Технологический процесс производства пастеризованного молока

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА  ПОСТЕРИЗОВАННОГО МОЛОКА

 

В нашей стране выпускается широкий  ассортимент молока, различающегося по тепловой обработке, по химическому  составу, с внесением или без  внесения наполнителей. Основным видом  является цельное молоко с массовой долей жира не менее 3,2%, но выпускается также молоко с повышенной и пониженной массовой долей жира - 4,0; 6,0; 3,5; 2,5; 1,0%.

 

1.1 Особенности производства цельного пастеризованного молока

 

При производстве цельного пастеризованного молока производят его очистку, нормализацию, гомогенизацию, пастеризацию, розлив.

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 молока топленого, восстановленного и 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.

В настоящее время выпускают  машины для фасования молока в  упаковку вместимостью 1,2 и 4 л, а также  машины, которые в зависимости  от требований технологии можно наладить на фасование молока в пакеты различной  вместимости - 0,25; 0,5; 0,75 и 1 л.

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.

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.

 

1.2 Технологическая схема производства пастеризованного молока

 

Технологический процесс производства всех видов пастеризованного молока состоит из ряда последовательно  выполняемых операций:

1. Прием молока цельного

2. Охлаждение, резервирование (температура 8-10⁰С)

3. Нормализация по массовой доле  жира или сухих веществ

4. Очистка молока (температура 40…45⁰С)

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

6. Пастеризация (t=76±2⁰С; τ=20с)

7. Охлаждение (t=4…6⁰С)

8. Розлив, упаковывание, маркирование

9. Хранение и транспортирование

Технологический процесс производства представлено на рисунке 1.

Молоко, отобранное по качеству и очищенное (на сепараторах-молокоочистителях, фильтрах различной конструкции и другом оборудовании), нормализуют по массовой доле жира при выработке нормализованного пастеризованного молока и топленого молока. Для белкового молока его дополнительно нормализуют по массовой доле сухих обезжиренных веществ.

 

 

 

Рисунок 1 - Технологический процесс  производства пастеризованного молока:

1 - Центробежный насос; 2 - Пластинчатая пастеризационно-охладительная установка; 3 - Терморегулятор; 4 - Автоматический возвратный клапан; 5 - Сепаратор-нормализатор-очиститель;  
6 - Гомогенизатор; 7 - Резервуар для пастеризованного молока; 8 - Машина для розлива и упаковки молока; В - Выдерживатель пластинчатой установки;  
П - Пастеризационная секция; IP - Первая секция регенерации; ИР - Вторая секция регенерации; ВО - Секция водяного охлаждения; РО - Секция рассольного охлаждения

 

В зависимости от производственной мощности и технической оснащенности предприятий молоко нормализуют в потоке или технологических емкостях различной вместимости.

Молоко нормализуют в потоке в сепараторах-нормализаторах либо путем сепарирования части цельного молока в сепараторах-сливкоотделителях для отбора сливок (если жирность нормализованного молока меньше, чем цельного) или обезжиренного молока (если жирность нормализованного молока больше, чем цельного).

С применением сепараторов-нормализаторов молоко нормализуют следующим образом. Вначале молоко подают в секцию рекуперации пластинчатой пастеризационно-охладительной установки для подогрева, затем в сепаратор-нормализатор. Нормализованное до заданной жирности молоко направляют в секцию пастеризации, а затем в секцию охлаждения пастеризационно-охладительной установки.

При отсутствии сепараторов-нормализаторов применяют сепараторы-сливкоотделители. В этом случае одну часть молока, подогретого в секции рекуперации  пастеризационно-охладительной установки, направляют в сепаратор-сливкоотделитель, а другую - в сепаратор-молокоочиститель.

Обезжиренный продукт на выходе из сепаратора-сливкоотделителя смешивается  в потоке с цельным молоком, поступающим  в трубопровод из молокоочистителя. Нормализованная смесь далее  поступает в секции пастеризации и охлаждения пластинчатой пастеризационно-охладительной установки.

Молоко следует нормализовать  перед пастеризацией. Однако известны технологические схемы его нормализации в закрытом потоке, когда пастеризованное  горячее цельное молоко повышенной жирности смешивают с пастеризованным горячим обезжиренным.

Сырое цельное молоко после перемешивания  из промежуточной емкости насосом  перекачивается для подогрева в  секцию рекуперации пастеризационно-охладительной  установки, затем поступает в  сепаратор-молокоочиститель и возвращается в секцию пастеризации.

Часть горячего пастеризованного молока после выдерживателя подается по молокопроводу к сепаратору-сливкоотделителю. Для сепарирования подводят из общего потока рассчитанное количество молока (в зависимости от массовой доли жира в нем) через регулирующий кран.

Полученное горячее обезжиренное молоко отводят от сепаратора-сливкоотделителя по молокопроводу, где оно смешивается  с цельным горячим пастеризованным  молоком. Нормализованное молоко поступает  в секции рекуперации, а затем охлаждения. Охлажденное нормализованное молоко собирают в технологических емкостях для проверки массовой доли жира.

Нормализованное по жиру молоко подогревают, очищают и гомогенизируют. Гомогенизацию  нормализованного молока можно проводить  раздельно. Для этого нормализованное молоко сепарируют, а полученные сливки гомогенизируют на двухступенчатом гомогенизаторе.

Гомогенизированные сливки смешиваются  в потоке с обезжиренным молоком, выходящим из сепаратора-сливкоотделителя, и направляются в секцию пастеризации пастеризационно-охладительной установки. Сливки можно гомогенизировать также перед их смешиванием с обезжиренным молоком при составлении нормализованного молока.

После гомогенизации нормализованное  молоко пастеризуют. Режим пастеризации молока на предприятии выбирают в зависимости от имеющегося оборудования с учетом бактериальной обсемененности сырья и эффективности пастеризации.

Пастеризованное молоко охлаждают  и направляют на розлив и упаковывание (укупоривание) или для временного хранения в промежуточную емкость. Упакованное пастеризованное охлажденное молоко готово к реализации.

 

1.2.1 Процессы протекающие в сепараторе-молокоочистителе

 

Предназначены для очистки молока от загрязнений, посторонних примесей и слизи c частичной пульсирующей центробежной выгрузкой осадка полузакрытого исполнения.

Молоко по центральной трубке поступает  в тарелкодержатель барабана, откуда оно по щелеобразному каналу, образованному  основанием тарелкодержателя и днищем корпуса барабана, попадает в грязевое пространство. Здесь процесс очистки начинается, а в межтарелочном пространстве завершается. Сепаратор представлен на рисунке 1

 

 

Рисунок 2 – Сепаратор

 

Молоко, освобожденное от частиц механических примесей, по зазору между верхними кромками тарелок и тарелкодержателем поднимается в камеру, в которой расположен напорный диск, обеспечивающий выход молока из барабана и подачу в другие машины и аппараты, предназначенные для дальнейшей технологической переработки.

Пастеризационно-охладительная установка для питьевого молока представлена на рисунке 3.

Из молокохранительного отделения  молоко подается в уравнительный  бак 1, который имеет поплавковый  регулятор уровня 2. при работе установки  постоянный уровень в уравнительном  баке поддерживается регулятором, что способствует стабильной работе центробежного насоса и предотвращает перелив молока из бака. Далее молоко центробежным насосом 3 нагнетается в первую секцию рекуперации I пластинчатого аппарата 5. Между центробежным насосом и пластинчатым аппаратом установлен ротаметрических регулятор 4, который обеспечивает постоянство производительности установки.