Сухое молоко оборудование. Технологическая линия производства сухого молока

Характеристика продукции сырья и полуфабрикатов. Сухие молочные продукты являются разновидностью молочных консервов. Последние можно разделить на три группы: сгущенные с сахаром, стерилизованные и сухие. Сухие молочные продукты представляют собой порошок из агломерированных частиц молока разных форм и размеров, зависящих от вида продукции и способа сушки.

Сухие молочные продукты имеют высокую пищевую и энергетическую ценность. В сухом цельном молоке содержится 25,6 % белков, 25 % жира, 39,4 % лактозы, а в обезжиренном сухом молоке 37,9 % белков и 50,3 % лактозы. В этих продуктах также высокое содержание витаминов и минеральных веществ. Энергетическая ценность 100 г сухих молочных продуктов составляет 1500…2500 ккал. Влажность сухих молочных продуктов не превышает 4 %, что обеспечивает значительную продолжительность их сохранности в герметической упаковке. Одним из основных физико-химических показателей сухих консервов является растворимость, величина которой может составлять от 80 до 99,5 % в зависимости от способа сушки.

Ассортимент сухих молочных продуктов очень разнообразен. Основным видом сухих молочных продуктов, выпускаемых отечественной молочной отраслью, является сухое коровье молоко с массовой долей жира 15, 20, 25 % и обезжиренное молоко, сухие сливки, а также сухие кисломолочные продукты и пахта.

Сырьем для выработки сухих молочных продуктов являются молоко не ниже 2‑го сорта и кислотностью не более 20 °Т, сливки с массовой долей жира не более 40 % и кислотностью не более 26 °Т, обезжиренное молоко и пахта кислотностью не более 20 °Т.

Особенности производства и потребления готовой продукции. Объемы выпуска натурального молока и другой молочной продукции в течение года неравномерны, особенно в осенне-зимний период, когда поступление свежего молока сокращается. Одним из способов обеспечения ритмичного молочного производства является использование сухого молока, выработанного на специальных молочных производствах. Кроме того, сухое молоко дает возможность экономично хранить и транспортировать очень большие количества сухого вещества в отдаленные регионы и на экспорт.

Особенности производства сухих молочных продуктов по сравнению с получением питьевого молока предусматривают выполнение дополнительных операций тепловой обработки молока: выпаривания и сушки.

Выпаривание предназначено для удаления воды и повышения концентрации нелетучих сухих веществ (до 50 %), в результате чего образуется сгущенное молоко.

Такое молоко или молочная смесь представляют собой коллоидную систему. Соли и углеводы содержатся в сгущенном молоке в состоянии молекулярного раствора, белки – в коллоидном, а жир – в виде эмульсии.

Молоко обычно выпаривают под вакуумом, когда температура кипения продукта снижается. Этот способ позволяет улучшить технологические показатели оборудования и уменьшить отрицательное воздействие высокой температуры на качество сухого молока. В зависимости от числа ступеней выпаривания температуру кипения поддерживают от 70…80 °С до 43…48 °С.

Отношение конечной концентрации какого-либо компонента молока к его начальной концентрации принято называть степенью сгущения. Величина последней зависит от конструкции выпарного оборудования. Степень сгущения молока в циркуляционной вакуум-выпарной установке составляет 43…48 %, а в пленочной – 52…54 %, продолжительностью сгущения соответственно 50 и 3…4 мин.

Сушка предназначена для получения молочного продукта с концентрацией сухих веществ не менее 96 %. Молоко обычно сушат в контактных или в распылительных сушильных установках. В контактных сушилках молоко высыхает при непосредственном контакте с горячей поверхностью барабанов (вальцов). В зависимости от конструкции этих сушилок молоко можно сушить при атмосферном давлении при температуре 110…130 °С и в вакууме при температуре 60…70 °С. В качестве сушильного агента используют водяной пар, подаваемой во внутреннюю часть барабанов и нагревающий их рабочие поверхности.

В распылительных сушильных установках молоко диспергируется с помощью вращающихся дисков или форсунок до мелких капель. Увеличение удельной поверхности продукта при сушке позволяет интенсифицировать выделение влаги. Вследствие малого размера капель молока (40…50 мкм) поверхность влагообмена достигает 150…250 м 2 на один кубометр сушильной камеры. Поэтому продолжительность сушки не превышает 4…6 с.

Срок хранения сухого цельного молока в герметичной упаковки при температуре 1…10 °С составляет не более 10 месяцев.

Стадии технологического процесса. Производство сухого молока состоит из следующих стадий и основных операций:

– приема молока, сортирование по качеству и измерение количества принятого молока;

– очистка от механических примесей и охлаждение сырого молока;

– нагревание и сепарирование молока;

– образование нормализованной молочной смеси: нормализация, очистка и пастеризация;

– сгущение нормализованного молока;

– гомогенизация сгущенного молока;

– сушка сгущенного молока;

– охлаждение сухого молока;

– фасование готового продукта в потребительскую и транспортную тару.

Характеристика комплексов оборудования. Линия производства сухого молока начинается с комплекса оборудования для подготовки сырого молока к переработке, включающего самовсасывающие насосы, счетчики-расходомеры, фильтры, охладительные установки и резервуары для хранения молока.

Следующим в линии является комплекс оборудования для образования нормализованной молочной смеси, содержащий насосы, теплообменные установки, сепараторы, дозаторы компонентов, резервуары и фильтры для нормализованной молочной смеси.

Далее линия содержит комплекс оборудования для сгущения молока, имеющий многокорпусные вакуум-аппараты или циркуляционные вакуум-выпарные аппараты, гомогенизаторы, фильтры и резервуары для охлаждения сгущенного молока.

Ведущим является комплекс оборудования для сушки молока, включающий сушилки, вибросита и устройства для охлаждения сухого молока.

Линия завершается комплексом оборудования для упаковывания сухого молока в потребительскую и транспортную тару.

Машинно-аппаратурная схема линии производства сухого молока представлена на рисунке 2.19.

Устройство и принцип действия линии. После проверки качества, учета, очистки и охлаждения сырое молоко загружают в приемные резервуары 1 . На переработку сырое молоко перекачивают центробежным насосом 2 через пластинчатый подогреватель 3 , сепараторы-молокоочистители 4 в сепаратор-нормализатор 5 .

Нормализацию молока проводят, добавляя в него сливки, обезжиренное молоко или пахту. В нормализованной молочной смеси соотношение жира и сухого молочного обезжиренного остатка должно быть таким же, как и в готовом продукте. Нормализованное молоко из резервуара 6 перекачивают в пастеризационно-охладительную установку 7 . Молоко пастеризуют при температуре 95 °С без выдержки, фильтруют и загружают в расходные резервуары 8 .

Рис. 2.19. Машинно-аппаратурная схема линии производства сухого молока

Молоко сгущают в вакуум-выпарной установке пленочного типа. В состав установки входят три греющие камеры 10 с сепараторами-пароотделителями 11 , трубчатые подогреватели 13 и 14 , продуктопровод с насосами 12 , система подачи греющего пара 9 , конденсатор 17 с пароструйными насосами 18 и насосы для перекачки сгущенного молока 15 и конденсата 16 .

Для выпаривания молоко подается насосом сверху в трубы греющей камеры 10 и стекает вниз, образуя на внутренней поверхности трубок тонкую пленку. Греющий пар поступает в межтрубное пространство, нагревает продукт до температуры кипения. Парожидкостная смесь продукта из нижнего сечения греющей камеры поступает в сепаратор-пароотделитель 11 . В нем поток разделяется на вторичный пар, который поступает на обогрев следующей камеры, и упаренный продукт, который перекачивается насосом в трубы следующей камеры. Из последней (третьей) камеры сгущенное молоко перекачивается насосом 15 в промежуточный бак 19 , а вторичный пар поступает в конденсатор 17 , превращается в жидкость и перекачивается насосом 16 в систему сбора конденсата.

С целью предупреждения отстоя жира сгущенное молоко гомогенизируют. Эту операцию проводят в двухступенчатом гомогенизаторе 20 клапанного типа. Продукт подогревают до 55…60 °С и гомогенизируют при рабочем давлении 11,5…12,5 МПа на первой ступени и 2,5…3,0 МПа на второй ступени. Гомогенизированное сгущенное молоко фильтруют и накапливают в ванне с мешалкой 21 .

На сушку сгущенное молоко подают шестеренным насосом 22 , пропуская через распылительный диск 24 для диспергирования. Распыленный продукт в рабочем объеме сушильной башни 25 высушивается в атмосфере горячего воздуха, нагнетаемого через калорифер 23 . Температура воздуха, поступающего в сушильную башню, 165…180 °С, а отработанного воздуха – 65…85 °С.

Сухое молоко выгружают из башни 25 с помощью циклонов 26 и 27 , просеивают на сите с размером ячеек 22 мм и охлаждают до 15…20 °С в системе пневмотранспорта 28 . Охлажденное сухое молоко фасуют в потребительскую тару с помощью машины 29 . Пакеты с молоком укладывают в ящики.

Молоко - незаменимый продукт, как для детей, так и для взрослых. Без него не обходятся даже животные. Кто-то привык пить только натуральное, жидкое молочко, а кому-то нравится сухой продукт. Он тоже натуральный, лишь переработанный по определенной технологии. Молоко сухое используют для детских смесей, выпечки, в приготовлении каш и супов. Главное преимущество порошкообразного молока в его долгом хранении. В отличие от жидкого, оно хранится до 10 месяцев.

В России сухое молоко очень востребовано молочными кухнями, столовыми, фермерствами и отдельными потребителями. Высокий спрос говорит о хорошей перспективе бизнеса по его изготовлению. Даже небольшое предприятие будет приносить регулярный доход. Но только при грамотной организации процесса. Как построить подобную прибыльную систему расскажем в этой статье. Здесь начинающие предприниматели смогут узнать о многих вопросах по открытию производства сухой молочной продукции: какое понадобится оборудование, сырье, что сколько стоит и как это организовать в разных масштабах.

Производство сухого молока на крупном предприятии

Само название "крупное" говорит о многом - большие вложения, огромный сбыт продукции, соответствующая прибыль. Чтобы создать большой завод требуется не только хорошие инвесторы, но и достаточные знания в сфере работы с молочной продукцией, организационные качества бизнесмена и налаженная схема поставок сырья.

Сырье для производства

Качество любого продукта зависит от исходного сырья. Молоко сухое - не исключение. Только натуральное, без примесей и консервантов молоко подходит для изготовления порошкообразной консистенции. В большинстве технологий используется пастеризованное молоко. А некоторые производители принимают на переработку молоко с низкими качественными показателями. Так как его оптовые закупки дешевле хорошего сырья.

Сырое молоко, поступающее от поставщиков тщательно проверяется по всем показателям. Оно должно соответствовать санитарным и пищевым нормам.

Оборудование для производства

Заводы используют большие, высокопроизводительные установки для изготовления сухого молока. На каждом этапе работает определенная техника. В эту линию входят следующие агрегаты:

• Вакуумно-выпарная машина. В специальной емкости концентрируется сыворотка и молоко. Функционал техники предусмотрен для пастеризации и нормализации молочного сырья. Конструкция прибора оснащена специальными трубками, которые отделяют фракции от конденсата. В установке также имеются блоки, обеспечивающие большую концентрацию продукции. Отдельными деталями ускоряется охлаждающий процесс. В результате, экономится время на охлаждение переработанного молока. Выпарная машина оснащена удобной панелью управления. Бункер вакуумной машины принимает по 100 литров сырья за час;

• кристаллизационная техника. Кристаллизует сырье, чтобы оно было готово для сушки. Оборудование функционирует используя инертные газы для кристаллизации. На стенах прибора имеются пластины, которые раздуваются и создают вакуумную рубашку. Благодаря этому, вода циркулирует и "сотрудничая" с инертными газами, кристаллизует сырье. В кристаллизаторе имеются насосы по которым циркулирует молоко. А специальные пневматические клапаны охлаждают воду, не позволяя содержимому перегреваться выше нормы;

• сушилка с распылительной функцией. Применяется для завершающего этапа. В результате действия этого оборудования из сырья выделяются остатки влаги. Это важно для увеличения срока хранения готового продукта. В конечном итоге получается сыпучий, гранулированный, растворимый порошок. Функционирует сушилка по простой технологии: специальный насос перекачивает сырье в форсунки для распыления, внутри которых оно превращается в сухую массу. Сушильные машины нового поколения оснащены системами фасовки. Поэтому, заводы не покупают отдельно приборы для фасовки.

В результате автоматизированного процесса завод изготавливает в час по 50 кило сухого молока. За сутки непрерывной работы получается более тонны готового к реализации продукта.

Технология производства

От поступления молока на перерабатывающий завод, до его превращения в сухой продукт, сырье должно пройти несколько этапов:

Хранится готовое сухое молоко в отдельных складских помещениях, где присутствует вентиляция и контроль температуры воздуха.

Производство сухого молока на мини предприятии

Для оборудования и запуска заводского производства требуется много денег. Но можно ведь создать мини цех. Если его правильно оборудовать и использовать подходящее молоко, прибыль будет обеспечена. Во многих регионах потребители испытывают дефицит такого продукта. Поэтому, предпринимателю дорога открыта. Больших капиталовложений здесь не потребуется. Молоко у нас в свободном доступе и дешево в цене. Оптовая стоимость литра сейчас не превышает 17 рублей. В некоторых регионах молочники сдают его по 10-15 рублей. Молоко лучше покупать малой жирности. Так можно сэкономить на процессе нормализации.

Важно уделить внимание подбору помещения. Цех должен быть нормальных размеров: не менее 150 квадратов. Из них выделить для склада от 20 до 50 кв. м. В помещении необходим водопровод, отопительные приборы, система вентиляции, канализация.

Оборудование для производства

Технологическое оснащение цеха зависит от планируемого объема производства. Можно купить автоматизированную линию в полной комплектации. Но это стоит более 2 млн. рублей. Начинающим предпринимателям экономичнее будет приобретать технику по отдельности либо брать ее в аренду. Чтобы производить сухое молоко обязательны следующие приборы:

• Очиститель молока. Прибор с центрифугой, с помощью которой удаляются механические примеси из сырья и остальные ненужные частицы. В агрегате есть барабан, электродвигатель, приводной механизм и приемно-выводная система. Барабан оснащен тарелками либо механическими вставками. Сырье поступает по центральной трубке в барабан. Грязные частицы уходят в периферию, а чистое молоко остается в барабане и выводится в специальную емкость. Очищение происходит путем нагревания содержимого до 35 градусов с одновременным воздействием пара. Цены на подобные сепараторы от 150 000 до 1 200 000 рублей. Для начала производства подойдет дешевый агрегат. Минимальный набор функций он выполнит в полном объеме;

• ванна для пастеризации. Представляет собой емкость в виде цилиндра, оснащенную подогревом и насосом. Бывают вертикальные цилиндрические резервуары или горизонтальные. Одно или двухсекционные. В приборе есть двухстенный корпус и паровые коллекторы. Электрический привод, сливной кран, регулируемые опоры. Пастеризация происходит при нагреве воды паром. По мере необходимости вода в резервуаре заменяется на холодную. Этим осуществляется охладительный процесс. Стоимость одной ванны от 140 000. Цена зависит от объема: минимальный 75 литров. Максимальный - 1 000 литров можно приобрести за 300 000. Для мини цеха подойдет "золотая середина" - 200 литров. Такая ванна стоит примерно 160 000;

• вакуумно-выпарная техника. Прибор для вываривания и сгущения молока. Это герметичная цилиндрическая емкость, оснащенная системой подогрева и перемешивания. В панельной рубашке сырье нагревается, а специальные внутренние скребки его перемешивают. Сам процесс сгущения происходит под воздействием пара. Оптимальная температура парообразования 70 градусов. Цена таких агрегатов около 200 000;

• сушилка. Продаются вальцевые машины и распылительные. Чаще всего применяются распылительные сушилки. Они обрабатывают в час от 50 до 2 000 кг. сырья. Для малого производства подойдет сушилка с производительностью до 200 кг. Бывают машины одно, двух или трех ступенчатые по способам испарения влаги. Можно приобрести сушилку с системой расфасовки, с хранилищем, с охладителями. Стоят сушильные машины не менее 500 000 рублей.

Технология производства

Процесс создания сухого молока на мини производстве очень близок к заводской технологии. Разница лишь в объемах перерабатываемой продукции.

Из сушилки выходит готовый молочный порошок. Если сушильная машина оснащена системой фасовки, то продукт будет уже упакованным.

Стоимость открытия такого производства

Перечень затрат при открытии малого предприятия будет следующим:

1. Оборудование: около 1 млн. рублей. Если получится арендовать подержанные агрегаты сумма уменьшится в 2-3 раза.
2. Аренда цеха. Площадь в 150 квадратов вместе с платежами за электричество и водоснабжение обойдется примерно в 100 тысяч.
3. Молоко. Если брать среднюю оптовую цену 15 рублей за литр, при закупе тонны в месяц, получится сумма 15 000 рублей.
4. На зарплаты подчиненным отчисляется сумма в зависимости от численности штата. Если будет от 5 до 10 рабочих, оплата их труда потребует не менее 100 тысяч.

Общая (округленная) сумма вложений составляет 1 200 000 рублей. Это затраты на открытие. В следующих месяцах не будет учитываться закупка оборудования.

Производство сухого молока в домашних условиях

Изготовление сухого молока сложный технологический процесс. Произвести его дома и соблюсти все условия не всем под силу. Ведь для этого придется не только потратить финансы на оборудование, но и изучить особенности пастеризации, сушки, нормализации. Домашние условия не позволяют готовить сухое молоко. Но некоторые все же находят выход из положения, изготавливают простое устройство, способное просушивать цельное молоко и превращать его в порошок.

Оборудование для производства

Берется обычная двадцати литровая ванна и барабан из стали (от старой стиральной машины). Его диаметр от 20 до 50 см. Внутрь барабана встраивается нагревающий элемент. На барабанную поверхность монтируется нож. Конструкция оснащается двигателем не менее 50 вольт. Его можно взять от вращателя новогодней елки. Отдельно делается алюминиевый бункер для сбора порошка.

Технология производства

1. Молоко разливается на барабанную поверхность.
2. Барабан запускается двигателем, нагревается тэном и, в процессе вращения, сушит молочный слой.
3. Верхний нож соскребает сухой слой. Порошок осыпается в бункер.

Хранить продукт можно в полиэтиленовом пакете в сухом, прохладном месте. Такое молоко используется только в личных потребностях. Многие перерабатывают молоко специально для сохранности. Ведь свежее быстро прокисает. Затрат на самодельную сушилку не понадобится.

Распылительная сушка оказалась наиболее подходящей технологией удаления остатков воды из упаренного продукта, так как позволяет превратить концентрат молока в порошок, сохраняя ценные свойства молока.

Принцип действия всех распылительных сушилок состоит в превращении концентрата в мелкие капли, которые подаются в быстрый поток горячего воздуха. В силу очень большой поверхности капель (1 л концентрата распыляется на 1,5×10 10 капель диаметром 50мкм с общей поверхностью 120 м 2 ) испарение воды происходит практически мгновенно, и
капли превращаются в частицы порошка.

Одноступенчатая сушка

Одноступенчатая сушка – это процесс распылительной сушки, при котором продукт высушивается до конечной остаточной влажности в камере распылительной сушилки, см. рисунок 1. Теория образования капель и испарения в первом периоде сушки одинакова и для одноступенчатой и для двухступенчатой сушки и излагается здесь.

Начальная скорость капель, срывающихся с роторного распылителя, приблизительно равна 150 м/с. Основной процесс сушки протекает, пока капля тормозится под действием трения о воздух. Капли диаметром 100 мкм имеют путь торможения 1м, а капли диаметром 10 мкм – только несколько сантиметров. Основное снижение температуры сушильного воздуха, вызванное испарением воды из концентрата, происходит в этот период.

Гигантский тепло- и массообмен происходит между частицами и окружающим воздухом за очень короткое время, поэтому качество продукта может сильно пострадать, если оставить без внимания те факторы, которые способствуют ухудшению продукта.

При удалении воды из капель происходит значительное уменьшение массы, объема и диаметра частицы. При идеальных условиях сушки масса капли из роторного распылителя
уменьшается приблизительно на 50 %, объем – на 40 %, а диаметр – на 75 %. (см. рисунок 2).

Однако идеальная техника создания капель и сушки пока не разработана. Какое-то количество воздуха всегда включается в концентрат при его перекачивании из выпарного аппарата и особенно при подаче концентрата в питающий резервуар из-за разбрызгивания.

Но и при распылении концентрата роторным распылителем в продукт включается много воздуха, так как диск распылителя действует как вентилятор и подсасывает воздух. Включению воздуха в концентрат можно противодействовать, используя диски специальной конструкции. На диске с загнутыми лопатками (так называемом диске высокой насыпной плотности), см. рисунок 3, воздух под действием все той же центробежной силы частично отделяется от концентрата, а в диске, омываемом паром, см. рисунок 4, проблема частично решается тем, что вместо контакта жидкость-воздух здесь существует контакт жидкость-пар. Считается, что при распылении форсунками воздух не включается в концентрат или включается в очень малой степени. Однако оказалось, что некоторое количество воздуха включается в концентрат на ранней стадии распыления вне и внутри факела распыла из-за трения жидкости о воздух еще до образования капель. Чем выше производительность форсунки (кг/ч), тем больше воздуха попадает в концентрат.

Способность концентрата включать в себя воздух (т.е. пенообразующая способность) зависит от его состава, температуры и содержания сухого вещества. Оказалось, что концентрат с низким содержанием сухих веществ имеет значительную пенообразующую способность, которая возрастает с температурой. Концентрат с высоким содержанием сухих веществ пенится значительно слабее, что особенно проявляется с возрастанием температуры, см. рисунок 5. Вообще говоря, концентрат цельного молока пенится слабее, чем концентрат обезжиренного молока.

Таким образом, содержание воздуха в каплях (в форме микроскопических пузырьков) в значительной мере определяет уменьшение объема капли при сушке. Другой, еще более важный фактор, это температура окружающего воздуха. Как уже отмечалось, между сушильным воздухом и каплей происходит интенсивный обмен теплом и водяным паром.

Поэтому вокруг частицы создается градиент температуры и концентрации, так что весь процесс становится сложным и не вполне ясным. Капли чистой воды (активность воды 100 %) при контакте с воздухом, имеющим высокую температуру, испаряются, сохраняя до самого конца испарения температуру смоченного термометра. С другой стороны, продукты, содержащие сухое вещество, при предельной сушке (т.е. при приближении активности воды к нулю) нагреваются к концу сушки до температуры окружающего воздуха, что применительно к распылительной сушилке означает температуру воздуха на выходе. (см. рисунок 6).

Поэтому градиент концентрации существует не только от центра к поверхности, но и между точками поверхности, в результате разные участки поверхности имеют разную температуру. Общий градиент тем больше, чем больше диаметр частицы, так как это означает меньшую относительную поверхность. Поэтому мелкие частицы высыхают более
равномерно.

При сушке содержание сухих веществ, естественно, увеличивается из-за удаления воды, при этом увеличивается и вязкость, и поверхностное натяжение. Это означает, что коэффициент диффузии, т.е. время и зона диффузионного переноса воды и пара, становится меньше, и из-за замедления скорости испарения происходит перегрев. В предельных случаях происходит так называемое поверхностное твердение, т.е. образование на поверхности жесткой корки, через которую вода и пар или абсорбированный воздух диффундируют
очень медленно. В случае поверхностного твердения остаточная влажность частицы составляет 10-30 %, на этой стадии белки, особенно казеин, очень чувствительны к нагреву и легко денатурируют, в результате образуется трудно растворимый порошок. Кроме того, аморфная лактоза становится твердой и почти непроницаемой для водяных паров, так что температура частицы возрастает еще больше, когда скорость испарения, т.е. коэффициент диффузии, приближается к нулю.

Поскольку внутри частицы остаются водяной пар и пузырьки воздуха, они перегреваются, и если температура окружающего воздуха достаточно высока, пар и воздух расширяются. Давление в частице возрастает, и она раздувается в шар с гладкой поверхностью, см. рисунок 7. Такая частица содержит множество вакуолей, см. рисунок 8. Если температура окружающего воздуха достаточно высока, частица может даже взорваться, но если этого и не произойдет, частица все равно имеет очень тонкую корку, около 1 мкм, и не выдержит механической обработки в циклоне или в системе транспортировки, так что она покинет сушилку с выбросным воздухом. (см. рисунок 9).

Если в частице мало пузырьков воздуха, то расширение даже при перегреве не будет слишком сильным. Однако перегрев в результате поверхностного твердения ухудшает качество казеина, что снижает растворимость порошка.

Если окружающая температура, т.е. температура на выходе из сушилки, поддерживается низкой, то низкой будет и температура частицы.

Температура на выходе определяется многими факторами, главные из которых:

• содержание влаги в готовом порошке
• температура и влажность сушильного воздуха
• содержание сухих веществ в концентрате
• распыление
• вязкость концентрата

Содержание влаги в готовом порошке

Первый и важнейший фактор – это содержание влаги в готовом порошке. Чем ниже должна быть остаточная влажность, тем меньше требуемая относительная влажность воздуха на выходе, а это означает более высокую температуру воздуха и частиц.

Температура и влажность сушильного воздуха

Содержание влаги в порошке напрямую связано с влажностью воздуха на выходе, и увеличение подачи воздуха в камеру приведет к чуть большему увеличению расхода выходящего воздуха, так как из-за усиленного испарения в воздухе будет присутствовать больше влаги. Большую роль играет также содержание влаги в сушильном воздухе, и если оно велико, необходимо повысить температуру воздуха на выходе, чтобы компенсировать добавочную влагу.

Содержание сухих веществ в концентрате

Увеличение содержания сухих веществ потребует более высокой температуры на выходе, т.к. испарение идет медленнее (средний коэффициент диффузии меньше) и требует большей разности температур (движущей силы) между частицей и окружающим воздухом.

Распыление

Улучшение распыления и создание более тонкодисперсного аэрозоля позволяет снизить температуру на выходе, т.к. относительная поверхность частиц увеличивается. Из-за этого испарение протекает легче, и движущая сила может быть уменьшена.

Вязкость концентрата

Распыление зависит от вязкости. Вязкость возрастает с увеличением содержания белков, кристаллической лактозы и общего содержания сухих веществ. Нагрев концентрата (не забудьте о загустевании при старении) и увеличение скорости диска распылителя или давления форсунки позволяет решить эту проблему.

Общий КПД сушки выражается следующей приближенной формулой:

где: T i - температура воздуха на входе; T o - температура воздуха на выходе; T a - температура окружающего воздуха

Очевидно, что для повышения эффективности распылительной сушки нужно либо увеличить температуру окружающего воздуха, т.е. подогревать отбираемый воздух, например, конденсатом из выпарного аппарата, либо увеличить температуру воздуха на входе, либо понизить температуру на выходе.

Зависимость ζ от температуры служит хорошим показателем эффективности работы сушилки, поскольку температура на выходе определяется остаточной влажностью продукта, которая должна соответствовать определенному стандарту. Высокая температура на выходе означает, что сушильный воздух используется не оптимально, например, из-за плохого распыления, плохого распределения воздуха, высокой вязкости и т.д.

У нормальной распылительной сушилки, обрабатывающей обезжиренное молоко (T i = 200°C, T o = 95°C), ζ ≈ 0,56.

Обсуждавшаяся до сих пор технология сушки относилась к установке с системой пневмотранспорта и охлаждения, в которой выгружаемый со дна камеры продукт высушен до требуемого содержания влаги. На этой стадии порошок теплый и состоит из слипшихся частиц, очень слабо связанных в большие рыхлые агломераты, образовавшиеся при первичной агломерации в факеле распыла, где частицы разного диаметра обладает разной скоростью и поэтому сталкиваются. Однако при прохождении через систему пневмотранспорта агломераты подвергаются механическому воздействию и рассыпаются на отдельные частицы. Этот тип порошка, (см. рисунок 10), можно охарактеризовать следующим образом:

• отдельные частицы
• высокая насыпная плотность
• пыление, если это сухое обезжиренное молоко
• не быстрорастворимый

Двухступенчатая сушка

Температура частицы определяется температурой окружающего воздуха (температурой на выходе). Поскольку связанная влага трудно удаляется традиционной сушкой, температура на выходе должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить движущую силу (Δ t, т.е. разность температур между частицей и воздухом), способную удалить остаточную влагу. Очень часто это ухудшает качество частиц, как обсуждалось выше.

Поэтому не удивительно, что была разработана совершенно иная технология сушки, предназначенная для испарения из таких частиц последних 2-10 % влаги.

Поскольку испарение на этой стадии из-за низкого коэффициента диффузии идет очень медленно, оборудование для досушивания должно быть таким, чтобы порошок оставался в нем длительное время. Такую сушку можно проводить в пневмотранспортной системе, используя горячий транспортирующий воздух для увеличения движущей силы процесса.

Однако, поскольку скорость в транспортном канале должна быть ≈ 20 м/с, для эффективной сушки потребуется канал значительной длины. Другая система, это так называемая “горячая камера” с тангенциальным входом для увеличения времени выдержки. По завершении сушки порошок отделяется в циклоне и поступает в другую пневмотранспортную систему с холодным или осушенным воздухом, где порошок охлаждается. После отделения в циклоне порошок готов к упаковке в мешки.

Другая система досушки – это аппарат VIBRO-FLUIDIZER, т.е. большая горизонтальная камера, разделенная приваренной к корпусу перфорированной пластиной на верхнюю и нижнюю секции. (рисунок 11). Для сушки и последующего охлаждения в распределительные камеры аппарата подается теплый и холодный воздух и равномерно распределяется по рабочей зоне специальной перфорированной пластиной, BUBBLE PLATE.

Это дает следующие преимущества:

• Воздух направляется вниз, к поверхности пластины, поэтому частицы движутся по пластине, которая имеет редкие, но большие отверстия и поэтому может долго работать без чистки. Кроме того, она очень хорошо освобождается от порошка.
• Уникальный способ изготовления предотвращает образование трещин. Поэтому BUBBLE PLATE отвечает строгим санитарным требованиям и разрешена USDA.

Размер и форма отверстий и расход воздуха определяются скоростью воздуха, необходимой для псевдоожижения порошка, которая в свою очередь определяется свойствами порошка, такими как содержание влаги и термопластичность.

Температура определяется требуемым испарением. Размер отверстий выбирается так, чтобы скорость воздуха обеспечивала псевдоожижение порошка на пластине. Скорость воздуха не должна быть слишком большой, чтобы агломераты не разрушались от истирания. Однако невозможно (а иногда и не желательно) избежать уноса некоторых (особенно мелких) частиц из псевдоожиженного слоя с воздухом. Поэтому воздух должен пройти через циклон или рукавный фильтр, где частицы отделяются и возвращаются в процесс.

Это новое оборудование позволяет бережно испарить из порошка последние проценты влаги. Но это означает, что распылительную сушилку можно эксплуатировать способом, отличным от описанного выше, при котором выходящий из камеры порошок имеет влажность готового продукта.

Преимущества двухступенчатой сушки можно резюмировать следующим образом:

• более высокая производительность на кг сушильного воздуха
• повышенная экономичность
• лучшее качество продукта:

1. хорошая растворимость
2. высокая насыпная плотность
3. низкое содержание свободного жира
4. низкое содержание абсорбированного воздуха

• Меньшие выбросы порошка

Ожиженный слой может быть либо виброкипящим слоем поршневого типа (VibroFluidizer), либо неподвижным псевдоожиженным слоем обратного смешивания.

Двухступенчатая сушка в аппарате Vibro-Fluidizer (поршневой поток)

В аппарате Vibro-Fluidizer весь псевдоожиженный слой вибрирует. Перфорации в пластине сделаны так, чтобы сушильный воздух направлялся вместе с потоком порошка. Для того чтобы перфорированная пластина не вибрировала с собственной частотой, она установлена на специальных опорах. (см. рисунок 12).

Рисунок 12 - Распылительная сушилка с аппаратом Vibro-Fluidizer для двухступенчатой сушки

Распылительная сушилка работает с меньшей температурой на выходе, что приводит к увеличению влагосодержания и снижению температуры частиц. Влажный порошок выгружается самотеком из сушилной камеры в Vibro-Fluidizer.

Существует, однако, предел снижения температуры, так как из-за возросшей влажности порошок становится липким даже при меньшей температуре и образует комки и отложения в камере.

Обычно применение аппарата Vibro-Fluidizer позволяет снизить температуру на выходе на 10-15 °С. Это приводит к гораздо более мягкой сушке, особенно на критической стадии процесса (от 30 до 10 % влажности), усыхание частиц (см. рисунок 13) не прерывается поверхностным твердением, так что условия сушки близки к оптимальным. Более низкая температура частиц отчасти обусловлена более низкой температурой окружающего воздуха, но также и более высоким содержанием влаги, так что температура частиц оказывается близкой к температуре смоченного термометра. Это, естественно, положительно сказывается на растворимости готового порошка.

Уменьшение температуры на выходе означает более высокий КПД сушильной камеры в силу увеличения Δ t. Очень часто сушку проводят при более высокой температуре и при более высоком содержании сухих веществ в сырье, что еще больше повышает КПД сушилки. При этом, конечно, возрастает и температура на выходе, но повышенное содержание влаги снижает температуру частиц, так что перегрев и поверхностное твердение частиц не происходят.

Опыт показывает, что температура сушки может достигать 250 °С или даже 275 °С при сушке обезжиренного молока, что поднимает КПД сушки до 0,75.

Частицы, достигающие дна камеры, имеют более высокую влажность и более низкую температуру, чем при традиционной сушке. Со дна камеры порошок попадает непосредственно в сушильную секцию аппарата Vibro-Fluidizer и немедленно ожижается. Любая выдержка или транспортирование приведут к слипанию теплых влажных термопластичных частиц и образованию трудно разрушаемых комков. Это снизило бы эффективность сушки в аппарате Vibro-Fluidizer и часть готового порошка имела бы слишком высокую влажность, т.е. качество продукта пострадало бы.

Самотеком поступает в Vibro-Fluidizer только порошок из сушильной камеры. Мелочь из основного циклона и из циклона, обслуживающего Vibro-Fluidizer, (или из моющегося рукавного фильтра) подается в Vibro-Fluidizer транспортной системой.

Поскольку эта фракция представлена частицами меньшего размера, чем порошок из сушильной камеры, влажность частиц меньше, и они не требуют той же степени вторичной сушки. Очень часто они являются достаточно сухими, тем не менее, их обычно подают в последнюю треть секции сушки аппарата Vibro-Fluidizer, чтобы гарантировать требуемое содержание влаги в продукте.

Точку выгрузки порошка из циклона не всегда можно расположить непосредственно над аппаратом Vibro-Fluidizer, чтобы порошок поступал в секцию сушки самотеком. Поэтому для перемещения порошка часто применяют нагнетательную пневмотранспортную систему. Нагнетательная пневмотранспортная система позволяет легко доставить порошок в любую часть установки, поскольку транспортная линия обычно представлена 3-х или 4-х дюймовой молочной трубой. Система состоит из воздуходувки с малым расходом и высоким давлением и продувного клапана, и обеспечивает сбор и транспортировку порошка, см. рисунок 14. Количество воздуха невелико относительно количества транспортируемого порошка (всего 1/5).

Небольшая часть этого порошка опять уносится воздухом из аппарата Vibro-Fluidizer, а затем транспортируется из циклона обратно в Vibro-Fluidizer. Поэтому, если не предусмотреть специальных устройств, при останове сушилки требуется определенное время для прекращения такой циркуляции.

Например, можно установить в транспортной линии распределительный клапан, который будет направлять порошок в самую последнюю часть аппарата Vibro-Fluidizer, откуда он будет выгружен за несколько минут.

На заключительном этапе порошок просеивается и упаковывается в мешки. Поскольку порошок может содержать первичные агломераты, рекомендуется направлять его в бункер посредством еще одной нагнетательной пневмотранспортной системы, чтобы увеличить насыпную плотность.

Общеизвестно, что при испарении воды из молока расход энергии на кг выпаренной воды увеличивается с приближением остаточной влаги к нулю. (рисунок 15).

Эффективность сушки зависит от температуры воздуха на входе и выходе.

Если расход пара в выпарном аппарате составляет 0,10-0,20 кг на кг испаренной воды, то в традиционной одноступенчатой распылительной сушилке он равен 2,0-2,5 кг на кг испаренной воды, т.е. в 20 раз выше, чем в выпарном аппарате. Поэтому всегда предпринимались попытки увеличить содержание сухих веществ в упаренном продукте. Это означает, что выпарной аппарат будет удалять большую долю воды, а расход энергии снизится.

Конечно, это слегка увеличит расход энергии на кг испаренной воды в распылительной сушилке, но общий расход энергии снизится.

Указанный выше расход пара на кг испаренной воды – это средний показатель, поскольку расход пара в начале процесса гораздо ниже, чем в конце сушки. Расчеты показывают, что для получения порошка с влажностью 3,5 % требуется 1595 ккал/кг порошка, а для получения порошка с влажностью 6 % - только 1250 ккал/кг порошка. Другими словами, последний этап испарения требует приблизительно 23 кг пара на кг испаренной воды.

Таблица иллюстрирует эти расчеты. Первый столбец отражает рабочие условия в традиционной установке, где порошок из сушильной камеры направляется в циклоны системой пневмотранспорта и охлаждения. Следующий столбец отражает рабочие условия в двухступенчатой сушилке, в которой сушка от 6 до 3,5 % влажности осуществляется в аппарате Vibro-Fluidizer. Третий столбец представляет двухступенчатую сушку при высокой температуре на входе.

Из показателей, отмеченных знаком *), находим: 1595 – 1250 = 345 ккал/кг порошка

Испарение на кг порошка составляет: 0,025 кг (6 % - 3,5 % + 2,5 % )

Значит, расход энергии на кг испаренной воды равен: 345/0,025 = 13,800 ккал/кг, что соответствует 23 кг греющего пара на кг испаренной воды.

В аппарате Vibro-Fluidizer средний расход пара составляет 4 кг на кг испаренной воды, естественно, он зависит от температуры и расхода сушильного воздуха. Даже если расход пара в аппарате Vibro-Fluidizer вдвое выше, чем в распылительной сушилке, расход энергии на испарение того же количества воды все равно оказывается гораздо ниже (поскольку время обработки продукта составляет 8-10 минут, а не 0-25 секунд, как в распылительной сушилке). И при этом производительность такой установки больше, качество продукта выше, выбросы порошка ниже, а функциональные возможности шире.

Двухступенчатая сушка с неподвижным псевдоожиженнымслоем (с обратным смешением)

Для улучшения КПД сушки, температура воздуха на выходе To при двухступенчатой сушке уменьшена до того уровня, при котором порошок с содержанием влаги 5-7 % становится липким и начинает оседать на стенках камеры.

Однако создание псевдоожиженного слоя в конической части камеры обеспечивает дальнейшее усовершенствование процесса. Воздух для вторичной сушки подается в камеру под перфорированной пластиной, через которую распределяется по слою порошка. Такой тип сушилки может работать в режиме, при котором первичные частицы высыхают до влажности 8-12 %, что соответствует температуре воздуха на выходе 65-70 °С. Такая утилизация сушильного воздуха позволяет значительно уменьшить размеры установки при той же производительности сушилки.

Сухое молоко всегда считалось трудным для псевдоожижения. Однако пластина специальной запатентованной конструкции, см. рисунок 17, обеспечивает движение воздуха и порошка в том же направлении, в котором движется первичный сушильный воздух. Эта пластина при условии правильного выбора высоты слоя и скорости начала псевдоожижения позволяет создавать статический псевдоожиженный слой для любого выработанного из молока продукта.

Выпускаются аппараты со статическим псевдоожиженным слоем (SFB) трех конфигураций:

• с кольцевым псевдоожиженным слоем (сушилки Compact)
• с циркуляционным псевдоожиженным слоем (сушилки MSD)
• с комбинацией таких слоев (сушилки IFD)

Кольцевой псевдоожиженный слой (сушилки Compact)

Кольцевой псевдоожиженный слой обратного смешения располагается в нижней части конуса традиционной сушильной камеры вокруг центральной трубы отвода отработанного воздуха. Таким образом, в конической части камеры нет деталей, мешающих потоку воздуха, и это вместе со струями, выходящими из псевдоожиженного слоя, предотвращает образование отложений на стенках конуса даже при обработке липких порошков с высоким содержанием влаги. Цилиндрическая часть камеры защищена от отложений системой обдува стенок: небольшое количество воздуха тангенциально подается с высокой скоростью через сопла специальной конструкции в том же направлении, в котором закручивается первичный сушильный воздух.

В силу вращения воздушно-пылевой смеси и возникающего в камере эффекта циклона только небольшое количество порошка уносится отработанным воздухом. Поэтому доля порошка, попадающего в циклон или моющийся рукавный фильтр, так же как и выбросы порошка в атмосферу, для этого типа сушилок снижены.

Порошок непрерывно выгружается из псевдоожиженного слоя, перетекая через перегородку регулируемой высоты, таким образом поддерживается определенный уровень псевдоожиженного слоя.

Из-за низкой температуры воздуха на выходе эффективность сушки значительно увеличена по сравнению с традиционной двухступенчатой сушкой см. таблицу.

После выхода из сушильной камеры порошок может охлаждаться в пневмотранспортной системе см. рисунок 20. Образующийся порошок состоит из отдельных частиц и имеет такую же или лучшую насыпную плотность, чем полученный двухступенчатой сушкой.

Продукты, содержащие жир, следует охлаждать в виброожиженном слое, в котором одновременно осуществляется агломерация порошка. В этом случае фракция мелочи возвращается из циклона в распылитель для агломерации. (см. рисунок 21).

Циркуляционный псевдоожиженный слой (сушилки MSD)

Для еще большего повышения КПД сушки без создания проблем с налипанием отложений была разработана совершенно новая концепция распылительной сушилки - MultiStage Dryer (многоступенчатая сушилка), MSD.

В этом аппарате сушка выполняется в три ступени, каждая из которых приспособлена к характерной для нее влажности продукта. На ступени предварительной сушки концентрат распыляется прямоточными форсунками, расположенными в канале горячего воздуха.

Воздух подается в сушилку вертикально с высокой скоростью через воздухораспределитель, который обеспечивает оптимальное смешивание капель с сушильным воздухом. Как уже отмечалось, на этой испарение протекает мгновенно, пока капли движутся вертикально вниз через сушильную камеру специальной конструкции. Содержание влаги в частицах снижается до 6-15 %, в зависимости от типа продукта. При такой высокой влажности порошок обладает высокой термопластичностью и липкостью. Поступающий с высокой скоростью воздух создает эффект Вентури, т.е. подсасывает окружающий воздух и увлекает мелкие частицы во влажное облако вблизи распылителя. Это приводит к “спонтанной вторичной агломерации”. Поступающий снизу воздух имеет достаточную скорость для псевдоожижения слоя осевших частиц, а его температура обеспечивает вторую ступень сушки. Воздух, выходящий из этого псевдоожиженного слоя возвратного смешивания, вместе с отработанным воздухом первой ступени сушки выходит из камеры сверху и подается в первичный циклон. Из этого циклона порошок возвращается в псевдоожиженный слой обратного смешивания, а воздух подается во вторичный циклон для конечной очистки.

Когда влажность порошка снижается до определенного уровня, он выгружается через роторный затвор в Vibro-Fluidizer для завершающей сушки и последующего охлаждения.

Сушильный и охлаждающий воздух из аппарата Vibro-Fluidizer проходит через циклон, где от него отделяется порошок. Этот мелкий порошок возвращается в распылитель, в коническую часть камеры (в статический псевдоожиженный слой) или в Vibro-Fluidizer. В современных сушилках циклоны заменяются рукавными фильтрами с СИП.

В установке образуется грубодисперсный порошок, что обусловлено “спонтанной вторичной агломерацией” в облаке распылителя, где постоянно поднимающиеся снизу сухие мелкие частицы налипают на полусухие частицы, образуя агломераты. Процесс агломерации продолжается, когда распыленные частицы вступают в контакт с частицами псевдоожиженного слоя. (см. рисунок 22).

Такую установку можно эксплуатировать при очень высокой температуре воздуха на входе (220-275 °С) и чрезвычайно коротком времени контакта, достигая, тем не менее, хорошей растворимости порошка. Такая установка очень компактна, что снижает требования к размерам помещения. Это, а также сниженная за счет более высокой температуры на входе стоимость эксплуатации (на 10-15 % меньше по сравнению с традиционной двухступенчатой сушкой), делает такое решение очень привлекательным, особенно для агломерированных продуктов.

Рисунок 22 - Многоступенчатая распылительная сушилка (MSD)

Распылительная сушка с встроенными фильтрами и псевдоожиженными слоями (IFD)

Запатентованная конструкция сушилки с встроенным фильтром, (рисунок 23), использует проверенные системы распылительной сушки, такие как:

• Система подачи с подогревом, фильтрованием и гомогенизацией концентрата, оборудованная высоконапорными насосами. Оборудование такое же, как в традиционных распылительных сушилках.
• Распыление производится либо струйными форсунками, либо атомайзером. Струйные форсунки применяются, в основном, для жирных или продуктов с высоким содержанием белка, а роторные распылители – для любых продуктов, и особенно тех, которые содержат кристаллы.
• Сушильный воздух фильтруется, нагревается и распределяется устройством, которое создает вращающийся или вертикальный поток.
• Сушильная камера сконструирована так, чтобы обеспечить максимальную гигиеничность и предельно снизить потери тепла, например, благодаря использованию съемных
  пустотелых панелей.
• Встроенный псевдоожиженный слой представляет собой комбинацию слоя обратного смешения для сушки и слоя поршневого типа для охлаждения. Аппарат с псевдоожиженным слоем – полностью сварной и не имеет полостей. Между слоем обратного смешения и окружающим его слоем поршневого типа имеется воздушный зазор для предотвращения переноса теплоты. Здесь используются новые запатентованные пластины Niro BUBBLE PLATE.

Система удаления воздуха, при всей революционной новизне, основана на тех же принципах, что и рукавный фильтр Niro SANICIP Мелочь собирается на фильтрах, встроенных в сушильную камеру. Рукава фильтра опираются на сетки из нержавеющей стали, прикрепленные к потолку по окружности сушильной камеры. Эти фильтрующие элементы очищаются обратной продувкой, как и фильтр SANICIP™.

Рукава продуваются по одному или по четыре за раз струей сжатого воздуха, которая подается в рукав через сопло. Это обеспечивает регулярное и частое удаление порошка, который падает в псевдоожиженный слой.

Здесь используется тот же фильтрующий материал, что и в рукавном фильтре SANICIP™, и обеспечивается такой же расход воздуха на единицу площади материала.

Сопла обратной продувки выполняют две функции. При работе сопло служит для продувки, а при безразборной мойке через него подается жидкость, промывающая рукава изнутри наружу, к грязной поверхности. Чистая вода впрыскивается через сопло обратной продувки, распыляется сжатым воздухом по внутренней поверхности рукава и выдавливается наружу. Эта запатентованная схема очень важна, поскольку промывкой снаружи очистить фильтрующий материал очень трудно или невозможно.

Для чистки нижней стороны потолка камеры вокруг рукавов применяются форсунки специальной конструкции, также играющие двойную роль. Во время сушки через форсунку подается воздух, предотвращающий отложения порошка на потолке, а при мойке она используется как обычная CIP-форсунка. Камера чистого воздуха очищается стандартной форсункой безразборной мойки.

Преимущества установки IFD™

Продукт

• Более высокий выход первосортного порошка. В традиционных сушилках с циклонами и рукавными фильтрами из фильтров собирается продукт второго сорта, доля которого составляет приблизительно 1 %.
• Продукт не подвергается механическому воздействию в каналах, циклонах и рукавных фильтрах, устраняется необходимость в возврате мелочи из внешних сепараторов, поскольку распределение потоков внутри сушилки обеспечивает оптимальную первичную и вторичную агломерацию.
• Качество продукта улучшается, поскольку установка IFD™ может работать при более низкой температуре воздуха на выходе, чем традиционная распылительная сушилка. Это означает, что можно достичь более высокой производительности сушки на кг воздуха.

Безопасность

• Система защиты проще, поскольку весь процесс сушки протекает в одном аппарате.
• Защиты требует меньшее число компонентов.
• Стоимость обслуживания ниже

Проектирование

• Более простая установка
• Меньшие размеры здания
• Более простая опорная конструкция

Защита окружающей среды

• Меньшая возможность утечки порошка внутрь рабочей зоны
• Более простая очистка, так как площадь контакта оборудования с продуктом сокращена.
• Меньший объем стоков при безразборной мойке
• Меньший выброс порошка, до 10-20 мг/нм 3 .
• Экономия энергии до 15 %
• Меньший уровень шума в связи с меньшим падением давления в вытяжной системе

Сухое молоко - это растворимый порошок, получаемый высушиванием нормализованного пастеризованного коровьего молока. Изготовление сухого молока обусловлено более длительным сроком хранения данного продукта по сравнению с обычным молоком.
Существует также быстрорастворимое сухое молоко.
Обычно разводится в теплой воде и употребляется в качестве привычного напитка, сохраняя многие полезные свойства свежего пастеризованного молока. Имеет широкое применение в кулинарии. Входит в состав многих видов детских молочных смесей.

Производство сухого молока

Наверное, не каждый из нас знает, как делают сухое молоко. Впервые о данном продукте стало известно еще в далеком 1832 году, когда русский химик М. Дирчов основал первое производство сухого молока. Настоящее сухое молоко должно быть изготовлено из натурального коровьего. Процесс представляет собой несколько этапов. Сначала молоко нормализуют до нужной жирности, пастеризуют и сгущают в аппаратах с высоким давлением. Далее гомогенизируют полученную смесь и высушивают в специальных устройствах при температурах 150-180 градусов. В итоге остается белый порошок – это и есть сухое молоко, вернее его сухой остаток, потерявший 85 % своего объема (воду).
Единственным преимуществом такого продукта перед цельным молоком является возможность его длительного хранения. Плюс ко всему он занимает мало места, что очень важно при транспортировке.
Состав сухого молока такой же, как и у цельного, просто в нем нет воды. Сухое молоко производится в соответствии с ГОСТ 4495-87 «Молоко цельное сухое» и ГОСТ Р 52791-2007 «Консервы молочные. Молоко сухое. Технические условия».

Состав сухого молока

Сухое молоко бывает цельным (СЦМ) или обезжиренным (СОМ). Эти две разновидности сухого молока различаются процентным содержанием веществ.

Цельное молоко:

Жиры (%) - 25
Белки (%) - 25,5
Молочный сахар (%) - 36,5
Минеральные вещества (%) - 9
Влажность (%) - 4

Обезжиренное молоко:

Жиры (%) - 1
Белки (%) - 36
Молочный сахар (%) - 52
Минеральные вещества (%) - 6
Влажность (%) - 5
Калорийность на 100 г - 1567 кДж (373 кКал)

Срок хранения сухого цельного молока меньше чем обезжиренного, так как жиры подвержены порче - прогорканию. Оно должно храниться при t от 0 до 10 °C и относительной влажности воздуха не выше 85 % до 8 месяцев со дня выработки.
Быстрорастворимое сухое молоко получают путем смешивания цельного и обезжиренного сухого молока. Смесь увлажняют паром, после чего она слипается в комки, которые потом снова сушат.

При правильном получении состав сухого молока сохраняет большую часть витаминов и почти все минеральные компоненты.
В 100 граммах его содержатся (в скобках - содержание в свежем молоке):

- витамин А в количестве 0,013 мг (0,02 мг)
- витамин В1 в количестве 0,01 мг (0,04 мг)
- витамин В2 - 0,02 мг (0,15 мг)
- витамин С - 0,4 мг (1,3 мг)

Кроме того, в состав сухого молока входят кальций, магний, фосфор, натрий, калий и другие макроэлементы, обеспечивающие комплексную поддержку всех систем организма.

Если при производстве сухого молока часть витаминов распадается из-за температурной обработки сырья, то минеральные компоненты не боятся термической обработки и сохраняются в молочном порошке в тех же количествах, что находились и в свежем молоке.
Неудивительно, что сухое молоко вполне может использоваться как замена свежему. Оно полезно тем, что наполняет организм энергией, кальцием и витаминами, легко усваивается и слабо влияет на общую реакцию пищеварительного тракта. Восстановленное молоко можно употреблять больным диабетом и гастроэнтерологическими заболеваниями.
Кроме того, входящий в состав сухого молока витамин В12 необходим тем, кто добровольно отказывается от употребления мяса. Очевидные полезные свойства сухого молока проявляются и в том, что приготовление из него напитка не требует кипячения: при сгущении и сушке оно уже проходит пастеризацию, уничтожающую различные бактерии.
Недостатками можно считать только свойство вызывать аллергические реакции у тех, кто не переносит свежее молоко, и пониженное количество витаминов при достаточно высокой энергетической ценности. Такой дисбаланс может приводить к набору лишнего веса.

Чем вредно сухое молоко

Из-за сушки с высокими температурами в сухом молоке образуются вредные оксистеролы.
Из-за этого сухое молоко запрещено в ряде стран.
Гомогенизация - тоже не самый полезный процесс, во время которого происходит перемешивание ротором диспегидратора и воздействие давлением 5-400 атмосфер через гомогенизатор.
Вся еда, которая готовится под давлением, вредна для человека. А под таким огромным давлением тем более.
Использование сушилок с высокими температурами, позволяющих производить максимум продукции в единицу времени, практически не оставляет в сухом молоке витаминов.
Поэтому многие люди сухое молоко считают вредным. Репутацию сухого молока как полезного продукта сегодня портят и различные подделки, в которые добавляется соя, крахмал и сахара.
Назвать такую смесь молоком уже нельзя, и чтобы в магазине не приобрести некачественный продукт, необходимо тщательно проверять, что молоко соответствует ГОСТу, а не техническим условиям, и читать информацию о составе на упаковке продукта.

Как применять сухое молоко в кулинарии

Сухое молоко получило очень широкое распространение в кулинарии и десертном деле.
Добавляемое в выпечку, оно обеспечивает более плотную консистенцию конечного изделия, а в составе различных кремов и паст обеспечивает долгое хранение готового продукта. Очень часто оно применяется для восстановления напитка.
Порошок достаточно просто смешать в нужных пропорциях с водой, чтобы получить жидкое молоко, мало отличимое на вкус и запах от цельного пастеризованного.
При получении сухого молока иногда используются вальцовые сушилки. В рабочем процессе стенки таких сушилок нагреваются, а молоко при соприкосновении с ними карамелизуется. Именно поэтому сухое молоко часто имеет «конфетный» запах.
На основе сухого молока готовят различные детские смеси и корма для подкормки домашних животных. В некоторых случаях этот напиток легче усваивается организмом ребенка, чем свежее материнское молоко. Сухое молоко можно даже заквасить для приготовления йогурта.
Также многие хозяйки добавляют сухое молоко в цельное для густоты. Сегодня недобросовестными производителями часто под видом цельного пастеризованного молока выпускается восстановленное из порошка.

Чтобы избежать такого обмана, при покупке необходимо тщательно читать состав продукта. На нем должно быть указано только цельное коровье молоко.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет

Им. Г.И. Носова»

Кафедра стандартизации, сертификации и технологии продуктов питания

Курсовая работа

на тему: «Технология производства сухого обезжиренного молока»

Выполнил:

Гуревич О.В., ТСП-06

Проверил:

Максимова Г.К.

Магнитогорск 2010

Введение

1. Общие сведения

2. Технология производства сухого обезжиренного молока

2.1 Требования, предъявляемые к сырью для производства сухого обезжиренного молока

2.2 Характеристика технологического процесса производства сухого обезжиренного молока

3. Продуктовый расчет

4. Требования к качеству и безопасности сухого обезжиренного молока

5. Пороки сухого обезжиренного молока

6. Подтверждение соответствия сухого обезжиренного молока

Заключение

Список использованных источников

Введение

Анализ имеющихся статистических материалов свидетельствует, что молочная промышленность большинства стран развивается устойчиво. С 1996 по 2001 год производство коровьего молока в мире увеличилось на 5,3%, достигнув в 2002 году 501 млн. тонн.

Самым быстрорастущим сектором молочного рынка является производство йогуртов и сыров, а также различных десертов, творожных изделий и продуктов с биологическими и фруктовыми добавками.

Потребление молочных продуктов в 2003 году составило 227кг. при рекомендуемой норме потребления Институтом питания РАМН - 390кг на человека в год.

Производство сухого обезжиренного молока, заменителя цельного молока и сухой сыворотки за два месяца 2010 года возросло на 5,5% до 21,89 тыс. тонн, сухого цельного молока, сухих сливок и смесей - на 41,4% до 4,068 тыс. тонн. Сухое молоко используют для производства кондитерской и конфетной продукции, а поскольку данная область очень быстро развивается, то и заводы сухого обезжиренного молока постоянно наращивают объемы производства, внедряют новые технологии. Один завод сухого обезжиренного молока может переработать за смену 50-60 тонн сырья, из которого потом получается примерно 2,5 тонны обезжиренного молока. А побочным продуктом становится масло.

Сфера применения сухого обезжиренного молока очень обширна: детское питание, кондитерская промышленность, мороженое, ароматизаторы, стабилизаторы, загустители и другие пищевые добавки, хлебобулочная промышленность, масложировая промышленность и производство комбинированных масел, алкогольная промышленность, плавленые сыры, творог, напитки, полуфабрикаты, супы, закуски, кремы, соусы, продукты сложного состава, сухие смеси и т.д. В связи с этим в данной курсовой работе нами будет рассмотрено производство сухого обезжиренного молока.

1 . Общие сведения

Молочные консервы -- это продукты, выработанные из натурального молока с применением сгущения (с последующей стерилизацией или добавлением сахара) и сушки. Они имеют высокую энергетическую ценность благодаря концентрации в них составных частей молока. Кроме того, молочные консервы характеризуются хорошей транспортабельностью и значительной стойкостью при хранении.

Консервирование -- это обработка продуктов особыми способами в целях предохранения их от порчи. Из всех известных принципов консервирования для производства молочных консервов используют два: абиоз и анабиоз.

Консервирование по принципу абиоза основано на полном уничтожении находящихся в продукте микроорганизмов (стерилизация). Консервирование по принципу анабиоза заключается в подавлении микробиологических процессов физическими средствами: повышением осмотического давления (осмоанабиоз) и высушиванием (ксероанабиоз).

Консервирование высушиванием основано на удалении из продукта влаги и создании физиологической сухости, обусловливающей увеличение разности между осмотическим давлением в бактериальной клетке и давлением окружающей среды. Для нормального протекания процессов, связанных с жизнедеятельностью микроорганизмов, необходимо, чтобы массовая доля воды в продукте составляла около 25...30 %. Поэтому, если количество влаги в продукте будет ниже минимума, требуемого для жизнедеятельности микроорганизмов, стойкость продукта при хранении повысится. Массовая доля влаги в сухом молоке составляет 3...4%; при этом сильно повышается концентрация растворенных в воде веществ и создаются условия, приводящие микроорганизмы в анабиотическое состояние. Чтобы воспрепятствовать развитию остаточной микрофлоры, высушенный продукт нужно предохранять от поглощения влаги. Продукт следует хранить в герметично укупоренной таре при относительно низких температурах (не выше 10°С), тормозящих протекание биохимических реакций. Путем консервирования высушиванием получают сухие молочные продукты .

Сухие молочные продукты представляют собой порошок из агломерированных частиц молока разных форм и размеров, зависящих от вида продукта и способа сушки. Ассортимент сухих молочных продуктов очень разнообразен. Основные виды сухих молочных продуктов, выпускаемых молочной отраслью представлены в таблице 1.1.

Таблица 1.1 -- Основные виды сухих молочных продуктов

Наименование продукта	Массовая доля жирности, %
Сухое коровье молоко
Сухие сливки
Сухие высокожирные сливки
Молоко сухое домашнее
Сухое обезжиренное молоко
Молоко сухое смоленское
Молоко сухое цельное быстрорастворимое
Сухие кисломолочные продукты
Сухая пахта
Молоко сухое с растительным жиром
Молоко сухое с гидрогенизированным жиром
Молоко сухое с солодовым экстрактом

Сухое молоко - порошкообразный пищевой продукт, получаемый путём сушки предварительно сгущенного молока. Сухое молоко впервые было получено в 1802 году в России штаб-лекарем Нерчинских заводов Осипом Кричевским. Первые сведения о выработке сухого молока в Европе относятся к 1885 году. промышленное производство - началось в конце XIX века.

Сухое молоко бывает цельным (СЦМ) или обезжиренным (СОМ). Эти две разновидности сухого молока различаются процентным содержанием веществ (таблица 1.2). Сухое цельное молоко - сухой молочный продукт, массовая доля сухих веществ молока в котором составляет не менее чем 95%, массовая доля белка в сухих обезжиренных веществах молока - не менее чем 34% и массовая доля жира - не менее чем 20%. Сухое обезжиренное молоко - сухой молочный продукт, массовая доля сухих веществ молока в котором составляет не менее чем 95%, массовая доля белка в сухих обезжиренных веществах молока - не менее чем 34% и массовая доля жира - не более чем 1,5%.

Таблица 1.2 -- Содержание веществ в СЦМ и СОМ

Быстрорастворимое сухое молоко получают путём смешивания цельного и обезжиренного сухого молока. Смесь увлажняют паром, после чего она слипается в комки, которые потом снова сушат.

2. Технология производства сухого обезжиренного молока

2.1 Требования, предъявляемые к сырью для производства сухого обезжиренного молока

Для изготовления сухого обезжиренного молока применяют молоко натуральное коровье -- сырье не ниже второго сорта по ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко коровье - сырое. Технические условия» без кормового привкуса и запаха, кислотностью не более 18°Т.

Молоко натуральное коровье -- сырье: Молоко без извлечений и добавок молочных и немолочных компонентов, подвергнутое первичной обработке (очистке от механических примесей и охлаждению до температуры (4 ± 2) 0 С после дойки) и предназначенное для дальнейшей переработки . молоко обезжиренный кисломолочный

Базисная общероссийская норма массовой доли жира молока -- 3,4%, базисная норма массовой дани белка -- 3,0%.

Молоко получают от здоровых животных в хозяйствах, благополучных по инфекционным болезням, согласно Ветеринарному законодательству. По качеству молоко должно соответствовать требованиям ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко коровье - сырое. Технические условия» и Федеральному Закону № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочные продукты». Не допускается использовать для изготовления продукта молоко, не прошедшее ветеринарно-санитарную экспертизу и не имеющее ветеринарных сопроводительных документов установленной формы.

По органолептическим показателям молоко должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.1.

По физико-химическим показателям молоко должно соответствовать требованиям, указанным в таблице 2.2.

Показатели микробиологической безопасности и содержания соматических клеток коровьего сырого молока не должны превышать установленный в таблице 2.3 к Федеральному закону № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочные продукты» допустимый уровень.

Таблица 2.1 - Органолептические показатели молока-сырья

Наименование показателя	Норма для молока сорта
Консистенция	Однородная жидкость без осадка и хлопьев. Замораживание не допускается
Вкус и запах	Чистый, без посторонних запахов и привкусов, не свойственных свежему натуральному молоку
		Допускается в зимне-весенний период слабо-выраженный кормовой привкус и запах
	От белого до светло-кремового

Таблица 2.2 - Физико-химические показатели молока-сырья

Таблица 2.3 - Показатели микробиологической безопасности и содержания соматических клеток коровьего сырого молока

Показатели химической и радиологической безопасности коровьего сырого молока не должны превышать установленный к Федеральному закону № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочные продукты» допустимый уровень.

Периодические испытания проводят по показателям безопасности (содержанию токсичных эпементов, микотоксинов. антибиотиков, пестицидов, радионуклидов; микробиологические показатели) в соответствии с программой производственного контроля, разработанной предприятием-изготовителем и утвержденной в установленном порядке .

2.2 Характеристика технологического процесса производства сухого обезжиренного молока

Технологический процесс выработки сухого обезжиренного молока состоит из следующих технологических операций: приемка и подготовка сырья, нормализация, сепарирование, пастеризация, сгущение, гомогенизация, сушка, охлаждение сухого продукта, упаковывание и хранение .

Приемка и входной контроль молока-сырья. При приемке молока на предприятиях определяют количество по массе и качество по органолептическим, физико-химическим показателям в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко коровье - сырое. Технические условия» и Федерального Закона № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочные продукты».

При приемке молока определяют в каждой партии органолептические показатели, температуру, плотность, массовую долю жира, кислотность и эффективность тепловой обработки, а массовую долю белка, бактериальную обсемененность и сычужно-бродильную пробу - не реже 1 раза в декаду.

Очистка молока. В процессе взвешивания для удаления механических примесей молоко фильтруют, пропускают через ткань, а затем направляют на дальнейшую очистку. Для очистки применяют фильтры разных систем, где в качестве рабочих элементов используют ватные диски, марлю, синтетические материалы, металлические сетки и др.

В настоящее время предприятия низовой сети оснащаются сепараторами-молокоочистителями, в которых механические примеси удаляются под действием центробежной силы. Центробежная очистка в них осуществляется за счет разницы между плотностями частиц плазмы молока и посторонних примесей. Посторонние примеси, обладая большей плотностью, чем плазма молока, отбрасываются к стенке барабана и оседают на ней в виде слизи. Традиционно в технологических линиях центробежная очистка молока осуществляется при 35-40 0 С, так как в этих условиях происходит более эффективное осаждение механических загрязнений вследствие увеличения скорости движения частиц. При центробежной очистке молока вместе с механическими загрязнениями удаляется значительная часть микроорганизмов, что объясняется различием их физических свойств.

Сепарирование - это разделение молока на две фракции различной плотности: высокожирную (сливки) и низкожирную (обезжиренное молоко). Процесс сепарирования осуществляется под действием центробежной силы в барабане сепаратора. Оптимальной температурой сепарирования является 35-45°С. Нагревание молока до этой температуры обеспечивает хорошее обезжиривание.

Пастеризация молока - это тепловая обработка молока с целью уничтожения вегетативных форм микрофлоры, в том числе патогенных. Режим пастеризации должен обеспечить также получение заданных свойств готового продукта, в частности органолептических показателей (придать вкус, нужную вязкость, плотность сгустка).

Эффект пастеризации, обусловленный степенью гибели патогенной микрофлоры, влияет на выбор режимов и способов пастеризации. Из патогенных микроорганизмов более устойчивыми к тепловой обработке являются бактерии туберкулеза. Поскольку работа по определению возбудителей туберкулеза сложна, то эффективность пастеризации принято определять по гибели не менее стойкой кишечной палочки. При производстве сухого обезжиренного молока рекомендуется использовать моментальную пастеризацию (при температуре 85-87°С или 95-98°С без выдержки).

Сгущение. После охлаждения молоко направляют на сгущение, т.е. концентрирование сухих веществ молока или его смеси с компонентами путем выпаривания влаги в вакуум-выпарных установках при давлении ниже атмосферного. Применение вакуума позволяет снизить температуру кипения молока и в наибольшей степени сохранить его свойства.

Для сгущения молока используют многокорпусные вакуум-выпарные установки, работающие по принципу падающей пленки, или циркуляционные установки.

При непрерывно-поточном способе проводится непрерывное выпаривание. Смесь, частично сгущаясь в первом корпусе, последовательно проходит остальные корпуса, где выпаривается до конечной концентрации сухих веществ, поступает в емкость для продукта и на охлаждение.

По сравнению с периодическим способом при непрерывно-поточном снижаются затраты времени в 1,36 раза на обработку 1 т молока, расход пара в 1,55 раза и воды в 1,46 раза. Кроме того, непрерывно-поточный способ позволяет автоматизировать технологический процесс.

При выпаривании основными параметрами процесса являются температура, продолжительность воздействия и кратность концентрирования. Температура выпаривания в зависимости от числа корпусов установки и содержания сухих веществ в смеси изменяется от 45°С до 82°С. В пленочной вакуум-выпарной установке продолжительность выпаривания составляет от 3 минут до 15 минут. При сгущении состав молочных консервов можно определить в соответствии с кратностью концентрирования (или сгущения). Кратность концентрирования показывает, во сколько раз увеличиваются массовые доли сухого остатка и его составных частей или во сколько раз уменьшается масса сгущенного продукта по сравнению с массой исходною сырья.

Гомогенизация - это процесс обработки молока, заключающийся в раздроблении (диспергировании) жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий.

Интенсивность процесса гомогенизации возрастает с повышением температуры, так как при этом жир переходит полностью в жидкое состояние и уменьшается вязкость продукта. При повышении температуры снижается также отстаивание жира. При температурах ниже 50°С отстаивание жира усиливается, что приводит к ухудшению качества продукта. Наиболее предпочтительной считается температура гомогенизации 60-65°С. При чрезмерно высоких температурах сывороточные белки в гомогенизаторе могут осаждаться.

С повышением давления усиливается механическое воздействие на продукт, возрастает дисперсность жира, а средний диаметр жировых шариков уменьшается. По данным ВНИКМИ, при давлении 15МПа средний диаметр жировых шариков составляет 1,43мкм, а эффективность гомогенизации 74%. С повышением содержания жира и сухих веществ в продукте следует применять более низкое давление гомогенизации, что обусловлено необходимостью снижения энергетических затрат.

Необходимость гомогенизации сгущенного молока обусловлена тем, что при механической, тепловой обработке и сгущении происходит дестабилизация жировой фракции молока (выделение свободного жира), способствующая окислению жира и порче продукта при хранении. Поэтому для повышения стабильности и снижения содержания свободного жира молоко гомогенизируют. Гомогенизацию осуществляют при температуре 50-60°С и давлении 10-15 МПа для одноступенчатого гомогенизатора. После гомогенизации сгущенное молоко поступает в промежуточную емкость и затем на сушку.

Сушка. В сухом обезжиренном молоке массовая доля жира составляет не более 1,5% и влаги не более 4-7%. Исходя из состава сухого молока можно заключить, что оно не является абсолютно сухим, в нем содержится так называемая неудаляемая влага. По мере высушивания оставшаяся в продукте влага все прочнее удерживается в нем вследствие увеличения сил сцепления и возрастания сопротивления движению воды. Поэтому продукт можно высушить только до равновесной влажности, соответствующей относительной влажности и температуре сушильного агента.

При распылительном способе сушка осуществляется в результате контакта распыляемого сгущенного продукта с горячим воздухом. Сгущенное молоко распыляется в сушильной камере с помощью дисковых и форсуночных распылителей. В дисковых распылителях сгущенное молоко распыляется под действием центробежной силы вращающегося диска, из сопла которого молоко выходит со скоростью 150-160м/с и раздробляется на мельчайшие капли из-за сопротивления воздуха. В форсуночные распылители сгущенное молоко подается под высоким давлением (до 24,5МПа).

При сушке на распылительных сушилках сгущенное молоко распыляется в верхней части сушилки, куда подается горячий воздух. Горячий воздух, смешиваясь с мельчайшими каплями молока, отдает им часть тепла, под действием которого влага испаряется, и частицы молока быстро высушиваются. Высокая скорость сушки (испарения) обусловлена большой поверхностью соприкосновения мелкодисперсного молока с горячим воздухом. При быстром испарении влаги воздух охлаждается до 75-95°С, поэтому тепловое воздействие на продукт незначительно и растворимость его высокая. Высушенное молоко в виде порошка оседает на дно сушильной башни.

Распылительные сушилки в зависимости от движения воздуха и частиц молока разделяют на три вида: прямоточные, в которых движение воздуха и молока параллельно; противоточные, в которых движение частиц молока и воздуха противоположно; смешанные - со смешанным движением воздуха и частиц молока.

Наиболее рациональными и прогрессивными являются высокопроизводительные прямоточные распылительные сушилки, в которых степень растворимости сухого молока достигает 96-98%.

В соответствии с техническими характеристиками распылительных сушилок необходимо соблюдать следующие режимы сушки: температура воздуха, поступающего в сушильную установку прямоточного типа, должна быть 165-180°С, а на выходе из сушильной башни -- 65-85°С. По выходе из сушильной башни сухое обезжиренное молоко просеивают на встряхивающем сите и направляют на охлаждение.

Упаковка, маркировка, хранение. Сухие молочные продукты упаковывают в герметическую потребительскую и транспортную тару. К потребительской таре относятся металлические банки со сплошной или съемной крышкой и массой нетто 250, 500 и 1000 грамм; комбинированные банки со съемной крышкой, имеющие массу нетто 250, 400 и 500 грамм с внутренним герметично заделанным пакетом из алюминиевой фольги, бумаги и других материалов; клееные пачки с целлофановыми вкладышами массой нетто 250 грамм. В качестве транспортной тары применяют бумажные непропитанные четырех- и пятислойные мешки; картонные набивные барабаны; фанерно-штампованные бочки с мешками-вкладышами из полиэтилена массой нетто 20-30 кг.

Сухое молоко в потребительской таре (кроме клееных пачек с целлофановыми вкладышами) и транспортной таре с полиэтиленовыми вкладышами хранят при температуре от 0 до 10°С и относительной влажности воздуха не более 85% не более 8 месяцев со дня выработки. Сухое молоко в клееных пачках с целлофановыми вкладышами и фанерно-штампованных бочках с вкладышами из целлофана, пергамента хранят при температуре от 0°С до 20°С и относительной влажности воздуха не более 75% в течение не более 3 месяцев со дня выработки.

Маркировка потребительской тары, ее содержание, место и способ нанесения должны быть в соответствии с ГОСТ Р51074. Маркировка транспортной тары, в которую непосредственно упакован продукт, должна соответствовать ГОСТ 23561. Маркировка групповой упаковки и транспортной тары, в которую упакован продукт в потребительской таре, должна соответствовать ГОСТ 23651.

Подготовленное молоко очищают на центробежном сепараторе-молокоочистителе, затем нормализуют и пастеризуют при режимах, описанных выше. После пастеризации молоко поступает на сгущение в трехступенчатую вакуум-выпарную установку, работающую по принципу падающей пленки. Сгущенное до массовой доли сухих веществ 43-52% молоко гомогенизируют, направляют в промежуточную емкость, снабженную мешалкой и нагревательной рубашкой. Из промежуточной емкости сгущенное молоко насосом подают в сушильную камеру. При этом оно должно иметь температуру не менее 40 °С.

Охлаждение сухого молока проводиться воздухом в системе пневмотранспорта. Охлажденный сухой продукт из промежуточного бункера для хранения транспортируется на фасование .

3 . Продуктовый расчет

На предприятие поступает молоко в количестве 50т с массовой долей жира (м.д.ж.) 3,5%.

После сепарирования получаем обезжиренное молоко с м.д.ж. 0,05% и сливки с м.д.ж. 35%. Определим количество обезжиренного молока и сливок после сепарирования без учета норм допустимых потерь.

Количество сливок при известном количестве сепарируемого молока определяется по формуле (3.1):

где С л - количество сливок;

Исходя из этого, получаем следующее количество сливок, которое отправится на дальнейшую переработку в маслоцех:

Количество обезжиренного молока при известном количестве сепарируемого молока определяется по формуле (3.2):

где М о - количество обезжиренного молока;

М - количество цельного молока;

Ж м, Ж сл, Ж о - жирность цельного молока, сливок и обезжиренного молока соответственно.

Таким образом, получаем следующее количество обезжиренного молока:

Правильность расчетов проверяем по уравнению жиробаланса (формула (3.3)) смеси:

где Ж м, Ж сл, Ж о - жирность цельного молока, сливок и обезжиренного молока соответственно;

М, М сл, М о - количество цельного молока, сливок и обезжиренного молока соответственно.

Приведем, полученные результаты в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 - Сводная таблица по приходу и расходу сырья

При сгущении состав молочных консервов может определяться в соответствии с кратностью концентрирования или сгущения. Кратность концентрирования показывает, во сколько раз увеличиваются массовые доли сухого остатка и его составных частей или во сколько раз уменьшается масса сгущенного продукта по сравнению с массой исходною сырья. Кратность концентрирования рассчитывают из следующих отношений (3.4) :

где n - кратность концентрирования (сгущения);

m см , m пр - масса исходной смеси и продукта;

С пр , Ж цр , СОМО пр - массовая доля сухих веществ, жира, сухого обезжиренного молочною остатка в продукте и соответственно в исходной смеси (С см , Ж см , СОМО см ).

В нашем случае исходной смесью является обезжиренное молоко с массовой долей сухих веществ 8,9%, а продуктом - сгущенное молоко с массовой долей сухих веществ 46% (по нормативным документам 46-50%). Исходя из этих данных кратность сгущения равна:

Зная кратность сгущения, мы можем определить массу сгущенного продукта по формуле (3.5):

В процессе производства СОМ сгущенное молоко с массовой долей сухих веществ 46% высушивается до сухого молока с массовой долей сухих веществ 95%. Исходя из этого, зная массу сгущенного молока (15021,46кг), мы можем определить массу сухого обезжиренного молока:

9012,9кг - Хкг;

Представим расчеты в сводной таблице (таблица 3.2).

Таблица 3.1 - Сводная таблица по продуктовому расчету

Таким образом из 50 тонн, поступившего на предприятие молока, с массовой долей жирности 3,5% получаем 5 тонн сливок с массовой долей жирности 35%, которые направляются в маслоцех, и 4 тонны СОМ с массовой долей жирности 0,3%.

4 . Требования к качеству и безопасности сухого обезжиренного молока

Сухое обезжиренное молоко производят в соответствии с требованиями ГОСТ Р 52791-2007 «Консервы молочные. Молоко сухое. Технические условия» по технологическим инструкциям, утвержденным в установленном порядке.

По органолептическим показателям сухое обезжиренное молоко должно соответствовать требованиям, представленным в таблице 4.1.

Таблица 4.1 - Органолептические показатели сухого обезжиренного молока

Определение органолептических показателей СОМ проводят в соответствии с ГОСТ 29245--91 «Консервы молочные. Методы определения физических и органолептических показателей».

По физико-химическим показателям сухое обезжиренное молоко должно соответствовать нормам указанным в таблице 4.2.

Таблица 4.2 - Физико-химические показатели сухого обезжиренного молока

Наименование показателя	Норма для СОМ
Массовая доля влаги. %, не более, для продукта, упакованного: В потребительскую тару; В транспортную тару.
Массовая доля жира, %	Не более 1,5
Массовая доля белка в сухом обезжиренном молочном остатке, %. не менее
Индекс растворимости, см 3 сырого осадка, не более, для продукта, упакованного: В потребительскую тару В транспортную тару
Группа чистоты, не ниже
Кислотность, 0 Т (% молочной кислоты)	От 16 до 21 включительно (от 0.144 до 0,189 включительно)

Определение массовой доли влаги СОМ проводят в соответствии с ГОСТ 29246--91 «Консервы молочные сухие. Методы определения влаги».

Определение массовой доли жира СОМ проводят в соответствии с ГОСТ 29247--91 «Консервы молочные. Методы определения жира».

Определение кислотности СОМ проводят в соответствии с ГОСТ 30305.3--95 «Консервы молочные сгущенные и продукты молочные сухие. Титриметрические методики выполнения измерений кислотности».

Определение индекса растворимости СОМ проводят в соответствии с ГОСТ 30305.4--95 «Консервы молочные сухие. Методика выполнения измерений индекса растворимости».

Определение содержания свинца, кадмия и ртути проводят по ГОСТ Р 51301-99 «Продукты пищевые и продовольственное сырье. Инверсионно-вольтамперометрические методы определения содержания токсичных элементов», по ГОСТ 30178-96 «Сырье и продукты пищевые. Атомно-абсорбционный метод определения токсичных элементов».

Таблица 4.3 - Допустимые уровни содержания опасных веществ в сухом обезжиренном молоке

Определение содержания пестицидов - по ГОСТ 23452-79 «Молоко и молочные продукты. Методы определения остаточных количеств хлорорганических пестицидов».

По микробиологическим показателям сухое обезжиренное молоко должно соответствовать требованиям Федерального закона №88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочные продукты». Данные требования указаны в таблице 4.4.

Определение КМАФАнМ в СОМ проводят по ГОСТ 10444.15-94 «Продукты пищевые. Методы определения количества мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов».

Таблица 4.4 - Содержание микроорганизмов в сухом обезжиренном молоке

Определение бактерий рода Salmonella в СОМ проводят по ГОСТ Р 52814--2007 (ИСО 6579:2002) «Продукты пищевые. Метод выявления бактерий рода Salmonella».

Определение БГКП в СОМ проводят по ГОСТ Р 52816--2007 «Продукты пищевые. Методы выявления и определения количества бактерий группы кишечных палочек (колиформных бактерий)».

Определение содержания Staphylococcus aureus в СОМ проводят по ГОСТ 30347--97 «Молоко и молочные продукты. Методы определения Staphylococcus aureus».

Определение дрожжей и плесневых грибов - по ГОСТ 10444.12-88 «Продукты пищевые. Метод определения дрожжей и плесневых грибов».

5 . Пороки сухого обезжиренного молока

В зависимости от характера физико-химических изменений составных частей молока в процессе изготовления и хранения в продуктах могут появляться те или иные пороки.

Пониженная растворимость сухих молочных продуктов наблюдается при сильной денатурации сывороточных белков в процессе сушки. Порок также возникает при хранении продукта с увеличенным содержанием свободного жира, который переходит на поверхность сухих частиц и снижает смачиваемость. Выделению свободного жира способствует повышенное содержание влаги в продукте (более 7 %). Влага вызывает кристаллизацию лактозы с одновременной дестабилизацией жира. Повышенная влажность сухих молочных продуктов, а также хранение в негерметической упаковке приводят к уменьшению растворимости за счет денатурации белков и образования плохо растворимых меланоидинов. Белки денатурируют при наличии в продуктах свободной влаги (связанная влага не изменяет коллоидных свойств белка). В связи с этим содержание влаги в сухом молоке не должно превышать 4-5%.

Потемнение молочных консервов возникает при образовании большого количества меланоидинов в результате реакции между аминогруппами белков и альдегидной группой лактозы и глюкозы. Порок образуется в результате длительного хранения сухих молочных продуктов в негерметической таре (в условиях повышенной влажности). Образование меланоидинов в сухом молоке сопровождается потемнением продукта, появлением неприятных специфических привкуса и запаха и понижением растворимости. Для предупреждения потемнения сухого молока необходимо соблюдать требования по содержанию влаги (4-5%) и герметичности упаковки. Прогорклый вкус обусловлен гидролизом жира под действием оставшейся после пастеризации липазы. Встречается в сухих молочных продуктах распылительной сушки .

6 . Подтверждение соответствия сухого обезжиренного молока

Молоко и продукты его переработки, реализуемые на территории Российской Федерации, подлежат обязательному подтверждению соответствия требованиям Федерального закона № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочные продукты» (далее ФЗ №88) в форме принятия декларации о соответствии (далее - декларирование соответствия) или обязательной сертификации по схемам, установленным ФЗ №88. Добровольное подтверждение соответствия требованиям национальных стандартов, стандартам организаций, сводам правил, системам добровольной сертификации и условиям договоров молока и продуктов его переработки, процессов их производства, хранения, перевозки, реализации и утилизации осуществляется по инициативе заявителя в форме добровольной сертификации. Заявитель вправе выбирать форму подтверждения соответствия и схему подтверждения соответствия, предусмотренные для молока и продуктов его переработки ФЗ №88.

Сухое обезжиренное молоко имеет длительный срок годности (более чем 30 суток), поэтому в соответствии с требованиями ФЗ №88 подтверждение соответствия СОМ осуществляется в форме декларирования соответствия с использованием схемы 3д, 4д, 5д или 7д либо в форме обязательной сертификации с использованием схемы 3с, 4с, 5с или 6с.

Декларирование соответствия молока и продуктов его переработки осуществляется путем принятия декларации о соответствии на основании собственных доказательств и (или) на основании доказательств, полученных с участием органа по сертификации и (или) аккредитованной испытательной лаборатории (центра) (далее - третья сторона). При декларировании соответствия продуктов переработки молока, выпускаемых серийно, срок действия такой декларации о соответствии составляет не более чем пять лет. Для подтверждения соответствия СОМ требованиям ФЗ №88 применяются следующие схемы декларирования соответствия:

1) 3д - декларирование соответствия молока или продуктов его переработки на основании положительных результатов исследований (испытаний) типовых образцов этих продуктов, полученных с участием третьей стороны, и сертификата системы качества на стадии производства этих продуктов;

2) 4д - декларирование соответствия молока или продуктов его переработки на основании положительных результатов исследований (испытаний) типовых образцов этих продуктов, полученных с участием третьей стороны, и сертификата системы качества на стадии контроля и испытаний этих продуктов;

3) 5д - декларирование соответствия партии молока или продуктов его переработки на основании положительных результатов исследований (испытаний), полученных путем репрезентативной выборки образцов из партии этих продуктов с участием третьей стороны;

4) 7д - декларирование соответствия молока или продуктов его переработки на основании положительных результатов исследований (испытаний) типовых образцов этих продуктов, проведенных собственными силами или с привлечением других организаций по поручению заявителя, и сертификата системы качества на стадии проектирования и производства этих продуктов.

Заявитель принимает декларацию о соответствии, регистрирует ее в установленном законодательством Российской Федерации порядке. Заявитель маркирует СОМ, в отношении которого принята декларация о соответствии, знаком обращения на рынке.

Обязательная сертификация продуктов переработки молока осуществляется органом по сертификации продукции, область аккредитации которого распространяется на пищевую продукцию, в том числе на продукты переработки молока, на основании договора между заявителем и органом по сертификации продукции по схемам, установленным ФЗ №88.

Сертификат соответствия на продукты переработки молока, выпускаемые серийно, выдается на срок, определяемый органом по сертификации в зависимости от состояния производства этих продуктов и стабильности их качества, но не более чем на три года. Для подтверждения соответствия СОМ требованиям ФЗ №88 применяются следующие схемы обязательной сертификации:

1) 3с - сертификация продуктов переработки молока, выпускаемых серийно, на основании положительных результатов испытаний типовых образцов, полученных с участием аккредитованной испытательной лаборатории (центра), с проведением последующего контроля органом по сертификации продукции за сертифицированными продуктами переработки молока;

2) 4с - сертификация продуктов переработки молока, выпускаемых серийно, на оснований положительных результатов испытаний типовых образцов, полученных с участием аккредитованной испытательной лаборатории (центра), и осуществления анализа состояния производства этих продуктов с проведением последующего контроля органом по сертификации продукции за сертифицированными продуктами переработки молока и при необходимости за состоянием их производства;

3) 5с - сертификация продуктов переработки молока, выпускаемых серийно, на основании положительных результатов испытаний типовых образцов этих продуктов, полученных с участием аккредитованной испытательной лаборатории (центра), и проведения сертификации системы управления качеством заявителя с проведением последующего контроля органа по сертификации продукции за сертифицированными продуктами переработки молока и органа по сертификации систем управления качеством за сертифицированной системой управления качеством заявителя;

4) 6с - сертификация партии продуктов переработки молока на основании положительных результатов исследований (испытаний) репрезентативной выборки образцов этих продуктов, полученных с участием аккредитованной испытательной лаборатории (центра).

Заявитель, получив сертификат соответствия на СОМ, маркирует его знаком обращения на рынке. Заявитель при производстве и реализации СОМ принимает необходимые меры по обеспечению его соответствия требованиям ФЗ №88 .

Заключение

Современная промышленная переработка молока представляет собой сложный комплекс последовательно выполняемых взаимосвязанных химических, физико-химических, микробиологических, биохимических, биотехнологических, теплофизических и других трудоемких и специфических технологических процессов. Эти процессы направлены на выработку молочных продуктов, содержащих либо все компоненты молока, либо их часть. Производство молочных консервов связано с сохранением всех сухих веществ в молоке после удаления из него влаги.

Предприятия молочной отрасли оснащены большим количеством перерабатывающей техники. Рациональная эксплуатация технологического оборудования требует глубокого знания его особенностей и конструктивных признаков. При использовании современного технологического оборудования важно сохранить в максимальной степени пищевую и биологическую ценность компонентов сырья в вырабатываемых молочных продуктах.

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

Список использованных источников

1. Федеральный Закон № 88-ФЗ Технический регламент на молоко и молочную продукцию [Текст]. - Введ 2008-06-12.

2. ГОСТ Р 52791-2007. Консервы молочные. Молоко сухое. Технические условия [Текст]. - Введ. 2007-12-19. - М.: Госстандарт России: ИПК Изд-во стандартов, 2007. - 8 с.

3. ГОСТ Р 52054-2003. Молоко коровье - сырое. Технические условия [Текст]. - Введ. 2004-01-01. - М.: Госстандарт России: ИПК Изд-во стандартов, 2004. - 12 с.

4. Бредихин С.А. Технология и техника переработки молока [Текст] - М.: Колос, 2003. - 400 с. - ISBN 5-9532-0081-1.

5. Крусь, Г.Н. Технология молока и молочных продуктов [Текст]/ Храмцов А.Г., Волокитина З.В., Карпычев С.В. - М.: КолосС, 2006. - 455 с. - ISBN 5-9532-0166-4.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Ассортимент и потребительские свойства молочных товаров: молока и сливок, сгущенного и сухого молока, кисломолочных продуктов, сыров и мороженного. Рассмотрение классификации молочных товаров в Товарной номенклатуры внешне-экономической деятельности.

курсовая работа , добавлен 07.11.2014


Потребительские свойства молока, технология производства, классификация и ассортимент. Товароведная характеристика сливок. Экспертиза качества молочных продуктов, контроль по органолептическим показателям. Хранение и транспортировка молока и сливок.

реферат , добавлен 05.05.2010


Сухие молочные продукты как сыпучие порошки, которые характеризуются высокой массовой долей сухих веществ. Физические модели частиц сухого молока. Технологии производства сухих молочных продуктов. Цельное сухое молоко: свойства, выработка, пастеризация.

реферат , добавлен 25.11.2010


Сущность, химический состав, физические и технологические свойства коровьего молока, характеристика основных элементов, входящих в него, а также его сравнение с женским молоком. Анализ основных процессов выработки мороженного и кисломолочных продуктов.

курс лекций , добавлен 01.10.2010


Ассортимент выпускаемой молочной продукции, ее органолептические и физико-химические показатели. Требования к сырью. Технологический процесс производства пастеризованного молока, простокваши, сметаны и сливок. Подбор технологического оборудования.

курсовая работа , добавлен 30.11.2011


Применение безотходных технологических операций при переработке сырья. Ассортимент продукции, вырабатываемый на молочном предприятии. Распределение сырья на молочном комбинате. Изготовление кефира, молока пастеризованного, сливок и обезжиренного молока.

курсовая работа , добавлен 15.02.2012


Анализ существующих технологий производства молока. Изучение видов питьевого молока. Обзор физико-химических показателей качества молока. Технологическая схема производства молока с добавлением меда. Расчет основных компонентов, затрат на производство.

курсовая работа , добавлен 25.09.2013


Составные части сухого остатка в молоке. Влияние бактериальных заквасок, технологического режима на процессы брожения лактозы и коагуляции казеина. Структурно механические свойства масла. Молочно-белковые концентраты. Определение кислотности молока.

контрольная работа , добавлен 04.06.2014


Пищевая ценность и роль молока в питании человека. Классификация и ассортимент молока. Технологический процесс производства некоторых видов молока. Физико-химические изменения молока при его хранении и обработке. Сертификация молока и молочных продуктов.

курсовая работа , добавлен 16.12.2011


Способы и режимы технологических процессов. Требования к органолептическим и микробиологическим показателям молочных продуктов. Состав молочного сырья. Потери сливок при сепарировании. Нормы расхода молока, сметаны, творога и кефира при фасовании.