емкости расположены люк, термометр, кран для отбора проб, устройство для контроля за уровнем молока и стационарная лестница для обслуживания верхней части. В нижней части имеются перемешивающее устройство, датчик нижнего уровня и опоры. Перемешивающее устройство состоит из центробежного насоса, эжектора, кранов и соединяющих из трубопроводов. Емкость наполняется через нижний патрубок. Через этот же патрубок емкость и опорожняется при переключении трехходового крана. Окончание заполнения или опорожнения сопровождается подачей светового или звукового сигнала. При отборе проб пользуются специальным краником, а температуру молока контролируют термометром. Повышение температуры молока за 24 ч хранения в таких емкостях при разности температур окружающего воздуха и продукта, равной 24 ⁰С, допускается не более чем на 2 ⁰С.

Центробежный насос для подачи молока в пастеризационно-охладительную установку

Центробежный насос для подачи молока в пастеризационно-охладительную установку представлен на рисунке 4 он имеет корпус в виде цилиндра, закрываемого крышкой. Во внутренней полости корпуса через отверстие проходит вал с насаженной на него лопастью. Крышка уплотнена резиновым кольцом и зажимными винтами.

Рисунок 3 - Центробежный насос НМУ-6: 1 - защитный кожух; 2 - фланец; 3 - шпонка; 4 - зажимное устройство; 5 - гайка крепления кожуха; 6 - обойма; 7 - корпус насоса; 8 - лопасть; 9 - резиновое кольцо; 10 - крышка; 11 - торцевое уплотнение; 12 - торцевая шайба; 13 - наконечник вала; 14 - обратный клапан; 15 - патрубок; 16 - гайка крепления напорного патрубка

Имеет корпус в виде цилиндра, закрываемого крышкой. Во внутренней полости корпуса через отверстие проходит вал с насаженной на него лопастью. Крышка уплотнена резиновым кольцом и зажимными винтами.

На ней расположен по оси вала всасывающий патрубок. По касательной к цилиндру корпуса установлен нагнетательный патрубок.

При вращении вала в камере насоса молоко отбрасывается лопастью к периферии камеры и под действием центробежных сил создается давления для вывода продукта в нагнетательный патрубок и транспортирования по молокопроводу. При этом в центральной части камеры насоса образуется разрежение и туда поступает новая порция молока. Поток молок не прерывается. Возврат молока из полости нагнетания в полость всасывания между корпусом и лопастью предотвращения благодаря минимально возможным зазорам между ними.

Подводимая от электродвигателя к рабочему колесу насоса энергия затрачивается на преодоление гидравлических сопротивлений внутри самого насоса и на приращение энергии потока молока. Гидравлические сопротивления внутри насоса зависят от формы и расположения всасывающего и нагнетательного патрубков насоса, формы лопастей, зазоров между ними и корпусом, профиля клапанов и чистоты обработки их поверхностей. Приращение энергии потока молока в насосе зависит от частоты вращения рабочего колеса, размеров и формы камеры и рабочего колеса.

Установка для быстрой пастеризации молока

Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка представлена на рисунке 5. Установка ОПЛ-5 предназначена для быстрой тонкослойной пастеризации молока в закрытом потоке с последующим охлаждением. Она работает при автоматическом регулировании технологического процесса, что исключает возможность выхода из аппарата недопастеризованного молока.

Рисунок 5 - Автоматизированная пластинчатая пастеризационно-охладительная установка ОПЛ-5

1 - пластинчатый пастеризатор; 2 - молокоочиститель ОМА-3М; 3 - балансировочный бак; 4 - центробежный насос для молока; 5 - регулятор потока; 6 - бойлер; 7 - насос для горячей воды; 8 - инжектор; 9 - гомогенизатор А1-ОГМ; 10 - выдерживатель пастеризованного молока Г6-ОПБ-1000; 11 - насос центробежный; 12 - щит управления

Принцип работы установки. Сырое молоко поступает в балансировочный бак, снабженный поплавковым клапаном для поддержания постоянного уровня молока. Из бака молоко поступает в насос, который подает его в регулятор потока соответствующей производительности (5000 л/ч).

Затем под напором оно входит в секцию регенерации, где прогревается пастеризованным молоком, движущимся с другой стороны пластины. Подогретое молоко из секции регенерации поступает в один из двух работающих по очереди сепараторов-молокоочистителей, где под действием центробежной силы взвешенные частицы вместе со слизью молока остаются на стенках барабана.

Очищенное молоко под напором, создаваемым сепаратором (2-3 ат), подается в гомогенизатор, а из него молоко поступает в секцию регенерации теплообменника, где нагревается до заданной температуры и направляется в выдерживатель, затем возвращается в секцию регенерации теплообменника, проходит ее, отдавая тепло через стенку пластины встречному потоку молока, частично охлаждается и приходит в секцию охлаждения, где температура его снижается до заданной.

При работе установки ОПЛ-5 в секцию пастеризации насосом (3К-9) подается теплоноситель - горячая вода из бойлера, обогреваемого паром. В секцию охлаждения подается хладоноситель - ледяная вода.

Контроль и регулирование технологического процесса обработки молока в установке ОПЛ-5 осуществляются автоматически.

Если во время работы установки температура пастеризации снижается, то перепускной клапан автоматически возвращает недопастеризованное молоко в балансировочный бачок.

Сепаратор для очистки молока от посторонних примесей

Сепаратор-молокоочиститель ОМА-3М представлен на рисунке 6, он предназначен для очистки молока от посторонних примесей, микрофлоры и белковой слизи. В комплект установки ОПЛ-5 входят два молокоочистителя ОМА-3М.

Механические загрязнения удаляются путем тонкослойной сепарации в быстровращающемся барабане молокоочистителя. Молоко, подлежащее очистке, по центральной трубке поступает во внутреннюю полость тарелкодержателя. Закрытый ввод предохраняет молоко от попадания посторонней микрофлоры из окружающего воздуха.

Здесь наиболее тяжелые и крупные частицы оседают на стенке корпуса, а молоко вместе с мельчайшими частицами поступает в пакет конических тарелок. В пространстве между тарелками молоко очищается от взвешенных частиц.

Рисунок 6 - Сепаратор-молокоочиститель ОМА-3М: 1 - манометр с мембранной приставкой; 2 - отводящая коммуникация; 3 - гайка для крепления приемно-отводящего устройства с крышкой; 4 - питающий патрубок; 5 - напорный диск; 6 - крышка сепаратора; 7 - крышка барабана; 8 - тарелкодержатель; 9 - конические тарелки; 10 - затяжное кольцо барабана; 11 - основание барабана; 12 - стопор; 13 - станина; 14 - центрируемые винтовые пружины горловой опоры; 15 - гнезда корпуса; 16 - веретено; 17 - шестерня; 18 - опорные шарики; 19 - пружина подпятника; 20 - стакан подпятника; 21 - указатель уровня масла; 22 - винтовое колесо; 23 - валик тахометра; 24 - тормоз (два); 25 - шламовое пространство; 26 - предохранительная гайка

Очищенное молоко под давлением вновь поступающих порций проходит к центру и поднимается по каналам тарелкодержателя в камеру напорного диска. Неподвижный напорный диск захватывает вращающуюся жидкость и под давлением выводит ее из барабана в отводящую коммуникацию.

Чем дольше работает сепаратор, тем больше заполняется грязевое пространство, поэтому качество очистки с течением времени ухудшается. Практически сепаратор нормально работает 1,5-2 ч, причем этот срок зависит от степени загрязненности исходного молока.

Клапанный гомогенизатор

Гомогенизатор А1-ОГМ представлен на рисунке 7. 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.

Принцип действия клапанного гомогенизатора А1-ОГМ. В цилиндре гомогенизатора на молоко оказывается механическое воздействие при давлении 15-20 МПа (125-175 ат). При подъеме клапана, приоткрывающего узкую щель, молоко выходит из цилиндра. Это возможно при достижении в цилиндре рабочего давления. При проходе через узкую круговую щель между седлом и клапаном, скорость молока возрастает от нулевой до величины, превышающей 100 м/с. Давление в потоке резко падает, и капля жира, попавшая в такой поток, вытягивается, а затем в результате действия сил поверхностного натяжения дробится на мелкие капельки-частицы. Во избежании слипания раздробленных частичек на выходе из клапанной щели применяют двухступенчатую гомогенизацию. На первой ступени создается давление, равное 75% рабочего, на второй ступени устанавливается рабочее давление. производство кефир сквашивание сырье

Гомогенизатор представляет собой трехплунжерный насос. Каждый из трех плунжеров, совершая возвратно-поступательное движение, всасывает молоко из приемного канала, закрытого всасывающим клапаном, и нагнетает его через нагнетательный клапан в гомогенизирующую головку под давлением 15-20 МПа.

Рисунок 7 - Гомогенизатор А1-ОГМ

Выдерживание пастеризованного молока

Выдерживание пастеризованного молока осуществляется в Танке Г6-ОПБ-1000, который изображен на рисунке 8. В танке для выдерживания пастеризованного молока продукт нагревается через теплопередающую стенку-рубашку от поступающей в нее горячей воды или пара, пропускаемого через горячую воду.

Емкость состоит из корпуса цилиндрической формы, теплообменной рубашки, теплоизоляции и наружного кожуха. Для ее заполнения и опорожнения служит патрубок. Емкость снабжена мешалкой пропеллерного типа. С теплообменной рубашкой соединяется переливная труба и парораспределительная головка, к которой через трубопровод подается пар. Теплоноситель удаляется через патрубок в нижней части из теплообменной рубашки. Люк для осмотра и ремонта рабочей поверхности расположен в средней части. Моющее устройство, находящееся в верхней части емкости, представляет собой реактивную вертушку.

Рисунок 8 - Танк Г6-ОПБ-1000

1 - мешалка; 2 - теплоизоляция; 3 - теплообменная рубашка; 4 - внутренний корпус; 5 - наружный корпус; 6 - пульт управления; 7 - ножки; 8 - патрубок наполнения-опорожнения; 9 - пробоотборный кран; 10 - люк; 11 - привод мешалки

Резервуар для скашивания молока

Танк двустенный ОТК-6 для сквашивания молока изображен на рисунке 9. Представляет собой цилиндрический резервуар из нержавеющей стали, закрытый приваренными сферическими днищами. Рабочий резервуар внутри изолирован. Он помещен в кожух (рубашку) из стали толщиной 8 мм, который служит основанием для крепления всей конструкции и арматуры танка. По периметру фланца просверлены отверстия на расстоянии 30 мм. Через отверстия поступает вода, которая, омывая поверхность резервуара, охлаждает его и стекает к днищу, откуда через штуцер свободно сливается из межстенного пространства обратно в систему ледяного охлаждения.

В танке смонтирована мешалка. Мешалка установлена на упорном шарикоподшипнике, который закреплен в стакане привода, находящегося на верхнем днище рабочего резервуара; приводится в действие электродвигателем. Все элементы мешалки разъемные, что позволяет без особых затруднений осуществлять монтаж и сборку.

Рисунок 9 - Танк двустенный ОТК-6

1 - стенка внутреннего резервуара; 2 - стенка кожуха; 3 - крестообразная мешалка; 4 - привод мешалки; 5 - люк; 6 - клапан для спуска готового продукта; 7 - штуцер для подачи хладагента; 8 - штуцер переливной трубы; 9 - штуцер моющего устройства; 10 - пробный кран; 11 - изоляция танка.

Фасовка и упаковка кефира

Фасовочно-упаковочный автомат М6-ОПЗ-Е изображен на рисунке 10. Он предназначен для фасования продуктов в пакеты из полимерных материалов. Состоит из разливочно-формовочного блока с механизмами сварки пакетов и устройства для укладки пакетов в транспортные ящики. Рабочие органы, кроме конвейера, подачи и отвода ящиков для пакетов, имеют пневмопривод, работой которого управляет командоаппарат. Конвейер имеет электромеханический привод. Разливочно-формовочный блок состоит их рулонодержателя, на котором находится рулон пленки, устройства для выравнивания и натяжения ленты пленки, печатающего устройства, рукавообразователя, механизма продольной сварки, поршневого дозатора с дозирующей трубой, механизма поперечной сварки и обрезки пакета. Поверхность пленки стерилизуют бактерицидной лампой.

Автомат осуществляет следующие операции: разматывает пленку с рулона, наносит на пленку дату и код молокозавода, проводит бактерицидную обработку пленки, формует из нее рукав, сваривает продольный и поперечный швы, наполняет пакет продуктом, отсасывает из пакета воздух, сваривает второй поперечный шов и одновременно отрезает пакет и отводит его на конвейер, который подает пакеты в ящик.

Опорой при сварке продольного шва служит формовочная труба, к которой пленка прижимается сваривающей головкой с нагревательным элементом. В нижней части трубы размещены пружинящие распорки, придающие рукаву удобную для поперечной сварки форму. Распорки предотвращают образование складок на поперечном шве. К верхней части формовочной трубы подведена трубка от вакуумного устройства для отсасывания из пакета воздуха. Дозирование продукта в автомате осуществляется поршневым дозатором со всасывающим и нагнетающим клапаном. Порция кефира из дозатора по дозировочной трубе подается в пакет. Дозировочная труба помещена в формовочную.

Рисунок 10 - Фасовочно-упаковочный автомат М6-ОПЗ-Е

1 - поршневой дозатор; 2 - бак молочный; 3 - лестница; 4 - рулонодержатель; 5 - формовочная трубка; 6 - рукавообразователь; 7 - механизм сварки продольного шва; 8, 10 - шкафы электрооборудования; 9 - механизм сварки поперечного шва; 11 - конвейер пакетов; 12 - фотоэлемент счетного устройства; 13 - бункер; 14 - конвейер ящиков с пакетами

Механизм сварки поперечного шва имеет две губы - сваривающую и прижимную. Их сжатие обеспечивается пневмоцилиндром. К сваривающей губе прикреплен электронагревательный элемент, к нажимной - резиновая прокладка. Для охлаждения во время работы к сваривающей и прижимной губам подается вода. Механизм сварки поперечного шва осуществляет также протяжку полиэтиленового рукава на длину одного пакета. Привод конвейера пакетов - пневматический с храповым механизмом, конвейера ящиков с готовой продукцией - электродвигателем через редуктор.