Расчет и проектирование метрологического обеспечения производства творога

Нормализованное и очищенное молоко направляют на пастеризацию при 78—80°С с выдержкой 20—З0 с. Температура пастеризации влияет на физико-химические свойства сгустка, что, в свою очередь, отражается на качестве и выходе готового продукта. Так, при низких температурах пастеризации сгусток получается недостаточно плотным, так как сывороточные белки практически полностью отходят в сыворотку, и выход творога снижается. С повышением температуры пастеризации увеличивается денатурация сывороточных белков, которые участвуют в образовании сгустка, повышая его прочность и усиливая влагоудерживающую способность. Это снижает интенсивность отделения сыворотки и увеличивает выход продукта. Путем регулирования режимов пастеризации и обработки сгустка, подбором штаммов заквасок можно получать сгустки с нужными реологическими и влагоудерживающими свойствами.

4. Сепарирование молока. При производстве жирного и полужирного творога раздельным способом в отличие от производства масла содержание жира в обезжиренном молоке не имеет определяющего значения для выхода готового продукта. При этом экономия жира достигается в результате полного использования обезжиренного молока. В случае же выработки только нежирного творога процесс сепарирования должен быть проведен так, чтобы в обезжиренном молоке содержалось минимально возможное количество жира. Таким образом, в производстве творога раздельным способом проблемы сокращения потерь жира при сепарировании не имеют первостепенного значения. Однако такие проблемы, связанные с сепарированием, как выбор рациональной температуры сепарирования и предотвращение пенообразования, имеют прямое отношение к производству творога. При сепарировании молока оптимальной температурой принято считать 35-45° С. Кислотность молока должна составлять не более 21° Т, т. е. соответствовать допустимым нормам. Во избежание повышения кислотности продукты сепарирования (сливки и обезжиренное молоко) надо перерабатывать сразу же по мере их получения либо немедленно пастеризовать или охлаждать (в случае резервирования).

При сепарировании  молока в открытых сепараторах, вследствие контакта с воздухом в сливках и обезжиренном молоке образуется значительное количество пены. Образование пены начинается в приёмных рожках, а завершается в резервуарах для резервирования продуктов сепарирования.

При сепарировании в полугерметических и герметических сепараторах продукты сепарирования отводятся по закрытым трубопроводам. Большое количество пены в сливках при постепенном или быстром механическом разрушении её способствует образованию жировых комочков (мелких масляных зерен), что отрицательно влияет на дальнейшую обработку сливок, особенно при перемешивании их с творогом. Кроме того, белковые вещества, содержащиеся в пене, подвергаются частичной необратимой коагуляции, что приводит к излишним потерям сухих веществ молока при производстве творога. Количество пены, образующейся при сепарировании, зависит от частоты вращения барабана и скорости истечения продуктов сепарирования, а также от температуры сепарирования к жирности сливок. При увеличении частоты вращения барабана и скорости истечения из него продуктов сепарирования количество пены увеличивается. В настоящее время для сепарирования молока в промышленных условиях применяют сепараторах сливкоотделители различных типов: полугерметические, герметические, универсальные.

5. Охлаждение молока до температуры заквашивания. Молоко охлаждают до температуры заквашивания в холодное время года до 30±2°С и до 28±2°С в теплое время.

6. Сквашивание молока. После охлаждения направляют в специальные ванны для выработки творога. Закваску для производства творога изготовляют на чистых культурах мезофильных молочнокислых стрептококков и вносят в молоко в количестве от 1 до 5%. Некоторые специалисты рекомендуют вводить в закваску Str. Acetoinicus. Продолжительность сквашивания после внесения закваски составляет 6—8 ч.

7. Разрезка сгустка. Для улучшения качества творога желательно применять беспересадочный способ приготовления закваски на стерилизованном молоке, что позволяет снизить дозу внесения закваски до 0,8—1 % при гарантированной ее чистоте.

Готовность  сгустка определяют по его кислотности (для жирного и полужирного  творога должна быть 58—60, для нежирного 75—80 °Т) и визуально — сгусток  должен быть плотным, давать ровные гладкие  края на изломе с выделением Прозрачной зеленоватой сыворотки. Сквашивание при кислотном методе продолжается 6—8 ч, сычужно-кислотном — 4—6, с использованием активной кислотообразующей закваски — 3—4 ч. Важно правильно определить конец сквашивания, так как при недосквашенном сгустке получается кислый творог мажущейся консистенции.

Чтобы ускорить выделение сыворотки, готовый сгусток  разрезают специальными проволочными ножами на кубики с размером граней 2 см. При кислотном методе разрезанный сгусток подогревают до 36—38 °С для интенсификации выделения сыворотки и выдерживают 15—20 мин, после чего её удаляют.

8. Отделение сыворотки. Для дальнейшего отделения сыворотки сгусток подвергают самопрессованию и прессованию. для этого его разливают в бязевые или лавсановые мешки по 7—9 кг (на 70% вместимости мешка), их завязывают и помещают несколькими рядами в пресс-тележку. Под воздействием собственной массы из сгустка выделяется сыворотка. Самопрессование происходит в цехе при температуре не выше 16°С и продолжается не менее 1ч. Окончание самопрессования определяется визуально, по поверхности сгустка, которая теряет блеск и становится матовой. Затем творог под давлением прессуют до готовности. В процессе прессования мешочки с творогом несколько раз встряхивают и перекладывают. Во избежание повышения кислотности прессование необходимо проводить в помещениях с температурой воздуха 3-6°С, а по его окончании немедленно направлять творог на охлаждение до температуры не выше 8°С с использованием охладителей различных конструкций; наиболее совершенным из них является двухцилиндровый.

9. Охлаждение творога. Охлаждение проходит в холодильной камере при температуре 12-15°С , а затем творог направляют на упаковывание и маркировку.

10. Фасовка. Готовый продукт фасуют на автоматах в мелкую и крупную тару. Творог фасуют в чистые, пропаренные деревянные кадки или чистые алюминиевые, стальные, луженые широкогорлые фляги или картонные ящики с вкладышами из пергамента, полиэтиленовой пленки. В мелкую упаковку творог фасуют в виде брусков массой 0,25; 0,5 и 1 кг, завернутых в пергамент или целлофан, а также в картонные коробочки, пакеты, стаканы из различных полимерных материалов, упакованные в ящики массой нетто не более 20 кг.

11. Упаковывание в тару и хранение готовой продукции. Творог хранят до реализации не более 36 ч при температуре камеры не выше 8°С и влажности 80-85%. Если срок хранения будет превышен из-за непрекращающихся ферментативных процессов, в твороге начинают развиваться пороки.

 

1.4 Аппаратурно-технологическая схема  производства творога раздельным  способом

 

 

 

 

Рисунок 1. Технологическая схема производства творога раздельным способом.  
1 — ёмкость с молоком; 2 — насос; 3 — уравнительный бачок;  
4 — пастеризационно-охладительная установка; 5 — сепаратор- сливкоотделитель; 6 — промежуточная ёмкость; 7 — насос; 8 — пастеризационно- охладительная установка; 9 — двустенная ёмкость для хранения; 10 — заквасочник; 11 — резервуар для сквашивания;  
12 — насос; 13 — пластичный теплообменник; 14 — сетчатый фильтр; 15 — сепаратор-творогоизготовитель; 16 — насос; 17 — охладитель; 18 — ёмкость с охлажденными сливками; 19 — месильная машина; 20 — фасовочные машины.

1.5 Принцип действия технологической линии

 

При способе производства, изображённом на рисунке 1, молоко, предназначенное для выработки творога, из ёмкости 1 насосом 2 подается в уравнительный бачок 3, а из него насосом 2 в секцию рекуперации пластинчатой пастеризационно-охладительной установки 4 для подогревания до 40-45°С. Подогретое молоко поступает в сепаратор-сливкоотделитель 5, в котором разделяется на обезжиренное молоко и сливки с массовой долей жира не менее 50-55%. Полученные сливки подают сначала в промежуточную ёмкость 6, а затем насосом 7 в пластинчатую пастеризационно-охладительную установку 8, где они пастеризуются при температуре 85-90°С с выдержкой 15-20 с, охлаждаются до 2-4°С и направляются в двустенную емкость 9 на временное хранение до смешения с творогом.

Обезжиренное молоко из сепаратора поступает в пластинчатую пастеризационно-охладительную установку 4, где сначала пастеризуется при температуре 78°С с выдержкой 15-20 с, а затем охлаждается до 30-34°С и направляется в резервуар 11 для сквашивания, снабженный специальной мешалкой. Закваска, приготовленная в заквасочнике 10, насосом 7 подается в резервуар 11 для заквашивания. Сюда же подаются хлорид кальция и фермент, смесь тщательно перемешивают и оставляют для сквашивания до кислотности сгустка 90-116°Т, а если используется ускоренный способ сквашивания молока, то 85-90°Т. При сепарировании сгустка с меньшей кислотностью сопла сепаратора могут засориться.

Полученный сгусток тщательно  перемешивается и насосом 12 подаётся в пластинчатый теплообменник 13, где вначале подогревается до 60-62°С для лучшего отделения сыворотки, а затем охлаждается до 25-32°С, благодаря чему он лучше разделяется на белковую часть и сыворотку. Из теплообменника 13 сгусток через сетчатый фильтр 14 под давлением подается в сепаратор-творогоизготовитель 15, где разделяется на сыворотку и творог.

При выработке жирного творога  обезвоживание сепарированием проводят до массовой доли влаги в сгустке 75-76%, а при выработке полужирного творога — до массовой доли влаги 78-79%. Полученный обезжиренный творог подают специальным насосом 16 сначала на охладитель 17 для охлаждения до 8°С, растирают на вальцовке до получения гомогенной консистенции. Охлажденный творог направляют в месильную машину 19, куда дозирующим насосом 7 подаются пастеризованные охлаждённые сливки из ёмкости 18 и все тщательно перемешивается. Готовый творог фасуют на машинах 20 и направляют в камеру для хранения

 

2 АЛГОРИТМ ПРОВЕДЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ, ПОРЯДОК ВЫБОРА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

 

2.1 Метрологическое обеспечение подготовки производства

 

Метрологическое обеспечение подготовки производства - это комплекс организационно-технических  мероприятий, обеспечивающих определение  с требуемой точностью характеристик  изделий, узлов, деталей, материалов, сырья, параметров ТП, оборудования и позволяющих  добиться значительного повышения  качества выпускаемой продукции  и снижения непроизводственных затрат на её разработку и производство.

Нормативной базой подготовки производства являются государственные стандарты, например, ГОСТ 8.054 – 73 «Метрологическое      обеспечение      подготовки      производства. Общие положения», отраслевые стандарты, стандарты предприятий, производственная документация. Метрологическое обеспечение подготовки производства включает в себя:

1. установление рациональной номенклатуры  измерительных параметров и норм  точности, обеспечивающих достоверность  входного и приёмочного контроля изделия, а также контроля характеристик ТП и оборудования. Нормы точности измерений регламентированы в ряде стандартов на методы измерения, анализа и испытаний;

2. обеспечение ТП наиболее совершенными  методиками выполнения измерений,  гарантирующих необходимую точность  измерений, аттестацию и стандартизацию  этих методик. В комплект разрабатываемых  методик должны входить методики, обеспечивающие безопасность и  охрану труда. Если стандартизация  методик выполнения измерений  невозможна или нецелесообразна,  то в процессе подготовки производства  проводят аттестацию методик  выполнения массовых и ответственных  измерений; 

3. обеспечение (снабжение, разработка, изготовление) производства средствами измерения, в том числе и узкоотраслевого специального назначения, а также нестандартных средств измерений;

4. обеспечение метрологического  обслуживание и поверки средств  измерения;

5. обеспечение условий выполнения  измерений, установленных нормативных документов;

6. подготовка производственного  персонала и работников соответствующих  служб к выполнению контрольно-измерительных  операций, поверки, юстировки средств  измерений;

7. организация и проведение метрологического  контроля и экспертизы КТД.

Задачи метрологическое обеспечение  подготовки производства в той же мере должны решаться и на предприятиях-поставщиках  сырья, материалов, комплектующих изделий, т.к. это экономично эффективнее, чем  организация полного входного контроля на предприятии потребителя.

Работы по метрологическое обеспечение  подготовки производства выполняют  конструкторские, метрологические  и технологические службы с момента  получения исходных документов на изделия. Состав исходных документов определяется отраслевыми стандартами. Методическое руководство реализаций мероприятий  осуществляют государственные ведомственные  метрологические службы.

 

2.2 Общий алгоритм проведения  метрологического обеспечения

подготовки производства

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Алгоритм выбора средств измерений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.4 Порядок выбора средств измерений

 

Этапы выбора средств измерений	Решаемые задачи	Используемая документация
1	2	3
Анализ характеристик объекта  контроля (технологических параметров  и показателей качества).	Выявление характеристик объекта  контроля.	Стандарты, программа и методика испытаний, технологическая документация на изготовление и контроль качества.
Предварительный выбор средств измерений. Сравнительный анализ применяемых  и предлагаемых методик выбора средств  измерений.	Определение средств измерений, использование  которых обеспечивает нормированные  показатели технологического процесса с учетом их метрологических и  эксплуатационных характеристик.	Государственные отраслевые стандарты  и стандарты предприятия, классификация  на средства измерений.
Окончательный выбор средств измерений.	Технико-экономическое обоснование  выбираемых средств измерений. Определение  недостающих средств и методов  измерений.	Методика расчета экономической  эффективности выбираемых средств  измерений.