Технология производства пастеризованного молока

 

 В технологическую схему  производства пастеризованного  молока входят следующие операции, которые показаны на рисунке 2.

 

Прием молока цельного

Очистка молока (температура 40…450С)

Нормализация по массовой доле  жира или сухих веществ

Гомогенизация (t=60…650С; P=15±2,5 МПа)

Пастеризация (t=76±20С; ф=20с)

Охлаждение (t=4…60С)

Розлив, упаковывание, маркирование

Хранение и транспортирование

Рисунок 2  - Технологическая схема производства пастеризованного молока

В качестве сырья для производства пастеризованного молока использу-ют цельное молоко. Отобранное по качеству натуральное молоко нормализуют по массовой доле жира и СОМО.      

Перед процессом производства молоко подвергается очистке на сепараторах-молокоочистителях, молоко подогревают до 45°С и очищают. После очистки молоко направляют на нормализацию  по жирности.

Нормализацию проводим в потоке. Для этого используем сепараторы-нормализаторы, в которых непрерывная нормализация молока совмещается с очисткой его от механических примесей. Перед поступлением в сепаратор-нормализатор молоко предварительно нагревается до 45 °С в секции рекуперации пластинчатой пастеризационно-охладительной установке.

Затем молоко подвергают гомогенизации, чтобы улучшить не только вкусовые качества, но и равномерно распределить жир в продукте, при температуре 55 °С и давлении 15 мПа.       

После гомогенизации молоко пастеризуют, в пастеризационно-охладительной  установке, при температуре 72 – 78 °С выдержкой 15-30 сек.      

Пастеризованное молоко охлаждают до температуры 4°С, затем разливают и упаковывают в тару TETRA-PAK, емкостью 1 л. Срок  хранения

герметически упакованных  пастеризованного молока при температуре 4±2°С составляет 3 суток.

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 (вкус, нужные вязкость и плотность сгустка). Эффект пастеризации, обусловленный степенью гибели патогенной микрофлоры, влияет на выбор режимов и способов пастеризации. Из патогенных микроорганизмов наиболее устойчивы к тепловой обработке бактерии туберкулеза. Поскольку работа по определению возбудителей туберкулеза сложна, то эффективность пастеризации принято определять по гибели не менее стойкой кишечной палочки. Эффект пастеризации зависит от температуры и продолжительности тепловой обработки.

В зависимости от этих факторов различают три режима пастеризации: длительная пастеризация - при температуре 60...63 °С с выдержкой 30 минут; кратковременная - при 74...78 °С с выдержкой 20 секунд; моментальная - при температуре 85...87 °С или 95...98 °С без выдержки.

Выбор режимов пастеризации предопределяется технологическими условиями и свойствами продукта. При содержании в продукте компонентов, отличающихся низкой термоустойчивостью, следует применять длительную пастеризацию. Процесс длительной пастеризации хотя и обеспечивает надежное уничтожение патогенных микробов и наименьшее изменение физико-химических свойств молока, однако требует больших затрат, связанных с использованием малопроизводительного оборудования.

Наиболее распространенный способ в производстве пастеризованного молока - кратковременная пастеризация. Этот способ также надежен для инактивации микробов и максимального сохранения исходных свойств молока. Сопротивляемость микроорганизмов тепловой обработке увеличивается при повышении содержания жира и сухих веществ в продуктах (сливки, смесь для мороженого), так как жировые и белковые вещества оказывают защитное действие на микробные клетки. Поэтому для продуктов с повышенным содержанием жира и сухих веществ температура пастеризации должна быть увеличена на 10...15 "С по сравнению с температурой пастеризации молока.

Одновременно с пастеризацией для улучшения органолептических показателей молока проводят их дезодорацию.

Органолептические показатели изменяются вследствие наличия в молоке летучих веществ и газов, особенно кислорода, обусловливающих нежелательные вкус и запах. Кислород, присутствующий в молоке, при хранении способствует окислению жировой фракции и разрушению витаминов. Для удаления этих нежелательных веществ из молока используют вакуум-дезодорационные установки. Дезодорацию осуществляют обычно при температуре 65...70 °С и разрежении 0,04...0,06 МПа в течение 4...5 с. При этих условиях молоко закипает и вместе с парами удаляются нежелательные газы и летучие вещества.

В зависимости от жирности исходного сырья и вида вырабатываемого молока для нормализации по содержанию жира используют обезжиренное молоко или сливки, по содержанию сухих веществ - сухое обезжиренное молоко. На практике, как правило, приходится уменьшать жирность исходного молока.

Проводить нормализацию можно в потоке или путем смешивания. Для нормализации в потоке удобно использовать сепараторы-нормализаторы, в которых непрерывная нормализация молока совмещается с очисткой его от механических примесей. Перед поступлением в сепаратор-нормализатор молоко предварительно нагревается до 40-45°С в секции рекуперации пластинчатой пастеризационно-охладительной установки.

На предприятиях небольшой мощности молоко обычно нормализуют смешиванием в резервуарах. Для этого к определенному количеству цельного молока при тщательном перемешивании добавляют нужное количество обезжиренного молока или сливок, рассчитанное по материальному балансу или путем использования специальных таблиц, составленных с учетом различной жирности исходного молока.

Для предотвращения отстоя жира и образования в упаковках "сливочной пробки" при производстве пастеризованного молока с повышенной массовой долей жира (3,5 - 6,0%) нормализованное молоко обязательно гомогенизируют при температуре 62-63 °С и давлении 12,5-15 МПа. Затем молоко пастеризуют при 76°С (±2 °С) с выдержкой 15-20 с и охлаждают до 4-б°С с использованием пластинчатых пастеризационно-охладительных установок. Температура пастеризации постоянно фиксируется самопишущими термографами и регулируется автоматически. Система блокировки исключает выход из аппарата недопастеризованного молока. Эффективность пастеризации в таких установках достигает 99,98%. Затем молоко при температуре 4-6°С поступает в промежуточную емкость, из которой направляется на фасование. Перед фасованием выработанный продукт проверяют на соответствие требованиям стандарта.

Пастеризованное молоко выпускают в бумажных пакетах, полиэтиленовых мешках вместимостью 0,25; 0,5; 1 л, а также во флягах, цистернах с термоизоляцией, контейнерах различной вместимости, мешках из полимерной пленки - от 5 до 48 л, которые герметизируют и вставляют в картонные или пластмассовые ящики для отправки крупным, потребителям - в детские сады, столовые, рестораны. Фасование молока в мелкую упаковку проводится на автоматических линиях большой производительности, состоящих из нескольких машин, соединенных между собой конвейерами.

Все шире используется для фасования пастеризованного молока тара разового потребления - полиэтиленовые мешки, бумажные пакеты. Такая тара значительно легче, компактнее, исключает сложный процесс мойки, гигиеничнее, удобнее для потребителя и транспортирования, требует меньших производственных площадей, трудовых и энергетических затрат. Бумажные пакеты имеют форму тетраэдра (тетра-пак), снаружи покрыты парафином, внутри - полиэтиленом; формы бруска (брик-пак) с двухсторонним покрытием полиэтиленом и применением аппликаторной ленты, что обеспечивает большую прочность швов по сравнению с пакетами тетра-пак.

В пакеты тетра-пак молоко фасуют на автоматах АП1-Н АП2-Н, которые из движущейся и стерилизуемой (бактерицидной лампой) бумажной ленты сваривают рукав, заполняемый молоком. Через определенные промежутки времени зажимы нагревателями пережимают рукав, образуя гирлянду пакетов молоком, которые разрезают и ставят в корзину. Фасование в пакеты брик-пак осуществляется на установках производительностью 3000-9000 упаковок от 0,1 до 1 л в час.

Фасование молока в пакеты пюр-пак вместимостью 1 (производительность установки от 1200 до 2400 упаковок в час) осуществляется в штампованные бумажные пакеты. Пакеть пюр-пак имеют большую ширину швов, чем пакеты тетра-пак брик-пак. Это обеспечивает большую надежность упаковки.

В полиэтиленовые пакеты молоко фасуют на машинах непрерывного действия фирмы "Фин-пак". Продольной сваркой из полимерной пленки образуют рукав, куда наливается молоко; закрывается пакет поперечной сваркой. Чтобы пленка была, светонепроницаемой, в нее добавляют диоксид титана (TiO2) Методом соэкструзии можно получить двухслойную пленку с содержанием в двух слоях TiO2. Однако применение такой пленки уменьшило прочность сварных швов, негерметичность пакетов достигала 8%. Стали вводить TiO2 только в наружный слой пленки, что сократило негерметичность пакетов до 0,28%. Высокими светозащитными свойствами обладают двухслойные пленки - черно-белая и бело-коричневая: внешний слой содержит наполнитель TiO2, а внутренний - углеродную пищевую сажу (2%) или оксид железа.

Для розлива молока во фляги применяют машины, работающие по принципу объемного дозирования. Цистерны наполняют молоком до специальных меток или с помощью молокосчетчиков.

Тару, в которой выпускают с предприятий пастеризованное молоко, обязательно пломбируют и маркируют. На алюминиевых капсулах тиснением, на пакетах, этикетках и бирках для фляг и цистерн несмывающейся краской наносят маркировку: наименование предприятия-изготовителя, полное наименование продукта, объем в литрах (на пакетах), число или день конечного срока реализации, номер ГОСТа [3].

Фасованное молоко должно иметь температуру не выше 7°С и может быть сразу, без дополнительного охлаждения, передано в реализацию или направлено на временное хранение сроком не более 18 ч в холодильные камеры с температурой не выше 8°С и влажностью 85-90%. В камерах хранения необходимо поддерживать строгую чистоту и обеспечить вентиляцию воздуха. Срок реализации молока не более 36 ч с момента изготовления.

Готовый продукт на предприятии подвергается технологическому и микробиологическому контролю. В соответствии с требованиями стандарта пастеризованное молоко должно иметь вкус и запах, свойственные свежему молоку, без посторонних привкусов и запахов; белый цвет со слегка желтоватым оттенком (для цельного молока); однородную консистенцию; не иметь осадка, белковых сгустков; массовая доля жира и СОМО должна соответствовать виду молока и стандарту; кислотность в мелкой упаковке должна быть не более 21 °Т (для белкового не более 25 °Т), в крупной - 22 °С, степень чистоты не ниже I группы, температура не выше 8 °С. Принятый режим пастеризации должен обеспечить получение молока со следующими бактериологическими показателями: общее количество бактерий пастеризованного молока группы А в бутылках и пакетах не более 50 000 в 1 мл, титр кишечной палочки не менее 3 мл; молока группы Б соответственно 100 000 и 0,3 мл, молока в крупной упаковке (не подразделяется на группы) не более 200 000 и 0,3 мл. Пастеризованное молоко не должно содержать патогенных микроорганизмов. В торговую сеть и предприятия общественного питания пастеризованное молоко доставляют специальным автотранспортом с изотермическими или закрытыми кузовами. Допускается перевозка в открытых машинах, но ящики и фляги с молоком при этом должны быть укрыты брезентом. 

 Описание линии производства  пастеризованного молока представлено на рисунке 3 (Приложение А).

Молоко из автомолцистер насосом 1, перекачивается через фильтр 2 в емкость для хранения 3, имеющую термоизоляцию. Затем молоко охлаждается до 4-6оС в пластинчатом охладителе 4 и поступает в емкость 5 для хранении. Из емкости 5 через распределитель 6 часть молока направляется через пастеризационнно-охладительную установку 7 на разлив, а часть через нагреватель постеризатора 8 поступает в сепаратор 9 для обезжиривания молока до 1%. Далее молоко поступает в емкость 10 для хранения. Из емкости 10 через распределитель 11 часть молока 1%поступает в пастеризатор 14, а после пастеризации в розлив, а часть поступает в гомогенизатор 12 для соединения со сливками до получения 2,5% молока, которое направляется в емкость 13 для дальнейшего хранения. Далее молоко направляется в пастеризатор 15 и после пастеризации в розлив.

6.     Производство продуктов вторичной переработки

 

Вторичным продуктом пастеризованного молока является обезжиренное молоко. Обезжиренное молоко - обезжиренная часть молока, получаемая сепарированием и содержащая не более 0,05% жира. Молоко обезжиренное подразделяют на: сырое и пастеризованное.

Из обезжиренного молока в настоящее время вырабатывают нежирные кисломолочные напитки, такие как кефир, в том числе «Таллиннский», айран, простокваша, ацидофильные напитки, йогурт, «Снежок», мацун, «Молодость», «Московский», «Любительский», «Русский», и т.д.

Напиток «Молодость» вырабатывают из обезжиренного молока без сахара (сухих веществ не менее 9,5 %) и с сахаром (сахара 5,сухих веществ не менее 14 %). Молочную смесь пастеризуют при температуре 95 – 99 ͦ C с выдержкой при этой температуре в течение 2 – 3 ч до побурения, охлаждают до 40-43 ͦC, сквашивают чистыми культурами термофильного молочнокислого стрептококка и болгарской палочки при термостатном методе до 75, резервуарном – 85 ͦ T. Сквашенный в резервуарах продукт охлаждают при перемешивании до 20 – 25 ͦС, разливают в бутылки и направляют в холодидьные камеры (6 – 8 ͦС). Готовый продукт имеет привкус топленого молока, сметанообразную консистенцию, кислотность 100 – 130  ͦT.

гомогенизируют  и пастеризуют при режимах, принятых в производстве йогурта. Сквашивание проводят чистыми культурами молочнокислых стрептококков при 37   ͦС в течение 4 - 6 ч. Кислотность готового продукта 80 -120  ͦ С.

Пищевая, биологическая ценность обезжиренного молока.

При сепарировании цельного молока получают обезжиренное молоко, жирность которого не должна превышать 0,05 %. Этот показатель является важнейшей качественной характеристикой процесса сепарирования и эффективности производства. Снижение жирности обезжиренного молока на 0,01 % позволяет получать в отрасли более 1000 т сливочного масла в год. 
Основным отличием обезжиренного молока от цельного является содержание жира, что существенно отражается на сенсорной оценке (цвет, вкус, консистенция) и энергетической ценности (50 %). Кроме этого следует учитывать соотношение жировой части к сухим веществам. В цельном молоке на одну часть жира приходится 2,2 – 2,4 части СОМО, а в обезжиренном молоке 90 – 170 части. Состав обезжиренного молока, как и цельного, подвержен значительным колебаниям, в том числе по сезонам года. Так, например, содержание отдельных компонентов может составлять (%): сухих веществ     8,2 – 9,5; жира 0,01 – 0,08; белков 3,0 – 3,5; лактозы 4,5 – 4,8. В обезжиренном молоке практически отсутствуют белки оболочек жировых шариков, жирорастворимые витамины. Дисперсность жировых шариков в обезжиренном молоке не превышает 2 мкм. Содержание сухих веществ и отдельных компонентов определяет выход готовой продукции, производительность оборудования, затраты энергии на выработку обезжиренного молока. Поэтому учет массы и определение качественных характеристик необходимо для каждой партии обезжиренного молока, поступающего на переработку [9].