Особенности производства варенца, обогащенного антидиабетическим комплексом

40

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Диплом

Особенности производства варенца, обогащенного антидиабетическим комплексом

Содержание

Введение

Глава 1.Обзор литературы

1.1 Лечебные свойства молока и кисломолочных продуктов

1.2 Общие сведения о СО2-технологии и СО2-экстрактах лекарственных растений

1.3 Характеристика используемого растительного сырья

Глава 2.Технологическая часть

2.1 Общая характеристика ОАО «Новобурасский молочный завод»

2.2 Описание технологического процесса и аппаратурно-процессовой схемы

2.3 Общая технология варенца

2.4 Автоматизация технологических процессов

2.5 Теплоснабжение, электроснабжение, хладоснабжение и водоснабжение предприятия ОАО «Новобурасский молочный завод»

Глава 3.Экспериментальная часть

3.1 Методы исследования

3.2 Обсуждение результатов исследования

Глава 4.Экологическая характеристика предприятия

4.1 Общая экологическая характеристика предприятия

4.2 Источники выбросов в атмосферу

4.3 Характеристика технологической воды

4.4 Характеристика загрязненности сточных вод

4.5 Характеристика твердых отходов

4.6 Экологически чистое сырье. Характеристика экологической безопасности сырья и предприятия

Глава 5.Безопасность жизнедеятельности

5.1 Правовые и организационные основы охраны труда

5.2 Производственная санитария и гигиена труда

5.3 Пожарная безопасность и взрывоопасность

5.4 Техника безопасности

5.5 Расчет освещенности

Глава 6 Экономическое обоснование результатов

6.1 Тенденции развития рынка кисломолочной продукции

6.2 Расчет экономической эффективности проекта

Заключение

Выводы

Список использованной литературы

Введение

Технология молочных продуктов представляет собой науку о прогрессивных промышленных способах производства из молока высококачественных и биологически полноценных продуктов питания.

Сырьём для производства молочных продуктов является молоко - ценнейший продукт биологического происхождения. В процессе получения, хранения, транспортирования и переработки молоко может изменять свои свойства под воздействием целого ряда факторов: температуры окружающей среды, жизнедеятельности микроорганизмов.

Особенностью технологии молочных продуктов как науки является её постоянное развитие и совершенствование, она никогда не останавливается на достигнутом. Совместными усилиями науки и практики разрабатываются всё более совершенные и экономически целесообразные способы переработки сырья, создаётся технология новых продуктов, успешно решаются вопросы использования всех составных частей молока для получения высококачественных и биологически полноценных продуктов питания[14].

Молочная промышленность в нашей стране превратилась из мелкого промысла в высокоразвитую индустриальную отрасль народного хозяйства с широко разветвлённой сетью предприятий оснащённых современным оборудованием. В настоящее время молочная промышленность является одной из наиболее крупных отраслей пищевой промышленности.

Молочная промышленность имеет следующие основные отрасли: цельномолочную, сыродельную, маслодельную и молочноконсервную.

В настоящее время изменилось восприятие и отношение потребителей к представлению о ежедневном питании и его значении. Кроме аспектов безопасности, потребители все больше интересуются влиянием разных пищевых продуктов на их здоровье. В результате появились концепции в области питания, направленные на улучшение здоровья людей путем создания функциональных пищевых продуктов, которые благоприятно воздействуют на физиологическое состояние человеческого организма [7].

Нарушения углеводного обмена - одна из актуальнейших проблем здравоохранения многих стран. Сахарный диабет - синдром, обусловленный множеством причин и характеризующийся, прежде всего, повышением уровня глюкозы в крови человека, - поражает десятки миллионов людей. Создание функциональных продуктов для профилактики гипергликемических состояний является одной из актуальнейших задач пищевой промышленности.

К функциональным продуктам относятся природные злаки, растительные жиры и т. д., т. е. те продукты, которые от природы содержат полезные ингредиенты. Очевидно, данные полезные ингредиенты могут быть введены в различные продукты питания, например, с помощью натуральных пищевых экстрактов, получаемых из растительного сырья.

В настоящее время для извлечения ценных компонентов из растительного сырья используют диоксид углерода. Суть СО₂ - технологии заключается в извлечении неполярным растворителем (жидкой углекислотой) из лекарственных и ароматических растений молекул различных веществ. СО-экстракты обладают ценными бактерицидными свойствами, долго хранятся без изменений химического состава [11].

Целью преддипломной практики являлась разработка технологии нового кисломолочного продукта - варенца, обогащенного антидиабетическим комплексом на основе СО₂-экстрактов лекарственных растений гипогликемического действия. В задачи исследования входило

1. разработка технологии варенца, обогащенного антидиабетическим комплексом на основе СО₂-эмульсий мяты перечной, шелковицы, грецкого ореха; мяты перечной, грецкого ореха, лавра и эвкалипта или мяты перечной, шелковицы, грецкого ореха, земляники и виноградной косточки.

2. Изучение влияния антидиабетических комплексов на органолептические показатели варенца.

3. Изучение влияния антидиабетических комплексов на физико-химические показатели кисломолочного продукта варенец.

Глава 1 Обзор литературы

1.1 Лечебные свойства молока и некоторых кисломолочных продуктов

Молоко и молочные продукты являются важнейшими продуктами питания населения, особенно детей и больных людей, а также беременных и кормящих женщин и лиц пожилого возраста.

Входя в состав смешанной пищи, молоко и молочные продукты заметно улучшают её питательность, вносят разнообразие и улучшают вкус пищи. Ещё древние философы, не химии и физики молока, но, наблюдая за действием его на организм, называли его «белой кровью», «источником здоровья», «соком жизни» и т.д.[2].

По химической и биологической ценности молоко и молочные продукты превосходят все другие продукты, встречающиеся в природе. В молоке содержится более 100 различных веществ, в том числе более 20 аминокислот, 40 жирных кислот, 25 минеральных веществ, десятки ферментов, несколько видов молочного сахара и т.д.

Химический состав молока следующий: вода - 7,5%, сухое вещество - 12,5%, в том числе молочный жир - 3,8%, белки - 3,3%, (казеин - 2,7%, альбумин - 0,5% и глобулин - 0,1%), молочный сахар - 4,7%, минеральные вещества - 0,7. Витаминов в молоке около 30. Важнейшие из них: витамин A, B1, B2, B3, B9, B12, C, D, E, H, PP. Наибольшее количество всех витаминов содержится в парном молоке.

Особенности многих компонентов молока в том, что природа не повторяет их ни в каком другом продукте питания [7].

Молоко и молочные продукты широко применяются как средство лечебного питания. Они отличаются высокой усвояемостью и питательностью, содержат антибиотические вещества.

Цельное свежее молоко используется в лечебном питание при гастритах и язвенной болезни желудка, сердечно-сосудистых заболеваниях, особенно при недостаточности кровообращения, туберкулёзе, различных воспалительных процессов.

Все виды простокваши обладают послабляющим действием, уменьшают гнилостные и бродильные процессы в кишечнике. Простокваша с успехом применяется при назначении разгрузочных диет, при лечении ожирения, сердечно-сосудистой недостаточности.

Ацидофильное дрожжевое молоко и творог, лакцидофильное молоко и ацидофильная паста используются при лечении колитов у детей и взрослых, гастритов с пониженной секрецией желудочного сока, воспаление печени и поджелудочной железы.

Сыры как высоко питательный продукт используется в лечебном питании выздоравливающих после инфекционных заболеваний. Творог благоприятно влияет на печень, препятствует её ожирению и способствует выведению холестерина из организма [20].

Почти все кисломолочные продукты являются диетическими продуктами. Диетические свойства этих продуктов заключаются, прежде всего в том, что все они улучшают обмен веществ; благодаря своим вкусовым качествам и химическому составу стимулируют выделение желудочного сока и возбуждают аппетит. Кроме того, диетические кисломолочные продукты в своём составе содержат много ценных веществ, в том числе витамины и антибиотические вещества. Последние имеют важное значение для лечебных свойств этих продуктов.

Кефир широко используется в лечебной практике. Однодневный слабый кефир способствует послабленгию кишечника, крепкий (трех дневный) не показан лицам с повышенной кислотностью желудочного сока и со склонностью к запорам. Солди кальция, углекислота и молочная кислота усиливают выделение мочи, способстуя выведению различных шлаков. Кефир как легко усвояемый продукт показан при болезнях печени, нарушении моторики кишечника, заболеваниях легких и плевры, молокровии и для разгрузочных дней при атеросклерозе, инфарктах миокарда, ожирении, коликах и гастритах.

Кумыс, как лечебный продукт используется давно. Его применяют для лечения некоторых форм туберкулёза, хронических бронхитов, пневмоний, желудочно-кишечных заболеваний. Небольшие дозы продукта до 200-255 мл в сутки, в несколько приемов маленькими дозами, можно давать больным с любыми заболеваниями. При таких дозах кумыс не вызывает в организме неадекватной реакции, он благоприятно действует на аппетит и на состояние желудочно-кишечного тракта. Подобно кумысу, курунга усиливает отделение пищеварительных соков, повышает аппетит, улучшает обмен веществ, даёт хорошие результаты при лечении туберкулёза. Лечебный эффект курунги объясняется наличием противотуберкулёзных антибиотических веществ, выделяемых молочнокислыми бактериями и дрожжами [2].

1.2 Общие сведения о СО₂ - технологии и СО₂-экстрактах лекарственных растений

Насыщение рынка пищевых добавок в последнее время произошло главным образом за счет появления большого количества искусственных веществ, имитирующих свойства натуральных продуктов. Часто такая имитация далека от оригинала. В связи с этим при производстве пищевых продуктов все большее внимание уделяется использованию пищевых добавок на натуральной основе как на более сбалансированной и физиологической [10].

Для эффективного извлечения ароматических и биологически активных веществ из пряно-ароматического и лекарственного сырья применяются следующие способы: прессование, криоизмельчение, разложение (гидролиз, автолиз), отгонка с водяным паром и др.

В последнее время широкое распространение получила экстракция сжиженными и сжатыми газами. Обработка термочувствительного пряно-ароматического и лекарственного растительного сырья в среде инертного газа является одной из предпосылок получения продукции высокого качества.

Наиболее перспективными инертными газами в пищевой промышленности являются уже применяемые ныне диоксид углерода и жидкий аргон [12].

Прежде всего, ответим на вопрос «Почему именно диоксид углерода стал единственным подходящим растворителем для извлечения ценных компонентов из сырья?»

CO2 не чужд живой клетке и активно участвует в процессе дыхания и клеточного метаболизма. Кроме того, в среде с CO2 микроорганизмы погибают и он является стерилизующим агентом. Жидкий CO2 проявляет ярко выраженные селективные свойства и извлекает из растительной клетки только легколетучие ароматические и вкусовые вещества преимущественно жирорастворимой природы.

Высокую селективность жидкого CO2 к эфирным маслам подтверждает величина его диэлектрической проницаемости при 20 °C , которая составляет 2,4. Молекула CO2 имеет линейное строение, что указывает на sp-гибридизацию орбиталей атома углерода. При этом, 2p-орбитали углерода, не участвующие в гибридизации, перекрываются с 2p-орбиталями атомов кислорода, образуя две электронные П-связи, расположенные перпендикулярно друг к другу[10].

Во влажном сырье, находящемся под давлением паров CO2 имеет место реакция образования угольной кислоты: CO2+H2O > H2CO3 >H⁺+HCO3^->2H+CO3

При увеличении давления и под действием фермента карбоксилазы процесс гидратации CO2 значительно ускоряется.

Установлено, что при увеличении давления в аппарате до 6,5 МПа pH влажной среды, может сдвигаться, в кислую сторону на 1,5-2,0 ед., то естбь от 6 до 4 или 4,5.

Пожалуй самым важным свойством CO2 как растворителя является его высокая летучесть и способность полностью удалятся из продукта прпи сжижении давления.

Перечисленные свойства диоксида углерода позволяют использовать его жидкую фазу для извлечения БАВ практически из любого сухого сельскохозяйственного сырья [10].

Наибольшую известность и популярность приобрели, так называемые, СО2-экстракты. Диоксид-углеродные экстракты представляют собой жидкие маслянистые продукты, полученные из растений извлечением биологически активных веществ двуокисью углерода.

СО2-экстракты можно применять во многих отраслях пищевой промышленности: при производстве колбас, мясных полуфабрикатов и консервов, детского питания пищевых концентратов, рыбных консервов и пресервов, соусов, майонезов и плавленых сыров, алкогольных и безалкогольных напитков и пива, в качестве заменителей сухих пряностей или ароматизаторов.

СО2-экстракты - это сложный природный комплекс биологически активных веществ: нелипидной природы, липидная фракция, витамины С, К, группы В, органические кислоты и др. Они хорошо хранятся, легко дозируются, экономичны в употреблении, содержат вкусовые, бактерицидные, антиаллергические, противовоспалительные, регенерирующие, гормональные и другие полезные компоненты. СО2-экстракты не только ароматизируют продукт, улучшают вкус, но и значительно повышают его биологическую ценность благодаря высокому содержанию ингредиентов, приносящих пользу здоровью человека.

Применение экстрактов позволяет:

- Сократить расход сухих пряностей в 25-100 раз;

- Отказаться от импортных поставок композиций и биодобавок;

- Упростить технологию;

- Исключить возможность заражения готовой продукции микроорганизмами;

- Увеличить срок годности готовой продукции.

Можно получать стерильные экстракты даже при использовании ее для сырья, обсемененного микроорганизмами. Жидкая углекислота термически устойчива при обычных температурах, химически инертна, что позволяет сохранить натуральные свойства у извлекаемых ею продуктов. Экстракция жидкой углекислотой полностью исключает окисление вследствие отсутствия аэрации. Физико-химические особенности растворителя способствуют извлечению веществ из растительного сырья практически без изменения их свойств. CO₂-экстракты - высококонцентрированные вещества, хорошо хранятся, легко дозируются, экономичны в употреблении [15].

1.3 Характеристика используемого растительного сырья

Для разработки варенца антидиабетического назначения были выбраны экстракты растений, обладающих гипогликемическим действием: мяты перечной, шелковицы, грецкого ореха (листья), лавра, эвкалипта, земляники виноградной косточки. Остановимся более подробно на их характеристике:

Виноград (Vitis vinifera L.) Ягоды содержат различные сахара, пектиновые вещества, витамины, микроэлементы и др. В листьях обнаружены сахара (2%), витамин С (1-4 мг/г), а также каротин, инозит, яблочная, винная кислоты. В таджикской народной медицине молодые листья и веточки используют для лечения гипертонической болезни и сахарного диабета. Под влиянием листьев винограда из организма выводится щавелевая и мочевая кислоты, поэтому их используют при лечении подагры, желчнокаменной и мочекаменной болезней, воспалительных процессах в почках, для регуляции обмена веществ. Настоем из листьев винограда обмывают поражения кожи, применяют для полоскания полости рта при ангинах.

Земляника (Fragaria vesca L.) Плоды содержат сахар, органические кислоты, фосфорные и известковые соли, дубильные вещества, каротин, эфирное масло. Водяной настой плодов ослабляет воспалительные процессы, убивает некоторых микробов и обладает потогонным, мочегонным и нежным послабляющим действием, отвар листьев земляники рекомендован для больных сахарным диабетом.

Лавр благородный (Laurus nobilis L.).Листья его сдержат 2-3,5% эфирного масла. В состав масла входит цинеол (50%), пинен, фелландрен, терпинеол, гераниол, эвгенол, метилэвгенол, уксусная, валерьяновая, капроновая кислота и их эфиры. Лавровое масло применяют употребляют для втираний при ревматизме, параличах, простудных заболеваниях, чесотке, опухолях и как противосудорожное средство. Отвар листьев лавра используют в фитотерапии сахарного диабета.

Мята (Mentha). Трава содержит эфирное масло Главной составной частью его является ментол и различные терпены. Мятное масло входит в состав мятных капель, зубного порошка и зубной пасты, а также применяется в ликеро-водочном и кондитерском производстве. Рекомендована для больных сахарным диабетом.

Орех грецкий (Juglans regia L.) Листья содержат гидрорюглон, флавоноиды гиперозид, 3-арабинозид кверцитина, 3-арабинозид кемпферола, дубильные вещества, минеральные соли (3-4%), витамин С (5%), каротин (до0,033 мг%), эфирное масло (до 0,03%).Листья грецкого ореха обладают общеукрепляющим действием, улучшают обмен веществ, подавляют воспалительные процессы. Обладает гиполитическим свойством.

Шелковица (Morus). Плоды содержат сахара, лимонную и яблочную кислоты, пектиновые, зольные, красящие вещества, жир, витамины, тригонеллин, каучук. Обладают антисептическим и хорошим противовоспалительным действием. Применяется в фитотерапии сахарного диабета.

Эвкалипт (Eucalyptus).Листья содержат дубильные вещества, горькое вещество, смолу, органические кислоты, сложные эфирны, фитонциды и эфирное масло. В состав эфирного масла входят цинеол, пинен, миртенол, альдегиды изовалерьяновый, куминовый, капроновый и каприловый. Обладает противомалярийным, отхаркивающим, сильным антисептическим, обезболивающим и противовоспалительным действием. Снижает сахар в крови[17].

Приведем характеристику СО2 экстрактов некоторых из приведенных выше растений.

СО2 - экстракт мяты перечной - источник ряда биологически активных веществ (БАВ). Он содержит до 60% летучих соединений среди которых примерно 40% приходится на ментол. Содержатся в этом экстракте каротиноиды (0,02-0,03%), токоферолы (до 0,4%),есть хролофиллины, стерины, немного жирных кислот. Основное активно действующее вещество - терпеновый третичный спирт ментол. Благодаря ему и суммарному действию остальных БАВ СО2 - экстракт мяты перечной проявляет болеутоляющие, местно-анестезирующие, бактерицидные, регенерирующие, эпителизирующие свойства, способствует нормализации обменных процессов в коже.

СО2 - экстракт лаврового листа представляет собой маслянистую жидкость темно-зеленого цвета с сильно выраженным ароматом сухого лаврового листа, пряным, слегка горьковатым вкусом. В СО2 - экстракте лаврового листа содержится: эфирного масла (цинеол, эвгенол и др)-45%, жироподобных веществ-27%, свободных жирных кислот - 3%, жирных кислот в виде эфиров и триглицеридов-2,6%, в том числе ненасыщенных-36%, мононасыщенных-27% и полинасыщенных-36%. Ненасыщенные жирные кислоты представлены олеиновой, линолевой и линоленовой кислотами, обладающими витаминной активностью. Экстракт обладает сильным противовоспалительным бактерицидным действием, стимулирует желудочно-кишечную деятельность, способствует лучшему перевариванию пищи [9].

Глава 2 Технологическая часть

2.1 Общая характеристика предприятия

Форма собственности: Открытое акционерное общество.

Почтовый адрес: 412580, Саратовская область, р.п. Новые Бурасы, ул. Заводская, 1.

Генеральный директор: Шведов Н.П.

Специализация: выпуск молочной продукции.

ОАО «Новобурасский молочный завод» был образован в 1930г. и назывался «Новобурасский раймаслопром». В те годы были построены три крупных сепараторских отделения по производству сливочного масла. В 1973г. была запущена линия по производству сметаны и ряженки, 1980г. - по производству сыра и других кисломолочных продуктов. Сейчас ассортимент выпускаемой продукции составляет: сметана 15, 20% жирности, сыр мягкий, сычужный и твёрдый, ряженка, кефир, бифидоряженка, бифидокефир, масло сливочное крестьянское, творог 18% жирности, молоко пастеризованное 2,5 и 3,2 %, продукты фирменные: «Снежок» сладкий, «Новобурасский». За высокое качество продукции завод был награждён медалями различной пробы (золотые, серебряные, бронзовые) и дипломами.

На заводе находятся химическая лаборатория с боксом, склад стеклотары и фляг, аппаратный цех, аккумуляторная, холодильная камера, сырохранилище и подстанция.

ОАО «Новобурасский молочный завод» занимается приёмом и переработкой молока. Закупают сырьё от крупных фермерских хозяйств и сельскохозяйственных предприятий. Завод имеет сеть магазинов в Саратове и р.п. Новые Бурасы. Ассортимент продукции формируется за счёт анкетирования покупателей, возможностей производства и времени года.

За год предприятие выпускает цельномолочной продукции 545 т., не жирной продукции 415 т., масло0сливочной продукции 233 т., сыра твёрдого 505 т.

2.2 Описание технологического процесса и аппаратурно-процессовой схемы

Для производства кисломолочных напитков используется молоко не ниже второго сорта, кислотностью не выше 19 T, которое предварительно подвергают очистке. Технологическая схема представлена на рисунке 2.

Кисломолочные напитки вырабатывают различной массовой долей жира, поэтому исходное молоко соответственно нормализуют до требуемой массовой доли жира. Нормализация осуществляется на сепараторах-нормализаторах

Нормализованное сырье из емкости для сырого молока (2) подается в балансировочный бачок (3), откуда направляется в рекупирационную секцию пастеризационно-охладительной установки (5), где подогревается до 95-98°C. В результате пастеризации уничтожаются микроорганизмы в молоке и создаются условия, благоприятные для развития микрофлоры закваски. Наилучшие условия для развития микроорганизмов создаются, если молоко пастеризуется при температурах, близких к 100 °C. При этих условиях происходит денатурация сывороточных белков.

Для пастеризации используют пастеризационно-охладительные установки для кисломолочных продуктов, в которых можно проводить пастеризацию с необходимой выдержкой и последующим охлаждением до температуры заквашивания. Подогретое молоко направляется сначала в сепаратор (7), а затем на гомогенизатор (8)

Для гомогенизации предназначены гомогенизаторы клапанного типа. В результате гомогенизации при температуре 55-60°C и давление 17,5 МПа улучшается консистенция кисломолочных напитков и предупреждается отделение сыворотки. Из гогмогенизатора молоко сначало поступает в секцию пастеризации, далее через пульт-управления (6) - возвращается в рекуперационную секцию и в секцию охлаждения пастеризационно-охладительной установки (5), где охлаждается до температуры заквашивания (40-45°C). Если по выходе из секции пастеризации молоко не достигло заданной температуры, то оно с помощью возвратного клапана направляется в балансировочный бочок (3) для повторной пастеризации. Охлажденное молоко поступает в емкость для производства кисломолочных напитков (9), перемешиваясь в смесителе с закваской.

Сквашивание молока проводят в вертикальных емкостях, оборудованных мешалками с автоматическим устройством.

Автоматическое устройство обеспечивает протекание сквашивания по определенному циклу: перемешивание - покой - перемешивание. А также служит для включения системы охлаждения. Охлаждение осуществляется холодной водой и рассолом.

Заквашенное молоко сквашивается в емкости до требуемой кислотности. Полученный сгусток охлаждается в той же емкости, при этом через каждые 30 -40 минут включается мешалка для размешивания сгустка и более быстрого его охлаждения.

Охлаждение продукта можно осуществлять и в потоке. Для этого молоко заквашивается в емкости, а по достижению заданной кислотности продукт подается на пластинчатый охладитель (11), где охлаждается потоке дор требуемой температуры и поступает в промежуточную емкость (12), откуда направляется на фасовку.

Кисломолочные напитки фасуют в термосвариваемые пакеты на автоматох для фасовки жидких кисломолочных продуктов

Сведения об оборудовании оформлены в виде таблицы 1.

Таблица 1 - Характеристика производственного оборудования

Наименование	Марка	Размеры	Производительность
1	2	3	4
1. Подогреватель трубчатый	П8-ОАБ	Длина 1500 мм Ширина 890 мм Высота 1450 мм	5000 л/ч
2. Ванна нормализационная	ВН-600	Диаметр 1210 мм Высота 1350 мм	80 л
3. Автомат розлива и упаковки	«ЗОНД-ПАК» модель2201	Длина 1840 мм Ширина 1600 мм Высота 2420 мм	15-25 пак/мин
4. Сепаратор-есливокоотделитль	Ж5-ОС2Т-3	Длина 860 мм Ширина 590 мм Высота 1445 мм	5000 дм3/ч
5. Резервуар для созревания сливок и хранения напитков	Я1-ОСВ-1	Ширина 1535 мм Диаметр 1335 мм Высота 2827 мм	1000 л/ч
	Я1-ОСВ-2,5	Ширина 1735 мм Диаметр 1535 мм Высота3584 мм	2500 л/ч
	Я1-ОСВ-4	Ширина 2100 мм Диаметр 1735 мм Высота 3869 мм	4000 л/ч
	Я1-ОСВ-6,3	Ширина 2500 мм Диаметр 2135 мм Высота 3912 мм	6300 л/ч
	Я1-ОСВ-10	Ширина 2900 мм Диаметр 2535 мм Высота 4097 мм	10000 л/ч
6. Ванна длительной пастеризации	В1-ВД2-ПС	Длина 1300 мм Ширина 1080 мм Высота 1900 мм	0,35 м3
7. Резервуар для хранения молока без системы охлаждения. .	Г6-ОМГ-25	Длина 6200 мм Ширина 2820 мм Высота 3660 мм	2,5 м3
	В2-ОМГ-10	Длина 4550 мм Ширина 2128 мм Высота 2825 мм	10 м3
8.Резервуар для созревания сливок	Л5-ОТН-6,3	Длина 3900 мм Ширина 4400 мм Высота 3600 мм	6,3 м3
9.Пастеризационная установка	ПТУ - 5М	Длина 1400 мм Ширина 1100мм Высота 1700 мм	5000 л/ч
10.Установки теплообменные пластинчатые	А1-ОНС-10	Длина 2300 мм Ширина 1300 мм Высота 3660 мм	10000 л/ч
	А1-ОНС-25	Длина 2300 мм Ширина 1800 мм Высота 2500 мм	25000 л/ч
11. Танк универсальный	Г2-ОТ2-А	Длина 1560мм Ширина 1520 мм Высота 2045 мм	1 м3
12.Сепаратор-сливокоотделитель.	Ж5-ОС2-НС	Длина 1200 мм Ширина 850 мм Высота 1780 мм	10000 дм3/ч
13.Гомогенизатор	А1-ОГ2М	Длина 1475 мм Ширина 1120 мм Высота 1640 мм	5000 дм3/ч
14. Установка трубчатая пастеризационная	Т1-ОУТ	Длина1500 мм Ширина 1250 мм Высота 2300 мм	10000 л/ч

2.3 Общая технология варенца

Варенец - изготавливают сквашиванием стерилизованного или топлёного молока с добавлением или без добавления болгарской палочки.

Важнейшим биохимическим процессом, протекающим при выработке варенца, является брожение молочного сахара. Оно вызывается микроорганизмами бактериальных заквасок. Его скорость и направление определяют консистенцию, вкус и запах готового продукта.

При молочнокислом брожении, каждая молекула пировиноградной кислоты, образующаяся из молекулы глюкозы, восстанавливается с участием окислительно-восстановительного фермента лактатдегидрогеназы до молочной кислоты:

В результате из одной молекулы лактозы образуется 4 молекулы молочной кислоты:

C₁₂H₂₂O₁₁ 4CH₃COOH

Образование молочной кислоты имеет большое значение. Прежде всего она оказывает влияние на сам процесс молочнокислого брожения, так как клетки молочнокислых культур вырабатывают молочную кислоту только до определенного предела кислотности, после чего отмирают.

Молочная кислота переводит основной белок молока - казеин из растворимого состояния в нерастворимое состояние, вследствие чего и образуется сгусток (коагулянт), определяющий консистенцию продукта. Характер сгустка определяется уровнем накопления молочной кислоты, способностью формировать пространственные структуры, удерживать влагу. Образование вкусовых и ароматических веществ зависит от состава закваски, условий сквашивания, созревания и охлаждения продуктов[19].

Для производства варенца выбран резервуарный способ производства кисломолочных продуктов. Варенец можно вырабатывать или из стерилизованного молока, или из молока подвергнутого томлению в течение 30-40 минут. Молоко подвергают сквашиванию закваской, приготовленной на чистых культурах вязкого термофильного стрептококка. Технологический процесс производства варенца резервуарным способом состоит из приёмки и подготовки сырья, нормализации, гомогенизации, пастеризации, охлаждения, заквашивания, сквашивания молока, перемешивания, розлива, охлаждения, упаковывания, маркирования и хранения.

Для производства варенца используется молоко не ниже второго сорта кислотностью не выше 19T, которое предварительно подвергают очистке.

Исходное молоко нормализуют до требуемой массовой доли жира. Нормализация молока осуществляется в потоке на сепараторах-нормализаторах или смешением [29].

Нормализованное сырьё подвергают пастеризации. В результате пастеризации уничтожаются микроорганизмы в молоке и создаются условия благоприятные для развития микрофлоры закваски. Пастеризацию проводят при 95-98C с выдержкой 20 секунд.

Пастеризация молока обычно сочетается с гомогенизацией. Гомогенизация происходит при 55-60C и давлении 17,5МПа. Гомогенизация улучшает консистенцию варенца.

После пастеризации и гомогенизации молоко охлаждается до температуры заквашивания. Для заквашивания используется закваска, приготовленная на основе вязкого термофильного стрептококка. Заквашенное молоко охлаждают до 40-45C [5].

В охлаждённое до температуры заквашивания молоко вносится производственная закваска в количестве 5%. Наиболее рационально вносить закваску в молоко в потоке. Для этого закваска через дозатор подаётся непрерывно в молокопровод и в смесителе смешивается с молоком [25].

Сквашивание молока проводят при температуре заквашивания. В процессе сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. Окончание сквашивания определяют по образованию достаточно плотного сгустка и достижению определенной кислотности.

По окончании сквашивания продукт немедленно охлаждается до 20C, разливают в тару и направляют в холодильную камеру. Продукт охлаждается в этой камере до 8C, после чего продукт готов к реализации.[19]

2.4 Автоматизация технологических процессов

Функциональная схема автоматизации технологического процесса изготовления варенца резервуарным способом представлена на рисунке 3. Процесс приготовления кисломолочных продуктов - циклический. Каждый цикл определяется временем изготовления заданного объема кисломолочных продуктов. Новый цикл начинается оператором нажатием кнопки 1-1, при этом через магнитные пускатели 1-2, 1-5, 1-8. 1-11 включается моторы насосов 1-3, 1-6, 1-9. Включение этих элементов контролируется оператором с помощью сигнальных ламп HL-1 - «Идет подача молока», HL-2- « Включение блока 7» и HL-3 - «Включение мешалки». Автоматическое включение блока 7 и мотора мешалки дублируется кнопками ручного включения 1-7, 1-10.

На выходе из гомогенизатора температура молока контролируется САР температуры, которая включает первичный преобразователь температуры 5-1. вторичный преобразователь и регулятор температуры с индикацией 5-2. Если молоко не достигло заданной температуры, то сигнал управления с выхода регулятора после преобразования в пневматический сигнал, подается на пневмомотор 5-7, открывается кран подачи молока и молоко возвращается на повторную пастеризацию.

После гомогенизации молоко охлаждается до температуры заквашивания (40-45°C) в охладительной установке VI. Заданное значение температуры молока на выходе установки VI обеспечивается с помощью САР температуры, включающей первичный преобразователь температуры 6-1, вторичный преобразователь и регулятор температуры с индикацией 6-4. Заданное значение температуры обычно находится в регуляторе. Электрический сигнал управления с выхода регулятора после преобразования в пневматический сигнал подается на пневмомотор 6-7, управляющий степенью открытия крана подачи холодной воды в охладитель. Охлажденное молоко подается для заквашивания в резервуар VII.

Уровень молока в резервуаре VII контролируется с помощью первичных измерительных преобразователей уровня (металлических стержней) пустого и полого резервуара. Оба этих резервуара обозначены номером 8-1. После заполнения резервуара VII сигнал датчика поступает на вторичный преобразователь 8-2. По сигналу полного бака с выхода этого блока выключается регулятор температуры 6-3, мотор насоса 1-3, 1-6, 1-9, 1-12 и блок 2 через магнитные пускатели 6-2. Лампочки HL-1, HL-2, HL-3 гаснут, по этому же сигналу включается система автоматической подачи закваски в резервуар. Она включает в себя первичный преобразователь расхода 9-1, регулятор-переключатель со вторичным преобразователем и интегрированием расхода 9-2, преобразователь электрического сигнала в пневматический 9-3 и пневмомотор 9-4, управляющий открытием крана подачи закваски. По сигналу полного резервуара кран подачи закваски открывается, и закваска подается в резервуар. Как только количество поданной закваски (интеграл от расхода) станет равным заданному значению, регулятор 8-2 вырабатывает электрический сигнал, который через магнитный пускатель 6-2, выключает мотор мешалки 6-3, включает временную программу заквашивания 10-5 и зажигается лампочка HL-4 - «Закваска залита».

Блок 10-5 выдает задающее воздействие, соответствующее температуре заквашивания в регулятор температуры 7-2 и предельной кислотности заквашивания в регулятор-переключатель кислотности 10-2 продукта в резервуаре.

САР температуры в резервуаре работает следующим образом: текущее значение температуры молочного продукта в резервуаре измеряется первичным преобразователем 7-1, эле6ктрический сигнал которого подается в регулятор температуры с индикацией 7-2. В нем этот сигнал проходит через вторичный преобразователь и сравнивается с заданным значением температуры сквашивания. На основание сигнала рассогласования вырабатывается электрический сигнал управления, который после преобразования в пневматический сигнал в блоке 7-3 управляет пневмомотором 7-4 открытия (закрытия) крана-смесителя холодной и горячей воды, определяющего через водяную рубашку температуру продукта в резервуаре.

Регулятор-переключатель кислотности работает так: текущее значение pH измеряется первичным преобразователем 10-1, электрический сигнал которого подается в регулятор кислотности с индикацией 10-2. В нем этот сигнал проходит через вторичный преобразователь и сравнивается с заданным предельным значением кислотности сквашивания. Как только текущее значение кислотности продукта станет равным предельному, регулятор 10-2 вырабатывает электрический сигнал, который подается в блок 10-5 временной программы сквашивания.

Блок 10-5 изменяет заданное значение температуры в регуляторе 7-2, по сигналу которого в водяную рубашку резервуара начинает подаваться ледяная вода, зажигается лампочка HL5 - «Вкл. режим созревания». По сигналам блока 10-5 через каждые 30-40 мин через магнитный пускатель 6-2 включается мотор 6-3 мешалки на 5-15 мин.

При охлаждении варенца до заданного значения: 8⁰С, его оставляют в покое (перестают включать мешалку) до конца сквашивания. Общая продолжительность сквашивания определяется оператором и задается в блоке 10-5 временных программ.

По истечении этого времени магнитным пускателем 10-3 включается мотор 10-4 и 11-3 готовый продукт поступает в резервуар XII. Уровень готового продукта в резервуаре XII контролируется с помощью первичных измерительных преобразователей уровня (металлических стержней) пустого и полого резервуара. Оба этих резервуара обозначены номером 13-1. После заполнения резервуара 12 сигнал датчика поступает на вторичный преобразователь-переключатель уровня 14-2. По сигналу полного бака с выхода этого блока выключается регулятор температуры 11-3. По этому же сигналу включается система автоматической подачи сиропа в резервуар. Она включает в себя первичный преобразователь расхода 14-1, регулятор-переключатель со вторичным преобразователем и интегрированием расхода 14-2, преобразователь электрического сигнала в пневматический 14-3 и пневмомотор 14-4, управляющий открытием крана подачи сиропа. По сигналу полного резервуара кран подачи сиропа открывается, и сироп подается в резервуар. Как только количество поданного сиропа (интеграл от расхода) станет равным заданному значению, регулятор 13-2 вырабатывает электрический сигнал, который через магнитный пускатель 11-2, выключает мотор мешалки 11-3.

По сигналу датчика уровня пустого резервуара 8-1 мотор 10-4 выключается и вся система приводится в исходное состояние.

2.5 Теплоснабжение, электроснабжение, хладоснабжение и водоснабжение предприятия ОАО «Новобурасский молочный завод»

Теплоснабжение. Для переработки молока необходимо тепло и пар. Обеспечение предприятия тепловой энергией производится котельной, оборудованной котлом Е-1-9 Г, работает круглосуточно. Отопительный период длится 7 месяцев, в качестве топлива используется природный газ. В летний период за месяц расходуется 14 -15 тыс. м³ газа, в зимний 16-17 тыс. м³ газа, а за год - 190 тыс. м³ [36, 55].

Электроснабжение. Система электроснабжения завода состоит из трансформаторной подстанции типа ТП-250 квА [22].

Расход электроэнергии в год составляет 174 тыс. КВт [51].

Хладоснабжение. Для охлаждения на заводе служат морозильная и холодильная установки. На заводе установлена компрессорная установка, предназначенная для производства холода следующим потребителям:

1. для охлаждения камер хранения готовой продукции;

2. для получения ледяной воды.

В качестве холодильного агента используют аммиак. Объем камеры холода 120 м³, хладопроизводительность - 30 тыс. ккал/час., время работы компрессорной - 8760 ч/год. Холодильный агент из компрессора поступает в конденсатор, где сжижается и через распределительную гребенку поступает к потребителям холода. Затем он дросселируется, переходит в газообразное состояние и вновь засасывается в компрессор [34].

Водоснабжение молокозавода осуществляется 2 артезианскими скважинами. Общее потребление воды на заводе из 1 артезианской скважины глубиной 95 метров, дебетом 10 м³/час при помощи насоса марки ЭУВ-6. Годовой расход воды составляет 8,39 т м³/год. Из них:

на хозяйственно-питьевые нужды - 0,61 т м³/год;

на производственные нужды - 7,78 т м³/год.

Общее количество водоотведения в водонепроницаемый выгреб с последующим вывозом в чеки составило 3 т м³/год. Из них:

хозяйственно-бытовых стоков - 0,61т м³/год;

производственных стоков - 2,39 т м³/год.

Для удовлетворения потребности в горячей воде на заводе имеется установка централизованной системы горячего водоснабжения, состоящая из водонагревателя, насосов и трубопроводов, по которым вода доставляется к месту потребления [1, 29, 30].

2.6 Описание проектируемой технологической линии и оборудования для производства напитка из сыворотки с добавлением антидиабетической композиции

1. Электронасос центробежный типа 36-1Ц2, 8-20 марки Г2-ОПЕ

Он предназначен для отделения сыворотки из творожной ванны. Электронасос одноступенчатого, одностороннего всасывания, с закрытыми лопастями рабочего колеса. Исполнение консольномоноблочное. Все детали, соприкасающиеся с продуктом, изготовлены из нержавеющей стали.

Он состоит из электродвигателя, который закрыт кожухом. На консольный вал электродвигателя установлен наконечник. С помощью гайки на наконечник крепится колесо. Закрывается насос при помощи зажимного кольца крышкой. Всасывающий штуцер крепится к крышке гайкой. Герметизируется внутренняя полость резиновым уплотнителем-кольцом. Жесткость крепления насоса с корпусом электродвигателя осуществляется кронштейном.

Работает насос следующим образом: сыворотка поступает самотеком через всасывающий штуцер в полость корпуса. Здесь оно захватывается лопастями рабочего колеса и под действием центробежной силы отбрасывается по касательной в нагревательный штуцер.

2. Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка марки А1-ОКЛ-2

Предназначена для пастеризации молока, кисломолочных продуктов и сливок. Используется на предприятиях пищевой промышленности, в частности на молочных предприятиях.

Теплообменный аппарат состоит из трех секций: секции рекуперации теплоты, секции пастеризации и секции охлаждения.

Технологический процесс тепловой обработки автоматизирован, что исключает выход недопастеризованной сыворотки и предотвращает ее перегрев.

В комплекте аппарат пластинчатый, щит управления, баки конвекционный и приемный, инжектор, клапан переключающий, регулирующий с арматурой, электронасос центробежный для молока типа 36-1Ц 2,8-20, насос центробежный консольный для воды типа К 8.18, трубопроводы, арматура.

3. Резервуар для хранения сыворотки марки В2-ОМВ-6,3

Резервуар марки В2-ОМВ-6,3 предназначен для приемки и хранения сыворотки. Он представляет собой вертикальный сосуд, установленный на опорах. Цилиндрический внутренний сосуд изготовлен из алюминиевого листа марки АЮ1М, наружный - из листовой стали. Пространство между корпусом заполнено термоизоляционным материалом. В верхней части резервуара расположены моечное устройство, датчик верхнего уровня, воздушный клапан и смотровое окно.

Моечное устройство представляет собой две полудуги, имеющие отверстия для подачи моющего раствора под давлением. Когда полудуги приводят во вращение, то разбрызгивают раствор по внутренней поверхности резервуара. Датчик верхнего уровня сыворотки предназначен для подачи сигнала о заполнении рабочей емкости резервуара. Для выхода воздуха из резервуара при заполнении его сывороткой и поступления воздуха при опорожнении имеется воздушный клапан. Светильник и смотровое окно служат для периодического визуального наблюдения.

В нижней части резервуара расположены перемешивающее устройство и датчик нижнего уровня. Перемешивающее устройство состоит из специального центробежного насоса, смонтированного вместе с электродвигателем, системы трубопроводов с кранами и эжекторами, вмонтированных внутрь резервуара. Датчик нижнего уровня предназначен для подачи сигнала о полном опорожнении резервуара. Наполнение резервуара осуществляется через трехходовой кран (при этом блокируется возможность слива) и патрубок резервуара. Опорожнение происходит самотеком или с помощью насоса и осуществляется через тот же патрубок. Перемешивание происходит автоматически или вручную через каждые 4 часа. Термоизоляционный материал обеспечивает повышение температуры не более, чем на 2 єС за 24 ч хранения [25].

2.7 Аппаратурно-процессовая схема производства напитка с антидиабетической композицией

Технологический процесс производства напитка с антидиабетической композицией осуществляется при помощи комплексов оборудования для приема, переработки и расфасовки продукта.

Сыворотка из творожной ванны (9) с помощью центробежного насоса (2), предназначенного для отделения сыворотки из творожной ванны, подается на трехсекционную пластинчатую пастеризационную установку (10), состоящую из секции рекуперации теплоты, секции пастеризации и секции охлаждения. Сыворотка, пройдя секцию рекуперации, нагревается до температуры 60?С, поступает в секцию пастеризации, температура пастеризации составляет 90-95?С с выдержкой 30-40 минут для осаждения белка, далее переходит в третью секцию - охлаждения, где сыворотка охлаждается рассолом (температура рассола составляет 13?С) до температуры заквашивания. Из пастеризатора сыворотка поступает в резервуар для временного хранения сыворотки (11) ,где осуществляются стадии заквашивания и сквашивания. В сыворотку вносятся антидиабетическая композиция, поступающая из ванны для компонентов, и закваски. Процесс сквашивания осуществляют при температуре 36 ± 2 ?С в течение 7-8 часов. После окончания процесса сквашивания сыворотку охлаждают и подают на розлив. Полученный продукт разливают в полиэтиленовые пакеты, вместимостью 1 литр.

Доохлаждение продукта происходит в холодильной камере, после чего технологический процесс считается законченным и продукт готов к реализации.

Хранение продукта должно быть при температуре не выше 8 є С не более 72 ч с момента окончания технологического процесса, в том числе на предприятии-изготовителе не более 18 ч.

Глава 3 Специальная часть

3.1 Методы исследования

Определение плотности молока (ГОСТ 3625-84)

Измерение плотности молока производят специальным ареометром (лактоденсиметром), который имеет две шкалы. Верхняя шкала показывает температуру молока в C, а нижняя - плотность молока. Плотность натурального молока находится в пределах 1027 - 1031 кг/м³. Поскольку меняется третья и четвёртая цифра после запятой, то принято цифры, составляемые ими, называть градусами ареометра. Температура молока при измерении должна быть 20C. Если она не соответствует этой величине, то вводится поправка на температуру, равная 0,2 A на каждый градус. Поскольку при понижении температуры плотность молока возрастает, а при понижении - наоборот понижается, то при температуре выше 20C поправку следует прибавлять к полученному результату, а при температуре ниже 20C - отнимать.

Пробу объёмом 0,25 или 0,50 дм³ тщательно перемешивают и осторожно, во избежание образования пены, переливают по стенке в сухой цилиндр, который следует держать в слегка наклонном положении. Цилиндр с исследуемой пробой устанавливают на ровной горизонтальной поверхности. Сухой и чистый ареометр опускают медленно в исследуемую пробу, погружая его до тех пор, пока до предполагаемой отметки ареометрической шкалы не останется 3 - 4 мм, а затем оставляют его в свободно плавающем состоянии, Ареометр не должен касаться стенок цилиндра. Отсчёт показаний плотности и температуры проводят визуально со шкалы ареометра через 3 минуты после установления его в неподвижном положении. При отсчёте показаний плотности глаз должен находится на уровне мениска с точностью до 0,0005. Отсчёт температуры с точностью до 0,5C[13].

Определение кислотности (ГОСТ 3624-67)

Кислотность свежего молока обуславливается наличием в нём белков, обуславливающих кислыми свойствами, кислых солей Na, Ca, Mg, K и углекислого газа. Кислотность молока определяется в градусах Тернера ( Т). Градусы Тернера являются условными единицами и соответствуют количеству 0,1 н. миллилитров раствора гидроксида натрия, необходимого для нейтрализации 100 мл молока до слабощелочной реакции с индикатором фенолфталеином.

В коническую колбу вместимостью 150-200 см³ отмеривают с помощью пипетки 10 см³ молока, прибавляют 20 см³ дистиллированной воды и три капли раствора фенолфталеина. Смесь тщательно перемешивают и титруют раствором гидроксида натрия (калия) до появления слабо-розового окрашивания, соответствующего контрольному эталону окраски, не исчезающего в течение 1 минуты. Для приготовления контрольного эталона окраски в такую же колбу вместимостью 150-200 см³ отмеривают пипеткой 10 см³ молока, 20 см³ воды и 1см³ 2,5% раствора сернокислого кобальта. Эталон пригоден для работы в течение одной смены.

Кислотность молока в градусах Тернера равна объёму водного раствора гидроксида натрия (калия), затраченному на нейтрализацию 10 см³ молока, умноженному на 10 [3].

Определение белка

В химический стакан отмериваем 20 мл молока, приливаем 0,25 мл 2% фенолфтамина и титруем 0,15 раствором щелочи до появления слабо розового окрашивания (щелочь не учитывают). Затем вносят 4 мл свежеприготовленного раствора 36-40% формалина и вторично титруем. Количество мл 0.1% раствора едкого натрия умножают на 0,959, что равняется содержанию белка.

К=а0,959,

где

а - количество затраченной щелочи (едкого натрия)[10].

Определение массовой доли жира в молоке (ГОСТ 5867-90)

Для определения массовой доли жира в молоке применяют метод Гербера. Определение производят с помощью жиромера. Сущность метода заключается в растворении белков молока серной кислотой, в результате чего жировые шарики теряют свою оболочку, и объединяются в единый жировой слой и количество жира легко измерить с помощью шкалы жиромера.

В чистый молочный жиромер, стараясь не смочить горлышко, наливают специальным дозатором 10 см³ серной кислоты (плотностью 1810-1802 кг/м³) и осторожно, чтобы жидкости не смешивались, добавляют пипеткой 10,77 см³ молока, приложив кончик пипетки к стенке горлышка жиромера под углом (уровень молока в пипетке устанавливают по нижней точке мениска). Молоко из пипетки должно вытекать медленно и после опорожнения пипетку отнимают от горлышка жиромера не ранее чем через 3 с. Выдувание молока из пипетки не допускается. Затем в жиромер добавляют специальным дозатором 1 см³ изоамилового спирта.

Жиромер закрывают сухой пробкой, вводя его немного более чем на половину в горлышко, затем его встряхивают до полного растворения белковых веществ, перевертывая 4-5 раз так, чтобы жидкости в нём полностью перемешались. После этого жиромер ставят пробкой вниз на 5 минут в водяную баню с температурой ()C.