Содержание
Введение .................................................................................................................8
1 Общая часть .......................................................................................................12
1.1 Краткая характеристика сыров, как пищевого продукта ............................12
1.2 Классификация сыров ....................................................................................13
1.3 Основные компоненты, входящие в состав сыра .......................................15
1.3.1 Белки .............................................................................................................15
1.3.2 Липиды .........................................................................................................16
1.3.3 Молочный сахар ..........................................................................................17
1.3.4 Молочная кислота .......................................................................................17
1.3.5 Микроэлементы ...........................................................................................17
1.3.6 Витамины .....................................................................................................18
1.4 Пороки сыров .................................................................................................19
1.4.1 Пороки вкуса и запаха .................................................................................19
1.4.2 Пороки консистенции .................................................................................20
1.4.3 Пороки рисунка ...........................................................................................21
1.4.4 Пороки корки сыра ......................................................................................21
1.4.5 Пороки, вызываемые грызунами и насекомыми ......................................22
1.5 Теоретические основы производства сыра ..................................................23
1.5.1 Сычужное свертывание молока .................................................................23
1.5.2 Физико-химические и биохимические механизмы образования сгустка......................................................................................................25
1.5.3 Характеристика микроорганизмов, используемых в процессе созревания сыра ........................................................................................................................26
1.5.4 Бактериальные закваски и сычужные фермент ........................................29
1.5.4.1 Бактериальные закваски и препараты ...................................................29
1.5.4.2 Сычужный фермент ................................................................................31
1.5.5 Биохимические процессы, протекающие в производстве сыра ..............32
1.5.5.1 Молочнокислое брожение .......................................................................33
1.5.5.2 Пропионовокислое брожение .................................................................34
1.5.5.3 Маслянокислое брожение .......................................................................35
2 Технологическая часть ......................................................................................38
2.1 Характеристика готового продукта ..............................................................38
2.2 Рецептура сыра "Российского" ......................................................................38
2.3 Характеристика сырья ....................................................................................39
2.3.1.Молоко ..........................................................................................................39
2.3.2 Калий азотнокислый ..................................................................................39
2.3.3 Натрий азотнокислый .................................................................................39
2.3.4 Кальций хлористый технический ..............................................................39
2.3.5 Селитра калиевая техническая ...................................................................40
2.3.6 Соль ...............................................................................................................40
2.3.7 Ферментный препарат и бактериальная закваска ....................................40
2.3.8 Вода питьевая ...............................................................................................40
2.4 Технологический процесс производства сычужного сыра “Российского”……………………………………………………………………41
2.4.1 Приемка молока ..........................................................................................43
2.4.2 Подготовка молока к выработке сыра .......................................................44
2.4.2.1 Резервирование молока ...........................................................................44
2.4.2.2 Созревание молока ...................................................................................44
2.4.2.3 Тепловая обработка молока ....................................................................45
2.4.2.4 Нормализация молока .............................................................................45
2.4.3 Подготовка молока к свёртыванию ...........................................................45
2.4.3.1 Внесение в молоко хлористого кальция ................................................45
2.4.3.2 Внесение в молоко калия или натрия азотнокислого ...........................46
2.4.3.3 Применение бактериальных заквасок ....................................................46
2.4.3.4 Приготовление бактериальных заквасок ...............................................47
2.4.4 Свёртывание молока ...................................................................................48
2.4.5 Обработка сгустка .......................................................................................48
2.4.6 Дробление сгустка .......................................................................................49
2.4.7 Второе нагревание .......................................................................................50
2.4.8 Вымешивание и обсушка ............................................................................50
2.4.9 Формование сырной массы ........................................................................51
2.4.10.Прессование сырной массы ......................................................................52
2.4.11 Посолка сыра ..............................................................................................52
2.4.12 Созревание сыра ........................................................................................54
2.4.13 Хранение сыров .........................................................................................56
2.4.14 Сортировка сыра ........................................................................................57
2.4.15 Маркировка ...............................................................................................57
2.4.16 Упаковка сыра ............................................................................................58
2.4.17 Транспортирование сыра ..........................................................................58
2.4.18 Отходы ........................................................................................................59
2.5 Расчетная часть ...............................................................................................59
2.5.1 Расчет материального баланса производства ...........................................59
2.5.2 Тепловой баланс ..........................................................................................66
2.5.3 Подбор оборудования .................................................................................68
2.5.4 Расчет сыроизготовителя ............................................................................71
Заключение ............................................................................................................99
Список использованных источников ................................................................101
Введение
Молочным продуктам, учитывая их биологическую ценность, отводится первостепенная роль в организации правильного питания населения. Среди молочных продуктов сыр занимает особое место. Это концентрированный, легкоусвояемый белковый продукт, обладающий хорошими органолептическими свойствами. Пищевая ценность сыра обусловлена высокой концентрацией в нем белков, жиров, незаменимых аминокислот, солей кальция и фосфора, необходимых для нормального развития организма человека[1].
Имеются данные, позволяющие считать, что получение молока, а следовательно, и его простейшая переработка на сыр были известны человеку 6.5-5 тысячелетий до н.э. С тех пор, с каждым истекшим столетием сыры получали всё больше распространение, рассматривались как один из ценнейших продуктов питания и проникали во все новые районы и уголки земного шара.
До XIX в. Сыроделие почти целиком зависело от местных условий. Состав кормов и порода домашних животных обуславливали биохимический и микробиологический состав молочного сырья, а климатические условия и традиции в технологии определяли, какими будут сыры, изготавливаемые в конкретной местности. Так появились и сохранили свои отличительные признаки сыры: эмментальский, гауда, костромской, голландский, круглый, степной, рокфор, эдамский, латвийский, чеддер, пармезан, сулугуни. грузинский, ченах и др.
В XIX в. сыроделие стало терять локальный характер. Экспорт технологии вызвал прежде всего необходимость искусственного культивирования смеси молочнокислых микроорганизмов определённого состава, а также выбора молочного сырья с определёнными свойствами и составом.
В XX в. появилась возможность управлять процессами получения молока с заданными биохимическими и технологическими показателями, подбирать и консервировать специальные бактериальные закваски, осуществлять разнообразные физико-химические и биологические приёмы обработки сырья, а также промежуточных продуктов. В результате появилось большое количество новых разновидностей сыров. В настоящее время ассортимент сыров, насчитывающий около 600 наименований, продолжает увеличиваться.
Повседневное внимание потребителей к сыру можно объяснить его высокой биологической ценностью, широкой гаммой вкусовых оттенков и способностью длительного хранения. Помимо общеизвестных данных о высокой пищевой ценности сыров появились сведения о том, что образующиеся при созреваний сыра короткие цепочки из аминокислот имеют такую же биологическую активность, как витамины и гормоны [2].
Однако в последнее время перед заводами, использующими молоко в качестве основного сырья, встала очень серьёзная проблема, такая как нехватка молока. Это приводит к тому, что заводы должны сокращать свои производственные мощности за счет остановки отдельных линий. А, как известно, простой линии влечет за собой убытки. Эксплуатация заводов с множеством линий становится не рентабельной из-за нерационального использования производственных ресурсов. Отсюда можно сделать вывод, что предприятие с меньшим количеством линий будет более эффективным. Такое предприятие будет в полной мере использовать свои ресурсы.
Таким образом, целью данной работы явилось показать возможности производства сыра в условиях малого частного предприятия путем модернизации стадии образования сгустка за счет замены классической сыродельной ванны на сыроизготовитель.
Задачи:
- на практике, на базе ООО “Старицкий сыр” ознакомиться с технологией производства сыра “Российского”;
- усовершенствовать стадию образования сгустка;
- заменить классическую сыродельную ванну на сыроизготовитель;
- внести изменения в технологическую схему в связи с заменой оборудования;
- осуществить подбор основного и вспомогательного оборудования;
- выполнить чертеж основного аппарата – сыроизготовителя;
- произвести соответствующие технологические расчеты;
- составить материальный баланс;
- разработать бизнес-план производства сыра;
- проанализировать вредные и опасные факторы производства и разработать меры по их устранению и предупреждению.
1 Общая часть
1.1 Краткая характеристика сыров, как пищевого продукта
Сыр - высокобелковый, биологически полноценный пищевой продукт, получаемый в результате ферментативного свёртывания молока, выделения сырной массы с последующим ее концентрированием и созреванием.
Пищевая и биологическая ценность сыра обусловлена высоким содержанием в ним молочного белка и кальция, наличием необходимых человеческому организму незаменимых аминокислот, жирных и других органических кислот витаминов, минеральных солей и микроэлементов.
Сыры обладают высокой биологической ценностью, в первую очередь за счёт содержания в белках всех незаменимых аминокислот в достаточном количестве.
Белки сыра почти полностью усваиваются в желудочно-кишечном тракте человека (коэффициент переваривания их равен 95%), что объясняется значительным расщеплением казеина в процессе созревания продукта.
Большинство сыров содержит высокое количество молочного жира (более 20%), который существенно обогащает вкус продукта, так как обладает самой приятной среди других жиров вкусовой (сливочной) гаммой.
Кроме того, в процессе созревания под действием микробных липаз жир расщепляются с накоплением летучих жирных кислот (масляной, капроновой, каприловой), участвующих в формировании аромата сыров.
Следует отметить, что липиды сыра (триглицериды, фосфолипиды и др.) присутствуют в продукте в эмульгированном виде, что повышает их перевариваемость в человеческом организме.
Сыры чрезвычайно богаты солями кальция, количество которого составляет 600-1100 мг в 100г продукта. Особенно полезен сыр детям, нуждающимся в этом минеральном элементе.
Содержание в сыре жирорастворимых витаминов А и Е связано с количеством в продукте жира, а содержание водорастворимых- с активностью биосинтеза заквасочных микроорганизмов. Готовый сыр содержит повышенное (по сравнению с молоком) количество рибофлавина, фолиевой кислоты, витамина В6 и В12 .
Энергетическая ценность сыров довольно высокая за счёт значительного содержания жира и белков и составляет 200-400 кКал (840-1680кДж) на 100г продукта.
Необходимо отметить высокое вкусовое достоинство сыра, однако на его органолептические показатели в большей степени влияют свойства используемого молока. Так, сыры из овечьего молока обладают более острым вкусом и специфическим запахом по сравнению с сырами из коровьего молока.
Типичный сырный вкус и аромат сыров обуславливается комплексом различных ароматических веществ (жирных кислот, карбонильных соединений, аминов и др.), образующихся в результате биохимических превращений компонентов сырной массы в процессе созревания. Все эти химические соединения в разной степени участвуют в создании аромата сыров: одни играют более важную роль, другие - менее важную, представляя собой только сырный фон.
Консистенция сыров, вследствие повышенной влагоудерживающей способности сырной массы, достаточно плотная и пластичная.
Сыры отмечаются стабильностью качества, т. е. способны сравнительно долго сохранять свои высокие органолептические свойства (вкус, аромат, консистенцию).
Как известно, сыры по величине активности воды (аw) относятся к продуктам с промежуточной влажностью (аw) сыров составляет 0,82-0,96, что объясняет их способность сопротивляться воздействию нежелательных микроорганизмов, химическим процессам окисления липидов и другим видам порчи. Так, минимальное значение аw, необходимое для роста большинства микроорганизмов (Pseudomonas, Escherichia, Proteus и др.), равно 0,95-0,98 ( за исключением стафилококков - 0,86).
Сыр можно употреблять как в качестве закусок, так и на десерт. Особенно хорошо он сочетается с вином [2].
1.2 Классификация сыров
Качество сыра зависит в первую очередь от качества молока, из которого его вырабатывают. Вид же сыра формируется исключительно под влиянием ферментных систем микроорганизмов, молочнокислых, пропионовокислых и щелочеобразующих бактерий сырной слизи и микроскопических грибов.
В целях систематизации многообразия сыров А.Н. Королев впервые в нашей стране предложил технологическую классификацию сыров.
Она безупречна при выработке сыров из сырого молока. При переходе на производство их из пастеризованного молока технологические параметры в значительной степени теряют свое значение. В этом случае основное значение приобретают бактериальные закваски. Вид сыра формируется под влиянием ферментных систем микроорганизмов и что каждый сыр имеет свою характерную аминограмму.
В международном стандарте принята следующая классификация. Каждый сыр имеет три показателя. Первый- содержание воды в обезжиренном сыре. По этому показателю сыры подразделяются на очень твердые (содержание воды в обезжиренном сыре менее 51%), твердые (49-56%), полутвердые (54-63%), полумягкие (61-69%), мягкие сыры( более67%). По второму показателю- содержание жира в сухом веществе сыры делятся на высокожирные (более 60%), полножирные(45-60%), полужирные(25-45%), низкожирные(10-25%) и обезжиренные (менее 10%). Третьим показателем является характер созревания, по которому различают: 1) созревающие: а) преобладающе с поверхности;
б) преобладающе изнутри;
2) созревающие с плесенью :
а) преимущественно на поверхности;
б) преимущественно внутри;
3) без созревания, или несозревающие.
В общем виде схему классификации молочных сыров можно представить следующим образом.
I класс-Сычужные сыры
1-й подкласс( твердые сыры)
сыры с высокотемпературной обработкой сырной массы
прессуемые сыры
самопрессыющиеся сыры с чеддеризацией и плавлением сырной массы
сыры с низкотемпературной обработкой сырной массы
прессуемые сыры
прессуемые сыры с полной или частичной чеддеризациейй сырной массы до формования
самопрессующиеся сыры с копчением сырной массы
бескорковые сыры
самопрессующиеся сыры, созревающие в рассольной среде
сыры с чеддеризацией сырной массы до формования
самопрессующиеся сыры, потребляемые в свежем виде
2-й подкласс (полутвердые) самопрессующиеся сыры
3-й подкласс (мягкие сыры)
сыры, созревающие под влиянием молочнокислых и щелочеобразующих бактерий сырной слизи
сыры, созревающие под влиянием молочнокислых, щелочеобразующих бактерий сырной слизи и микроскопических грибов
сыры, созревающие под влиянием молочнокислых бактерий и микроскопических грибов (плесеней)
II класс- Кисломолочные сыры
1-й подкласс- свежие сыры
2-й подкласс- выдержанные сыры
III класс- Переработанные сыры
Плавленые
Бурдючные, горшечные, в полимерной пленке
1.3 Основные компоненты, входящие в состав сыра
1.3.1 Белки
Белки являются необходимым и наиболее ценным компонентом любого сыра. В сырах, в зависимости от количества сухих веществ и технологии, содержится от 11 до 33% белка.
В твёрдых сырах для формирования типичной консистенции должно быть не менее 24% белков. В большинстве сычужных сыров их больше, чем в мясе (20%). Они обладают более высокой биологической ценностью, чем растительные белки, а благодаря большому содержанию лизина повышают биологическую ценность хлеба и мучных изделий, дефицитных по лизину. Ежедневное потребление 0.5л молока и 50г твёрдого сыра покрывают потребность организма в незаменимых аминокислотах. Молочные белки особенно нужны при воспалении слизистой поверхности и язве желудка, заболеваниях печени, желчного пузыря. Они содержат большое количество фосфолипидов, которое требуется для роста поэтому незаменимы в питании детей и подростков.
Белки сыра представляют собой результат расщепления казеина, значительная часть которого (от 20 до 30% в зависимости от вида сыра) претерпевает определённые изменения в процессе созревания сыра. Казеин становится растворимым, превращается в олигопептиды и аминокислоты под действием целого ряда ферментов, состав которых изменяется в зависимости от микрофлоры, придавая готовому продукту окончательную консистенцию и вкус.
В сычужные сыры переходит около 95% казеина, или 74-80% белков молока. Сывороточные белки в сычужных сырах составляет 2-3% общего содержания белка, в молоке - около 20% [3].
1.3.2 Липиды
Жиры, в отличие от казеина, не являются необходимым компонентом сыров: их вырабатывают как из цельного, так и из обезжиренного или частично обезжиренного молока. Однако сыры с низким содержанием жира имеют грубую консистенцию и слабовыраженный сырный вкус и аромат. Хорошо выраженный вкус и аромат чеддера, например, формируется при наличии не менее 40% жира в сухом веществе. Имеется тесная связь между содержанием в зрелых сырах свободных жирных кислот - продуктов липолиза, происходящего во время созревания под действием микробных энзимов, его вкусом и ароматом.
В сычужных сырах жиры составляют 18-30% общей массы. Сычужные сыры с содержанием жира в сухом веществе не более 30% называют полужирным. Ещё более низкое содержание жира в свежих сырах, не подвергающихся созреванию, что обусловлено высокой их влажностью. Увеличение влажности свежих сыров обеспечивает достаточно нежную их консистенцию при относительно невысоком содержании жира и незначительном расщеплении белков. Сыры из обезжиренного молока чаще всего используют для кулинарных целей и как сырьё для плавления.
Жиры обусловливают высокую энергетическую ценность полножирных сыров. Коэффициент перевариваемости жиров в различных сырах равняется 88-94%.
Содержание насыщенных жирных кислот в сырах составляет 46,9-64,8% от их общего содержания, что намного выше рекомендуемых медициной нормативов в рационе питания.
Снижение содержания жира в сырах допускается только при максимальном сохранении органолептических свойств, иначе снизится конкурентоспособность сыров. Снижение содержания жира в твёрдых сырах делает вкус менее выраженным, а консистенцию - излишне твёрдой или грубой. Для повышения качества низкожирных сыров используют несколько путей: модифицируют технологию, применяют нетрадиционные виды и штаммы бактерий, ускоряющих протеолиз, протеолитические или липолитические энзимы, добавляют в молоко имитаторы или заменители молочного жира [3].
1.3.3 Молочный сахар
Молочный сахар играет важную роль в сыроделии. Однако при оценке сыропригодности молока не приводятся данные о его содержании. Это обусловлено тем, что колличество молочного сахара в молоке намного превышает потребность в нем для выработки любого вида сыра. Под действием ферментов молочнокислых бактерии в сырах он подвергается молочнокислому, пропионовокислому, а в некоторых случаях маслянокислому брожению [1].
1.3.4 Молочная кислота
В сырах, в зависимости от вида, содержится от 0,2 (Камамбер) до 1.5% (Российский, чеддер) молочной кислоты в виде L1(+)- и Д(-)- изомеров. Доля Д(-) вирируется от 4-14% (свежие сыры) до 10-50% (созревшие сыры). Содержание Д(-)- изомера в пище может оказать отрицательное влияние на здоровье детей до одного года, для других возрастов ограничений по содержанию этого изомера молочной кислоты в пище нет [3].
1.3.5 Микроэлементы
Содержание микроэлементов в молоке сравнительно мало изучено. Между тем многие из них (кобальт, медь, марганец, железо, цинк, йод, молибден и никель), обладая высокой биологической активностью, имеют большое значение почти для всех процессов производства сыров. Содержание различных микроэлементов в молоке не постоянно и в значительной степени зависит от таких факторов, как минеральный состав почвы, воды, кормов, климата, породы животных, время, обменных процессов в организме животных и т.д. Наибольшие колебания наблюдаются в содержании железа, меди, цинка, магния, кобальта.
Микроэлементы играют большую роль для жизнедеятельности микроорганизмов, участвующих в процессе производства сыра. Среди них в первую очередь следует отметить медь, марганец, молибден, кобальт, цинк, железо, йод. Они участвуют в ферментативных реакциях, протекающих в клетках бактерий. Чем больше образуется микробной массы, тем больше микроэлементов требуется для ее создания. Установлено, что кобальт и цинк влияют на увеличение энергии кислотообразования в заквасках даже при удалении из молока железа.
Для развития микроорганизмов и стимулирования их жизнедеятельности необходимо использовать не отдельные микроэлементы, а их смеси.
Исследование микроэлементного состава молока коров разных сыродельческих районов показало, что оно различно по содержанию микроэлементов.
Для улучшения технологических свойств молока, бактериальных заквасок, сгустка, повышения качества сыров необходимо обогащать перерабатываемое молоко микроэлементами[1].
1.3.6 Витамины
Витамины, как и белки, являются незаменимыми веществами в питании.
Содержание в сыре жирорастворимых витаминов, главным образом А и Д, а также витамина Е1 непосредственным образом связано с содержанием в продукте липидов, которое может колебаться в пределах от 0 (в некоторых свежих сырах) до 70%, в продуктах, обогащенных сливками). Что касается содержания в сыре водорастворимых витаминов, то в зависимости от вида сыра оно может быть весьма различным. Дело в том, что в этом случае действует два противоположных фактора: потери, происходящие при выделении сыворотки, и обогащение в процессе созревания. Так, витамины группы В значительной степени уносятся с сывороткой (в сгустке остаётся не более 25% этих витаминов), а витамин С удаляется полностью.
Своеобразной компенсацией этой потери служит синтез бактериальной и грибной микрофлорами сыра нескольких витаминов группы В: в готовом сыре отмечается повышенное содержание рибофлавина, пантотеновой кислоты, витамина В6 и фолиевой кислоты; в некоторых случаях речь идёт также о витаминах В1 и В12. И напротив, иногда отмечается снижение содержания некоторых витаминов, например, фолиевая кислота потребляется в пищу бактериями на завершающем этапе созревания сыра [3].
1.4 Пороки сыров
1.4.1 Пороки вкуса и запаха
Кислый вкус присущ молодым несозревшим сырам и появляется вследствии низкой температуры в сырохранилище или недостаточной их выдержки. Невыраженные или слабовыраженные вкус и запах сыры приобретают при чрезмерно сухой обработке и выдержке в помещениях с недостаточной влажностью, а также при излишнем разбавлении сыворотки водой. В последнем случае уменьшается количество молочного сахара, а вместе с ним и молочной кислоты, необходимой для образования в процессе дальнейшего брожения ряда веществ (жирных летучих кислот, эфиров), придающих острый вкус сыру. Во многих случаях эти пороки исчезают до конца созревания сыра.
В начальной стадии созревания сыров под влиянием ферментов образуются первичные продукты распада белка (альбулозы и пептоны), которые придают молодому сыру горький вкус. Этот порок наблюдается при сильном заражении молока маммококками, образующими фермент, близкий сычужному. В этом случае молоко необходимо пастеризовать, чтобы убить микроорганизмы. Наконец горечь может быть вызвана поваренной солью с большим содержанием магнезиальных солей.
У мягких сыров, а также у сыров типа латвийского слабый запах аммиака допустим; его вызывают щелочнообразующие бактерии сырной слизи в процессе созревания сыра. Пороком считается резко выраженный запах аммиака. Твердые сыры не должны иметь такого запаха. Однако при повышенной кислотности и температуре, на поверхности твердых сыров появляется слизь, которая выделяет так много аммиака, что он заглушает запах других летучих веществ. Борьба с этим пороком – строгое соблюдение технологии выработки сыров и соответствующее санитарно-гигиеническое состояние подвалов.
Салистый вкус появляется при маслянокислом брожении сыра, а также в результате действия света и воздуха на жир бескорковых сыров, особенно мягких. Единственная мера борьбы с этим пороком - понижение температуры подвала, в котором происходит созревание сыра.
Прогорклый вкус встречается большей частью у мягких сыров, созревающих при участии микроскопических грибов и микроорганизмов сырной слизи, и появляется при расщеплении жира под действием этой микрофлоры. Чтобы предохранить сыр от этого порока, необходимо заблаговременно направить его на плавление или же снизить температуру в подвале до 4-6 С
Резкие запахи кормов переходят в молоко, а из него и в сыр. К таким кормам относят: лук, чеснок, полынь и д.р. Привкус могут придать также испорченные силос и картофель, низкокачественные барда и жом. Борьба с этими пороками заключается в уничтожении сорняков на лугах и пастбищах, в заготовке высококачественных кормов и надлежащем их хранении.
Затхлые вкус и запах появляются в твердых сырах при заражении их поверхности аэробной микрофлорой, в частности слизью. Вследствие высокой протеолитической активности микрофлоры слизи образуется большое количество аммиака, который, проникая в сыр, придает затхлый вкус и запах продукту. Этот порок возникает также вследствие развития газообразующей микрофлоры. Затхлые вкус и запах появляются при плохом уходе за сыром, повышенной влажности воздуха, высоком содержании влаги в сыре, при пересоле, который способствует развитию слизи[1].
1.4.2 Пороки консистенции
Чрезмерная зрелость молока и сильное обезвоживание сырной массы вызывают крошливость теста. Сыры из такого молока плохо созревают и бывают низкого качества. Избежать возникновения этого порока можно, применяя молоко хорошего качества.
Самокол ( колющееся тесто ). Основная причина такого порока- слабая связанность сырного теста. Самокол наблюдается на второй стадии созревания и преимущественно в швейцарском и советском сырах. В возникновении этого порока играет роль чрезмерная кислотность молока, неправильная обработка сырной массы, а также резкие колебания температуры при переносе сыров из теплой камеры в холодную.
Основным мероприятием в борьбе с самоколом является тщательная сортировка молока по кислотности и быстрая переработка его. Можно в какой-то мере уменьшить самокол, если при втором нагревании добавить к молоку 10-20% воды.
Свищ встречается преимущественно в голландском сыре( круглом) и имеет вид трещин, образующихся внутри головки. Свищ является следствием как сильного газообразования, так и неправильной обработки сырной массы. При этом наблюдается слабая связность массы из-за чрезмерной кислотности молока; добавление воды перед вторым нагреванием, сопровождающееся уменьшением концентрации молочной кислоты, несколько увеличивает связность массы. Однако самым эффективным средством в борьбе со свищом является высокое качество молока и правильная переработка его.
Причиной мажущегося теста может быть содержание сыворотки в сырной массе и высокая температура в подвале, где протекало созревание. У многих мягких сыров мажущееся тесто не является пороком.
Твердая, ремнистая консистенция образуется при чрезмерно вязком тесте. Причины порока : недостаток молочной кислоты, образование прочной стромы, а также чрезмерное обезвоживание сырной массы. Этот порок встречается преимущественно у неполножирных сыров[1].
1.4.3 Пороки рисунка
Сетчатый рисунок появляется в свежем сыре в начале созревания, если происходит сильное газообразование в результате обсеменения молока бактериями группы кишечной палочки. Газ ( смесь углекислоты и водорода) быстро насыщает тесто и, выделяясь, образует частый и мелкий рисунок. В дальнейшем глазки не увеличиваются, так как жизнедеятельность бактерий группы кишечной палочки быстро прекращается благодаря увеличению кислотности сырной массы.
Губчатый рисунок появляется в сыре 1,5-2 месячного возраста в результате маслянокислого брожения. Порок встречается преимущественно в крупных сырах, и, как правило, ему предшествует сетчатый рисунок. Сыр с губчатым рисунком часто бывает недосоленным, со сладковатым салистым вкусом. Если сыр с губчатым рисунком долго остается в подвале, то он может осесть, и тогда образуются щели.
Пустотный рисунок встречается большей частью в сырах, формуемых наливом и насыпью, как следствие неплотного расположения зерен. В других сырах порок появляется при нарушении целостности собираемого пласта или при добавлении к сформированной массе обсушенных сырных зерен. Во время газообразования пустоты, имеющиеся в сырной массе, несколько расширяются, вбирая выделившиеся газы, и образуют пустотный рисунок. Пустоты могут распредельятся в сырной массе равномерно и группами. В последнем случае общие полости с неправильными очертаниями превращаются в рваные глазки. У самопрессующихся сыров пустотный рисунок не является пороком[1].
1.4.4 Пороки корки сыра
Толстая корка встречается у твердых сыров созревающих при низкой температуре.
Она образуется также при недостаточном количестве молочной кислоты и соли в сырной массе, слишком частой мойке сыров в теплой воде и выдержке их после мойки в относительно сухом помещении ( влажность ниже 80-85%). Толстая корка хорошо защищает сыр от внешних влияний, но нежелательна, так как уменьшает съедобную часть сыра.
Слабая слизистая корка встречается у сыров с повышенным содержанием молочной кислоты или соли либо того и другого вместе.
Образуется она при неправильной обработке сырной массы в ванне или при слишком развитом молочнокислом процессе и пересоле.
Трещины на корке образуются при недостаточно вязком тесте, особенно при переработке кислого молока. При большом количестве мелких трещин порок носит название « географическая карта». Трещины появляются и при сильном вспучивании сыра, когда его обьем увеличивается настолько, что приводит к разрыву корки.
В крупных сырах трещины образуются часто при маслянокислом брожении. Они могут быть также следствием неправильного ухода за коркой.
Рак корки вызывается гнилостными бактериями, развивающимися на поверхности сыра при чрезмерной нейтрализации молочной кислоты продуктами жизнедеятельности щелочеобразующих бактерий сырной слизи в результате неправильного и небрежного ухода за коркой. Сначала на корке появляются пятна-подпарины, которые в дальнейшем разрастаются и сливаются в большие язвы. В этих местах корка становится рыхлой и дурно пахнет. Поврежденные места на сыре надо соскоблить и протереть солью. Однако такой сыр хранить нельзя, необходимо его немедленно реализовать либо переработать в плавленый.
Подкорковая плесень встречается в сырах, имеющих на корке трещины. А.Н. Королев, изучавший этот порок, выяснил, что он появляется при наличии в сыре полостей, сообщающихся с наружным воздухом. Такие полости образуются при прессовании очень сухого упругого зерна, особенно в холодном помещении [1].
1.4.5 Пороки, вызываемые грызунами и насекомыми
Из грызунов особенно сильно повреждают сыр мыши и крысы. Против грызунов следует вести борьбу дератизацией.
Из насекомых поражают сыр клещи (акары) и личинки мух. Для предупреждения возникновения этих пороков необходимо улучшить санитарно-гигиенические условия в сырных подвалах и часто производить дезинфекцию помещений[1].
1.5 Теоретические основы производства сыра
1.5.1 Сычужное свертывание молока
Наиболее важный процесс при изготовлении сыра – свертывание молока сычужным ферментом. От скорости образования, структурно-механических и синеретических свойств сычужного сгустка зависят консистенция, внешний вид и другие показатели сыра.
Сычужное свертывание молока проходит две стадии: ферментативную и коагуляционную. На первой стадии под действием сычужного фермента происходит разрыв чувствительной к нему пептидной связи фенилаланин-метионин (Фен - Мет) в полипептидной цепи c-казеина. В результате этого c-казеин распадается на нерастворимый (чувствительный к ионам кальция) пара-c-казеин и растворимый гликомакропептид. Ферментативную стадию схематично можно представить следующим образом:
Рисунок 1 – Действие сычужного фермента на казеин
Гликомакропептиды c-казеина имеют высокий отрицательный заряд и обладает сильными гидрофильными свойствами. При их отщеплении от c-казеина снижается электрический заряд на поверхности казеиновых мицелл (с постепенным приближением к изоэлектрическому состоянию), частично теряется гидратная оболочка, в результате чего снижается устойчивость казеиновых мицелл и они коагулируют, т.е наступает вторая стадия коагуляции.
а – коагуляция мицелл под действием сил гидрофобного взаимодействия, б – коагуляция мицелл за счет кальциевых мостиков; 1 – нативные казеиновые мицеллы; 2 – параказеиновые мицеллы, потерявшие защитные гликомакропептиды-c-казеина
Рисунок 2 – Схема процесса сычужного свертывания молока
Механизм второй стадии сычужного свертывания окончательно не установлен. Известно, что клагуляция белков наступает лишь после расщепления 80-90% c-казеина, находящегося на поверхности мицелл. Далее дестабилизированные казеиновые (точнее, параказеиновые) частицы сначала образуют агрегаты и цепочки. При достижении “критических” размеров цепочки соединяются между собой продольными и поперечными связями и образуют сплошную пространственную сетку, в петлях (ячейках) которой заключена дисперсионная среда.
Однако характер связей, возникающих при агрегировании дестабилизированных мицелл, до конца не выяснен. По мнению ученых, это могут быть силы гидрофобного взаимодействия неполярных групп пара-c-казеина (а также a- и b-казеина) или кальциевые мостики, образующиеся в результате присоединения ионов кальция к серинфосфатным группам a- и b-казеина двух или более сблизившихся параказеиновых мицелл.
На процесс сычужного свертывания и качество образующихся сгустков влияют состав и свойства молока, режим пастеризации, активность и состав бактериальной закваски и сычужного фермента, температура свертывания, доза хлорида кальция и т.д.
В образовании сычужного сгустка кроме казеина, по-видимому, участвуют денатурированные сывороточные белки и жировые шарики. Являясь более крупными частицами, они выступают центрами коагуляции казеина, вокруг которых начинает формироваться пространственная сетка. Поэтому добавление к молоку сывороточных белков ускоряет сычужное свертывание белков молока. Однако сывороточные белки замедляют синерезис сгустка, поэтому необходимо применять меры, усиливающие обсушку сырного зерна.
Агрегация казеиновых мицелл и формирование пространственной белковой сетки происходят за счет различных связей, причем большую роль в упрочнении всей системы выполняют ионы кальция, образующие кальциевые мостики. При пониженном содержании кальция молоко свертывается медленно, и получается дряблый, трудно поддающийся Дальнейшей обработке сгусток (или он вовсе не образуется). Оптимальным содержанием кальция в молоке считается 125—130 мг% [4].
1.5.2 Физико-химические и биохимические механизмы образования сгустка
Сырная масса перед созреванием должна содержать оптимальное количество влаги, иметь определенные рН и структурно-механические свойства (связность, твердость и т. д.). Эти показатели зависят от интенсивности прохождения физико-химических и биохимических процессов во время обработки сгустка, формования, прессования, посолки сыра.
Важной операцией при изготовлении сыра является обработка сгустка. Цель ее состоит в том, чтобы удалить из сгустка избыток сыворотки и оставить такое ее количество, которое необходимо для дальнейшего течения биохимических процессов и получения сыра определенного типа и качества. Изменяя содержание сыворотки в сырном зерне, регулируют микробиологические процессы при созревании сыра. Чем больше удаляется сыворотки и с ней молочного сахара, тем медленнее протекают эти процессы, и наоборот. Каждый вид сыра должен содержать оптимальное количество сыворотки в сырной массе. При выработке твердых сыров объем удаляемой сыворотки должен быть больше, чем при производстве мягких сыров.
На скорость и степень выделения сыворотки влияют следующие факторы: состав молока, пастеризация, кислотность и др.
Состав молока, а именно количество в молоке жира и растворимых солей кальция, по-разному влияет на содержание влаги в сырной массе. Мелкие жировые шарики не препятствуют выделению из сгустка сыворотки, легко выходят из него и представляют собой основную массу потерь жира при производстве сыра. Крупные жировые шарики могут закупоривать капилляры и задерживать отделение сыворотки. Следовательно, чем жирнее молоко, тем хуже его сгусток выделяет влагу. Растворимые соли кальция (до определенного предела) способствуют получению плотного сгустка и быстрому выделению из него сыворотки. При недостатке в молоке солей кальция, как правило, образуется дряблый сгусток, из которого плохо удаляется влага.
Пастеризация молока изменяет Физико-химические свойства белков и солей (денатурируют сывороточные белки, повышается гидрофильность казеина и т.д.). Поэтому сгусток, полученный из пастеризованного молока, при прочих равных условиях обезвоживается медленнее, чем сгусток из сырого молока.
Кислотность молока и сырной массы является решающим фактором, влияющим на выделение сыворотки из сырной массы. Молочнокислый процесс, начавшийся в исходном молоке, активно продолжается во время свертывания и обработки сырной массы. При этом количество молочнокислых бактерий в сырном зерне значительно выше, чем в сыворотке. Накопившаяся в сырном зерне молочная кислота снижает электрический заряд белков и тем самым уменьшает их гидрофильные свойства. Белки легко отдают влагу (дегидратируют) и сгусток интенсивно обезвоживается, поэтому сгусток, полученный из зрелого молока, легче отдает сыворотку, чем сгусток из свежего молока. Однако молоко с излишне высокой кислотностью образует сгусток, быстро выделяющий сыворотку, что приводит к сильному обезвоживанию сырной массы. Следовательно, для получения сырной массы нормальной влажности необходимо иметь молоко оптимальной зрелости (кислотности). Для выработки мягких сыров кислотность перерабатываемого молока должна быть выше, чем для твердых.
Удаление сыворотки из сгустка регулируют специальными приемами. К ним относится измерение температуры сырной массы и кислотности сыворотки, а также механические воздействия (разрезка сгустка, вымешивание сырного зерна). Для каждого вида сыра установлены определенный размер сырных зерен, температура второго нагревания, интенсивность и продолжительность вымешивания[4].
1.5.3 Характеристика микроорганизмов, используемых в процессе созревания сыра
В производстве сыра молочнокислой микрофлоре принадлежит первостепенное значение. Она сбраживает лактозу в молочную кислоту, создает условия для дальнейшего ферментативного преобразования сырной массы.
Главными возбудителями молочнокислого брожения в молоке и сыре являются молочнокислые бактерии, культуры которых в условиях пастеризации молока стали основными факторами производства сыра.
Культуры подбирают с учетом создания многоштаммовой закваски, при этом принимают во внимание высокую энергию кислотообразования, устойчивость культуры к фагам и их симбиотические взаимоотношения.
Энергии кислотообразования придают большое значение, т.к. образующаяся молочная кислота подавляет жизнедеятельность посторонней микрофлоры и тем самым содействует получению высококачественного продукта [5].
Формирование каждого вида сыра обусловливается, по существу, качественным и количественным составом микрофлоры. Ферментные системы микроорганизмов, внесенных с бактериальными заквасками, составляющими микрофлору сыра, вызывают очень сложные биохимические процессы, вследствие чего он созревает, приобретая при этом характерные органолептические свойства, присущие данному виду сыра. Технологические приемы, применяемые при производстве сыров (разная степень зрелости молока, температура свертывания и второго нагревания, размеры сырного зерна, степень обезвоживания сырной массы и пр.), сводятся в конечном итоге к созданию оптимальных условий для определенных групп микроорганизмов.
С целью получения сыров высокого качества, особенно в случаях недостаточной степени зрелости, в сырое молоко часто вносят некоторое количество желательных видов молочнокислых бактерий. Особенно это практикуется при производстве швейцарского сыра из сырого молока. Обычно при этом вносят чистые культуры молочнокислых палочек — 0,1-0,2% и в очень небольшом количестве - пропионовокислых бактерий (1 мл на 1т молока).
При использовании пастеризованного молока единственным источником микрофлоры, участвующей в созревании сыра, является закваска, приготовленная на чистых культурах молочнокислых бактерий. Остаточная микрофлора при тщательной пастеризации не может иметь существенного значения в этом процессе. Поэтому выбор культур и составление заквасок является ответственейшим моментом в технологии и формировании желательного вида сыра.
До настоящего времени при составлении заквасок принимались во внимание, помимо вида бактерий, энергия кислото- и ароматообразования, а в последнее время учитывают и протеолитическую способность штаммов молочнокислых бактерий. Составляют многоштаммовые закваски двух видов — для мелких и крупных сыров.
В настоящее время закваски составляют пока по старому способу, т. е. принимают во внимание видовую принадлежность молочнокислых бактерий.
В сыроделии в качестве бактериальной закваски используют чистые культуры стрептококков и палочек. Из стрептококков применяют Str. lactis, Str. kremorps, Str.diacetilactis и Leuconostocacetonicus.
Первые две культуры — кислотообразователи, а последние из перечисленных выше, кроме того, сбраживают лимонную кислоту, при этом образуются ароматическое вещество диацетил и газы.
Для крупных сыров (швейцарского и советского) применяют обычно две закваски, первую составляют из стрептококков, а вторую — из молочнокислых палочек хельветикум и термофильных стрептококков. Помимо этого, часто: прибавляют также пропионовокислые бактерии.
В закваски вносят несколько штаммов одного и того же вида бактерий, чтобы в зависимости от биологических свойств молока развивались те микроорганизмы, которые более приспособлены к данным условиям [6].
Микрофлора молока должна содержать четыре основных группы мокроорганизмов: молочнокислые палочки, молочнокислые стрептококки, микрококки и немолочнокислые палочки.
Первая группа принадлежит к стрептобактериям, факультативным анаэробам. Все они выдерживают нагревание в течение 30мин при 60 °С и даже при 65 °С. Ни один из штаммов не растет при температуре 10-12 °С. Оптимальная температура роста 45-50 °С. В этих условиях они свертывают молоко через 13-14ч и через 24ч образуют 1,39-1,49% молочной кислоты (155-166 °Т). Все культуры дают плотный сгусток, без газообразования и пептонизации. Штаммы этих культур хорошо сбраживают глюкозу, галактозу, лактозу, сахарозу, мальтозу, левулезу, декстрин и не сбраживают маннит, арабинозу и сорбит.
Молочнокислые стрептококки представляют собой кокки и диплококки с выраженными свойствами термофильных факультативных анаэробов. Они выдерживают нагревание в течение 60-90мин при 60 и даже 65С. Не растут при температуре 10-12С. Сбраживают глюкозу, галактозу, лактозу, сахарозу, мальтозу, рафинози и декстрины; не сбраживают манит, арабинозу, сорбит, глицерин и крахмал. Не имеют катализной системы, не восстанавливают нитратов, не образуют ацетона и сероводорода. Не обладают способностью образовывать газ и пептонизировать молоко.
Микрококки представляют собой организмы со сравнительно малыми аэробными признаками. Эта группа бактерий менее термоустойчива по сравнению с двумя предыдущими, но она хорошо развивается при температуре 10-12С. Отдельные штаммы силно отличаются по сбраживанию углеводов, причем некоторые из сахаров потребляются культурами с образованием кислот, другие же используются без изменения реакции среды. Свертывание молока наступает через 72-96 ч, а некоторые штаммы совсем не обладают этой способностью[5].
1.5.4 Бактериальные закваски и сычужные фермент
1.5.4.1 Бактериальные закваски и препараты
В молоко перед свертыванием вносят производственные закваски или активированные бактериальные препараты с целью восполнения полезной микрофлоры, уничтоженной при пастеризации молока и формирования видовых особенностей сыров.
Бактериальные закваски (БЗ) и бактериальные препараты (БП) для производства сыров различаются качественным и количественным составом микрофлоры, ее состоянием, количеством жизнеспособных клеток, формой выпуска, фасовкой, а отсюда - назначением и способами применения.
В зависимости от формы выпуска и содержания микроорганизмов различают: сухие и жидкие БЗ, представляющие собой чистые культуры молочнокислых бактерий в молоке, содержащие в 1г (см3) не более 10 млрд. жизнеспособных клеток; сухие и жидкие БК, содержащие в 1г (см3) не менее 100 млрд. жизнеспособных клеток.
По составу микрофлоры различают закваски и препараты молочнокислых бактерий, пропионовокислых бактерий и сырной слизи.
По количеству видов и штаммов микроорганизмов, включаемых в состав микрофлоры заквасок и препаратов, различают моновидные, поливидные и смешанные БЗ и БК. Моновидные – состоящие из одного вида микроорганизмов – одно- или многоштаммовые закваски и концентраты (например, БК мезафильных молочнокислых палочек вида L. plantarum). Поливидные (многовидные) – состоящие из нескольких видов одного рода или семейства микроорганизмов. Смешанные закваски и концентраты состоят из микроорганизмов различных видов, родов и семейств.
Необходимым элементом производства сыров являются молочнокислые бактерии, вносимые в молоко для выработки сыра в виде специально подобранных и подготовленных комбинаций.
Молочнокислые бактерии выполняют следующие функции:
· преобразуют основные компоненты молока (лактозу, белки, жир) в соединения, обуславливающие вкусовые и ароматические свойства сыра и его консистенцию, питательную и биологическую ценность, в том числе сбраживают молочный сахар и цитраты, с образованием молочной кислоты, углекислотного газа и некоторых других продуктов (диацетила, ацетоина, уксусной кислоты);
· активизируют действие молокосвертывающих ферментов и стимулируют синенрезис сычужного сгустка
· принимают участие в формировании рисунка и его консистенции;
· подавляют развитие технически вредных и патогенных микроорганизмов, снижающих качество сыра, и вызывающих порчу сыра (масленнокислые бактерии) или вызывающих пищевые отравления (стафилококки, сальмонеллы) за счет сбраживания углеводов, повышения активной кислотности и снижение окислительно-восстановительного потенциала сыра, а также продуцирования специфических ингибирующих веществ.
Молочнокислые бактерии, включаемые в состав микрофлоры БЗ и БП, по таксонометрическим и функциональным признакам можно разделить на следующие группы:
· мезофильные гомоферментативные (сбраживающие лактозу преимущественно до молочной кислоты) молочнокислые стрептококки рода Streptococcus, видов S.lactis и S.cremoris и молочнокислые палочки рода Lactobacillus, видов L.plantayum и L.casei;
· мезофильные гомоферментативные молочнокислые стрептококки вида S.lactis, разновидности S.lactissubsp. Diacetilactis и S.lactissubsp. Acetoinicus, сбраживающие цитраты в присутствии углеродов с образованием углекислого газа, уксусной кислоты, ацетоина, диацетила;
· мезофильный гомоферментативные ( сбраживающие лактозу с образованием молочной кислоты, уксусной кислоты, этилового спирта и углекислого газа) молочные бактерии группы Leuconostos видов Len. Lactis, Len.cremoris и Len.dextranicum;
· термофильные гомоферментативные молочнокислые стрептококки вида S.thermophilus и молочнокислые палочки видов L.lactis, L.helyeticus, L. Bulgaris и L.acidophilus.
При выработке сыров с высокой температурой второго нагревания используют БЗ и БК термофильных молочнокислых бактерии. Для обогащения микрофлоры сыров с высокой температурой второго нагревания используют БЗ и БК мезофильных молочнокислых бактерии.
При производстве сыров с высокой температурой второго нагревания из пастеризованного молока, наряду с молочнокислыми бактериями обязательным компонентом заквасочной микрофлоры являются пропионовокислых бактерии культур микроорганизмов вида Propionibacteriumfreudenreichiisubsp.freudenreichii, Propionibacteriumfreudenreichiigclobosum.
При выработке сыров производственные бактериальные закваски или активизированные БП обычно вносят в молоко перед свертыванием.
Доза вносимой закваски составляет 0,5-2,5 % от количества перерабатываемого молока. Конкретная доза закваски зависит от вида сыра, скорости нарастания кислотности сыворотки и темпа обсушки зерна, зрелости и физико-химических свойств молока.
Перед внесением закваски в молоко ее необходимо тщательно размешать во избежание попадания в молоко комочков сгустка, в местах нахождения которых в сырной массе могут образовываться зоны усиленного брожения и появляться белые пятна.
При излишнем развитии молочнокислого процесса можно в допустимых для каждого вида пределах уменьшать дозу вносимой закваски. Вместе с тем, надостаточное внесение заквасочных культур может привести к нарушению биохимических процессов в сырной массе, а отсутствие конкуренции – к активизации посторонней, технически вредной микрофлоры. В результате усиливается вероятность появления горечи, нечистоты и других пороков вкуса и запаха, наличие неправильного или отсутствие рисунка [3].
1.5.4.2 Сычужный фермент
Лучшим для сыроделия является сычужный фермент, содержащий два ингредиента – химозин (ренин) и пепсин (А и В). Оба ингредиента свертывают молоко, при этом химозин более активен. Молокосвертывающая активность сычужного фермента зависит не только от соотношения ингредиентов, но и от свойств молока, кислотности, температуры и содержание в нем ионов кальция. Фермент стабилен при рН 5,3 - 6,3 (имеет оптимальную активность при рН 6,2 и температуре 40С). Однако чистый сычужный фермент является дорогостоящим препаратом, т.к. его получают из сычуга молодых телят. При этом в ферменте содержится до 70% химозина. С возрастом состав фермента меняется, и у взрослых животных в нем преобладает пепсин. Технический препарат сычужного фермента содержит 30-40% пепсина и имеет достаточно высокую молокосвертывающую активность.
Говяжий пепсин, наряду с его пониженным молокосвертывающей, обладает высокой протеолитической активностью. Поэтому сыры, изготовленные с применениме такого фермента, часто имеют пороки вкуса – горечь.
Наиболее оптимальным для сыроделия является применение для сыроделия различных ферментных препаратов, представляющих смесь сычужного фермента с говяжим пепсином (или пепсином домашней птицы).
В отечественном сыроделии наиболее распространены следующие ферментные препараты: сычужные порошок, пепсин пищевой свиной, пепсин пищевой говяжий.
В последние годы в отечественном сыроделии стали применяться ферментные препараты микробного (плесневого и бактериального) происхождения, в основном импортного производства [3].
1.5.5 Биохимические процессы, протекающие в производстве сыра
В процессе созревания сыра вследствие биохимических реакций выделяются газы: углекислый газ, водород, аммиак и др. Частично они выделяются наружу, частично задерживаются в сырной массе, образуя глазки.
Аммиак образуется при дезаминировании аминокислот. Часть его вступает в соединение с кислотами, часть накапливается в свободном состоянии и улетучивается, о чем свидетельствует запах аммиака в сырохранилищах. Водород выделяется в процессе маслянокислого брожения молочной кислоты, а также в результате деятельности бактерий группы кишечных палочек. Он плохо растворяется в сырной массе, легко диффундирует через неплотные участки, поэтому не задерживается в сыре. Однако при энергичном маслянокислом брожении образуется большое количество водорода, что может привести к получению неправильного рисунка и вспучиванию сыра.
Углекислый газ по сравнению с другими газами выделяется в значительно больших количествах (содержание С02 составляет 60-90% количества всех газов). Он образуется при сбраживании молочного сахара и солей молочной кислоты (лактатов) ароматобразующими молочнокислыми, пропионовокислыми, маслянокислыми бактериями, бактериями группы кишечных палочек, а также при декарбоксилировании аминокислот и жирных кислот. Углекислый газ сравнительно хорошо растворяется в сырной массе, однако его образуется настолько много, что он создает пересыщенный раствор и при благоприятных условиях начинает выделяться. Газ скапливается в микропустотах сырной массы, постепенно расширяет их, превращая в глазки. При быстром выделении СО2 таких центров скопления газа будет очень много, и тогда глазки образуются мелкие и в большом количестве (голландский, костромской сыры). При медленном выделении СО2, например, в советском и швейцарском сырах, глазки образуются крупные и в малом количестве.
1.5.5.1 Молочнокислое брожение
В мелких твердых и полутвердых сырах рисунок образуется при развитии ароматобразующих молочнокислых бактерий (Leuc.dextranicum, Lac.diacetlactisи др.). Как показывает опыт, сыр, выработанный с использованием одной культуры Lac.lactis, не имеет рисунка. Ароматобразующие бактерии сбраживают молочный сахар, в результате чего образуются разнообразные продукты и углекислый газ[4].
Рисунок 3– Молочнокислое брожение
Образующаяся в процессе гликолиза ПВК является в молочнокислом брожении акцептором электронов.
1.5.5.2 Пропионовокислое брожение
В сырах с высокой температурой второго нагревания образование глазков обуславливают пропионовокислые бактерии, сбраживающие молочныйсахар, молочную кислоту и ее соли[4].
3С12Н22О11 + 3Н2О - 8СН3СН2СООН + 4СН3СООН + 4СО2 + 4Н2О
лактоза пропионовая к-та уксусная к-та
3СН3СНОНСООН - 2СН3СН2СООН + СН3СООН + СО2 + Н2О
молочная к-та пропионовая к-та уксусная к-та
В процессе гликолиза молекула органического вещества метабилизируется до пирувата. Молекула ПВК усложняется – карбоксилируется в реакции, катализируемой биотинзависимым фертментом. Донором СО2 является метилмалонил-КоА. В реакции транскарбоксилирования образуется щавелеянтарная кислота (ЩУК) и пропионил-КоА:
Рисунок 4 – Реакция транскарбоксилирования в пропионовокислом брожении
ЩУК в результате трех последовательных ферментетивных реакций превращается в янтарную кислоту, реакции протекают с участием НАДН+ , возникших при окислении 3-ФГА. На сукцинат переносится КоА-группа с пропионил-КоА, в результате чего образуются сукцинил-КоА и пропионовая кислота, которая выводится из процесса и накапливается вне клетки. Сукцинил-КоА с помощью изомеразы превращается в метилмалонил-КоА. Эту реакцию называют ключевой в пропионовом брожении, т.к. в ней подготавливается субстрат, являющийся предшественником пропионовой кислоты, - метилмалонил-КоА.
Рисунок 5 – Пропионовокислое брожение
В ходе реакции образуются дополнительные продукты:
Рисунок 6 – Дополнительные продукты пропионовокислого брожения
Пропионовокислое брожение рассматривается как наиболее совершенные впособ получения энергии в анаэробных условиях[7].
1.5.5.3 Маслянокислое брожение
Маслянокислое брожение приводит к образованию в сыре крупных глазков неправильной формы или же пустот щелевидной формы. Маслянокислые бактерии сбраживают лактозу, молочную кислоту и лактаты с выделением углекислого газа, водорода и масляной кислоты[4].
Принципиально иной тип брожения, возникает конденсация типа С2 + С2 - С4 (масляная кислота). Основными продуктами брожения являются: углекислый газ, водород, масляная и уксусная кислоты. Дополнительные продукты: этанол, ацетон, изопропанол, атомарный водород и др[7].
Рисунок 7 – Маслянокислое брожение
2 Технологическая часть
2.1 Технология производства сыра
2.1.1 Характеристика готового продукта
Сыр "Российский новый" должен соответствовать требованиям приведенным ниже.
Форму, размер и массу сыр должен иметь следующие: форма - низкий цилиндр со слегка выпуклой боковой поверхностью и округлыми гранями; высота -10-18см; диаметр 24-28см; масса - 4,7-1,1 кг.
Органолептические показатели сыра:
- вкус и запах - выраженный сырный, слегка кисловатых, без посторонних привкусов и запахов, допускается слегка пряный вкус;
- внешний вид- корка ровная, без повреждений и толстого подкоркового слоя, покрытая специальными парафинами, полимерными, комбинированными составами или полимерными пленками под вакуумом, поверхность должна быть чистой;
- консистенция- тесто пластичное, нежное, однородное (допускается слегка плотное тесто);
- рисунок - на разрезе сыр имеет равномерно расположенный рисунок, состоящий из глазков неправильной, угловатой или щелевидной формы;
- цвет теста - от слабо-желтого до желтого, равномерный по всей массе.
Физико-химические показатели сыра: массовая доля жира в сухом веществе 50±1,6%; массовая доля влаги, не более 44%; массовая доля поваренной соли 1,5± 0,5%. [3]
2.1.2 Рецептура сыра "Российского нового" на 100кг продукта
Таблица 1 - Рецептура сыра "Российского нов
| Компонент | Масса, кг |
| Молоко | 1000 |
| Мезофильных бактерий | 10 |
| Фермент | 0.025 |
| СаС1 | 0,1 |
| КNО3, | 0.1 |
| Вода | 40 |
| соль | 2 |
2.1.3 Характеристика сырья
2.1.3.1.Молоко
Молоко коровье, заготавливаемое по ГОСТ 13264, соответствующее требованиям, предъявляемым к молоку для сыроделия.
В молоке не допускаются ингибирующие вещества (антибиотики), моюще-дезинфецирующие вещества (сода, аммиак).
Молоко должно быть плотностью не менее 1027 кг/м3.
Молоко, предназначенное для выработки сычужных сыров, должно отвечать требованиям высшего или первого сорта, но содержать соматических клеток не более 500 тыс/смЗ, и по сычужно бродильной пробе соответствовать требованиям не ниже 2-го класса. Содержание спор мезофилных анаэробных лактатсбраживающих бактерий в таком молоке должно быть не более 13 в смЗ.
Молоко должно быть натуральным, белого или слабо-кремового цвета, без осадка и хлопьев. Замораживание молока не допускается.
2.1.3.2 Соль
Соль поваренная пищевая по ГОСТ РБ1574-2000, не ниже первого сорта, молотая, не йодированная; для подсолки в зерне не ниже сорта «Экстра».
Соль должна быть кристаллическим сыпучим продуктом. Не допускается наличие посторонних механических примесей, не связанных с происхождением и способом производства соли. Вкус должен быть солёный, без постороннего привкуса. Цвет - белый. У соли не должно быть посторонних запахов.
В соли высшего и первого сортов допускается наличие тёмных частиц в пределах содержания нерастворимого в виде остатка и оксида железа.
2.1.3.3 Калий азотнокислый
Калий азотнокислый по ГОСТ 4217-77. Представляет собой бесцветные, прозрачные, растворимые в воде кристаллы. Формула КNОЗ. Молекулярная масса - 101,09 моль.
2.1.3.4 Натрий азотнокислый
Натрий азотнокислый по ГОСТ 4168-79, представляет собой прозрачные бесцветные кристаллы или кристаллический порошок белого цвета, гигроскопичен, хорошо растворим в воде, плохо растворим в спирте. Формула №МОЗ. Молекулярная масса 84.99 моль.
2.1.3.5 Кальций хлористый технический
Кальций хлористый технический по ГОСТ 450-77, не ниже первого сорта. Порошок или гранулы белого цвета, массовая доля хлористого кальция не менее 90%, массовая доля магния в пересчете на МдИ не более 0,5%, массовая доля нерастворимого в воде остатка не более 0,5%.
2.1 3.6 Селитра калиевая техническая
Селитра калиевая техническая по ГОСТ 19790-74, марки А, Б, В высшей категории качества. Белые кристаллы с желтовато-сероватым оттенком. .Массовая доля азотнокислого калия не менее 99,85%. Массовая доля воды не более 0.08%. Массовая доля хлористых солей в пересчете на NaCl не более 0,017%. Массовая доля углекислых солей в пересчете на КСОЗ не более 0,01%. Массовая доля окисляемых марганцовокислым калием веществ в пересчете на КNО2 не более 0,01%. Массовая золя солей кальция и магния в пересчете на Са не более 0,002.
2.1.3.7 Закваски и бактериальные препараты
Закваски и бактериальные препараты, разрешенные к применению в сыроделии органами Госсанэпиднадзора.
Для производства сыра “Российского нового" с низкой температурой второго нагревания используют бактериальные закваски, в состав микрофлоры которых включены мезофильные молочные бактерии рода Streptococcuslactis, Str.diacetilactis, Str. Paracitroyosus.
Мезофильная бактериальная закваска обеспечивает протеолиз белка, необходимые превращения сырной массы, накопление вкусовых и ароматических веществ, свойственных этому сыру.
Термофильная бактериальная закваска позволяет ускорить продолжительность обработки сгустка и сырного зерна на 30-40% по сравнению с традиционной технологией; сократить срок созревания до 30 суток вместо 60 без ухудшения органолептических показателей продукта, существенно повысить устойчивость сыра к развитию посторонней, в том числе патогенной микрофлоры.
2.1.3.8 Упаковка
Для упаковки сыра используют пакеты «Криовак» ВК-4L. Пакет ВК-4L принадлежит к гамме уникальных, многослойных термоусадочных пакетов, разработанных специально дня упаковки сыров.
Особая многослойная структура пакета «Криовак» ВК-4L обеспечивает поддержание влажности сыра на оптимальном уровне и защищает продукт от воздействия кислорода выпуская при этом наружу двуокись углерода, образующуюся в процессе созревания сыра.
Обеспечивая естественное созревание сыра в пакете, ВК-4L позволяет избежать многих связанных с этим процессом издержек и увеличивает выход продукции благодаря производству бескоркового сыра. Эти пакеты сочетают полную защиту при манипуляциях, гигиеническую защиту и простоту хранения продукта. Окончательная усадка обеспечивает прекрасный внешний вид продукта, что является важным дополнительным преимуществом, предлагается широкий выбор цвета пакетов - прозрачный, красный, желтый, оранжевый и зеленый.
2.1.3.9 Ферментный препарат
Для производства сыра российского нового используется ферментный препарат ВНИИМС кг- 50 курино-говяжий.
Данный препарат хранят в сухом и тёмном месте, при температуре не выше 10° С и относительной влажности не более 75%.
2.1.3.10 Вода питьевая
В сыроделии используется вода питьевая по ГОСТ Р 51232-99.
2.1.4 Технологический процесс производства сычужного сыра “Российского нового” с использованием бактериальной закваски
Поступающее на завод молоко насосом Н1 через воздухоотделитель ВО и счетчик С1 полают в промежуточные резервуары Р1. Из него насосом Н2 молоко направляется в подогреватель ПО, затем в сепаратор молокоотделитель СМ и охладитель О. Охлаждённое до температуры созревания (10±2 С) молоко подают в резервуар Р2 на созревание. После созревания молоко направляют через уравнительный бачок БУ насосом Н3. Далее насосом Н4 в секцию регенерации пастеризатора АП, далее на сепаратор-нормализатор СН. Нормализованное по жиру молоко поступает в секцию пастеризации и регенерации пластинчатого пастеризатора АП. Пастеризованное и охлаждённое до температуры свёртывания (32-34 С) молоко через счетчик С2 подают в сыроизготовитель СИ.
В сыроизготовителе СИ в молоко вносят хлористый кальций, бактериальную закваску, азотнокислый калий или натрий, молокосвёртывающий фермент. Здесь молоко свёртывается, а полученный сгусток режут и обрабатывают с целью получения сырного зерна.
Сырное зерно после обработки насосом Н5 через отделитель сыворотки ОС подают в тележку для самопрессования ТС.
После самопрессования сыр направляют на прессование, которое осуществляется на прессах П различных конструкций.
Отпрессованный сыр взвешивают на весах Ве, укладывают в контейнеры для подсолки сыра КП и помещают в солильные бассейны БС.
Посоленный сыр помещают на стеллажи или контейнеры для созревания сыра КС1 и направляют на обсушку и созревание.
В процессе созревания сыры периодически моют на сыромоечной машине ММ, обсушивают на сушилке СС и упаковывают в пленку на вакуум-упаковочной машине Ву. Затем сыр поступает в камеры созревания КС2. Созревший сыр поступает в сырохранилище, а затем реализуется.[3]
2.1.4.1 Приемка молока
К приемке допускается молоко, доставленное в опломбированном виде и транспортных средствах, имеющих санитарный паспорт.
Приёмка молока заключается в определении его количества, контроле качества и проведении сортировки.
Контролю подвергают каждую партию молока, поступающего на завод. Под партией понимают молоко, сдаваемое одновременно, одного сорта, в однородной таре, одного хозяйства, оформленное одним сопроводительным документом. При транспортировании молока в цистернах, партией считают каждую секцию (отсек) цистерны.
Приемка молока включает следующие операции: проверку сопроводительных документов, осмотр тары, органолептическую оценку молока, определение температуры, отбор проб на анализы для оценки качества молока, анализы, сортировку молока, оформление необходимой документации.
При осмотре тары отмечают: исправность и чистоту тары; наличие и целостность пломб, наличие и состояние резиновых колец под крышками фляг и цистерн; наличие заглушек и чехлов на патрубках цистерн.
После перемешивания в каждой упаковочной единице(секции молочной цистерны, фляге) определяют органолептические показатели молока: запах, цвет и консистенцию. Оценку вкуса проводят только после кипячения пробы молока.
Температуру молока измеряют в каждой секции цистерны в двух-трёх флягах из каждой партии, в сомнительных случаях во всех флягах, в соответствии с ГОСТ 26754-85.
Анализы, характеризующие качество молока, проводят по ГОСТ 3624-67, по следующей нижеприведенной схеме.
Ежедневно в пробах молока от каждой упаковочной единицы определяют кислотность - методом предельной кислотности.
Ежедневно в пробах молока от каждой партии определяют:
группу чистоты - по ГОСТ 8218-56;
массовую долю жира - по ГОСТ 5867-69;
плотность но ГОСТ 3625-84.
Не реже одного раза в декаду в пробах молока от каждого поставщика определяю:
класс по сычужно-бродильной пробе - по ГОСТ 9225-84;
наличие в молоке веществ, ингибирующих рост молочнокислых микроорганизмов -по ГОСТ 23454-79:
бактериальную обсемененность - по редуктазной пробе с резазурином в сответсгвии с ГОСТ 9225-84.
Исходя из результатов органолептической оценки, физико-химических (плотности) и биологических (редуктазной и сычужно-бродильной пробы) анализов устанавливают сыропригодность молока и определяют возможные способы его подготовки к переработке.
2.1.4.2 Подготовка молока к выработке сыра
2.1.4.2.1 Резервирование молока
Резервирование молока заключается в хранении его при температуре от 2 до 6°С не более 24 часов после дойки, очистки и охлаждения. Для этой цели в местах резервирования должны быть установлены резервуары, сепаратор - молокоочиститель, охладитель.
Резервирование молока обеспечивает ритмичность производства, позволяет осуществлять доставку молока в определенное время, организовать правильную переработку его на заводе[1].
2.1.4.2.2 Созревание молока
Оптимальным режимом созревания молока в сыроделии является выдержка его при температуре (10±2) С в течении (12±2)ч. В процессе созревания изменяются физико-химические и технологические свойства молока (увеличивается количество растворимых азотистых веществ, снижается окислительно-восстановительный потенциал и т.д.). Всё это оказывает положительное влияние на сычужное свертывание молока, развитие микробиологических и биохимических процессов и его качество.
2.1.4.2.3 Тепловая обработка молока
От механических примесей молоко очищают в центробежных молокоочистителях. Наибольший эффект в сепараторах наблюдается при обработке подогретого до 35-40°С молока[4]
Тепловую обработку молока проводят для уничтожения технически вредной для сыроделия и патогенной микрофлоры, вирусов и бактериофагов.ю а также для очистки его соматических клеток. Оптимальным режимом пастеризации молока в сыроделии является нагревание его до температуры от 90 до 92°С с выдержкой от 20 до 25°С[1].
Молоко пастеризуют непосредственно перед переработкой на сыр[5]
2.1.4.2.3 Нормализация молока
Для получения стандартных по массовой доле жира сыров, молоко необходимо нормализовать, то есть установить в молочной смеси для выработки сыра определенную массовую долю жира.
Нормализацию молока проводят в потоке с помощью сепаратора- нормализатора.
После заполнения сыроизготовителя в молоке ещё раз проверяют массовую долю жира и окончательно регулируют её, добавляя пастеризованное обезжиренное молоко или сливки[1].
2.1.4.3 Подготовка молока к свёртыванию
2.1.4.3.1 Внесение в молоко хлористого кальция
При пастеризации молока часть солей кальция переходит из растворимого в нерастворимое состояние. Это сопровождается ухудшением сычужной свёртываемости молока и получением более дряблого, непрочного сгустка.
Для устранения этих недостатков в молоко добавляют раствор хлористого кальция из расчёта от 10 до 40г безводной соли на 100 кг молока.
Для приготовления раствора хлористого кальция используют воду с температурой (85±51)°С из расчета 1,5 м3 на 1 кг соли. Перед употреблением раствору дают отстояться, после чего он должен быть прозрачным и бесцветным.
Использовать хлористый кальций в виде сухой соли или свежеприготовленного не отстоявшегося раствора запрещается.
Хранят готовый раствор в закрытой стеклянной, керамической или из нержавеющей стали посуде. Сухую соль хлористого кальция ввиду её большой влагопоглощающей способности хранят на заводе в герметически закрытой таре.[1]
2.1.4.3.2 Внесение в молоко калия или натрия азотнокислого.
Для подавления развития вредной газообразующей микрофлоры (бактерий группы кишечных палочек и маслянокислых бактерий) в случае необходимости в молоко допускается вносить раствор калия или натрия азотно-кислого из расчета (20±10)г соли на 100 кг молока.
Для приготовления раствора калия или натрия азотно-кислого используют воду с температурой (85±5)°С из расчета 1дм на (150±50)г соли.
Допускается внесение в молоко калия или натрия азотно-кислого в виде сухой соли. Для этого потребное количество соли помещают в двух-трёхслойный марлевый мешочек, который привязывают к мешалке или на патрубок под струю подаваемого молока.[6]
2.1.4.3.3 Применение бактериальных заквасок
Необходимым элементом производства сыров являются молочно-кислые бактерии, вносимые в молоко для выработки сыра в виде специально подобранных и подготовленных комбинаций.
Молочнокислые бактерии выполняют в сыре следующие функции:
- преобразуют основные компоненты молока (лактозу, жир) в соединения, обуславливающие вкусовые и ароматические свойства сыра, его питательную и биологическую ценность;
- активизируют действие молокосвертывающих ферментов и стимулируют синерезис сычужного сгустка;
- принимают участие в формировании рисунка сыра и его консистенции;
- создают неблагоприятные условия для развития посторонней микрофлоры.
Для производства сычужного сыра «Российского нового» с низкой температурой второго нагревания используют бактериальные закваски, в состав микрофлоры которых включены мезофильные молочные бактерии рода Str. Lactis, Str.diacetatilactis. Рекомендуются следующие дозы бактериальных заквасок до 1%. Молочная смесь перед свертыванием должна иметь титруемую кислотность от 19 до 22°Т.[3]
Бактериальные закваски до использования хранят в холодильнике (в морозильной камере или под морозильной камерой), не допуская резких перепадов температуры. Срок годности сухих заквасок при температуре не выше 5 °С - от 3 до 4 месяцев[1].
2.1.4.3.4 Приготовление бактериальных заквасок
Для приготовления бактериальных заквасок используют доброкачественное молоко от определённых хозяйств, где на высоком уровне поддерживаются санитарно-гигиенические условия. Молоко разливают в 6-7 бутылок ёмкостью 0,5-1л. стерилизуют при 105-110° С или пастеризуют при 95° С и выдерживают при этой температуре 45-60 мин. стерилизованное или пастеризованное молоко охлаждают до 28-30° С. Затем во все бутылки вносят равное количество сухой культуры из одной пробирки или двух-трёх пробирок одной и той же партии сухой закваски. Молоко тщательно перемешивают стерильной металлической лопаточкой и оставляют при этой температуре для сквашивания. Продолжительность сквашивания 12-18 ч. Кислотность готовой закваски 80-90°Т. После этого закваску охлаждают до 6-8°С и хранят при этой температуре до использования.
Молоко, предназначенное для приготовления вторичной закваски, в количестве 3-5л стерилизуют или пастеризуют в специальных заквасочниках, как указано выше, и охлаждают до 28°С. В охлаждённое молоко вносят 3-5% первичной закваски (из одной бутылки) и оставляют для сквашивания. Продолжительность сквашивания 6-8 ч, кислотность готовой закваски 85-105°Т.
Вторичная закваска может быть уже использована в производстве или для приготовления закваски в большем количестве. В последнем случае молоко подогревают, как указано выше, охлаждают до 26-28°С и вносят в него 3-5% закваски. Продолжительность сквашивания 5-7 ч, кислотность готовой закваски 85-105 °Т.
И процессе приготовления бактериальной необходимо соблюдать тщательную санитарию, весь инвентарь и оборудование следует стерилизовать раствором хлорной извести и острым паром. Для приготовления заквасок должно быть выделено отдельное помещение и подготовлен специальный работник.
Мезофильная бактериальная закваска обеспечивает не только протеолиз белка, но и необходимые превращения сырной массы, накопление вкусовых и ароматических веществ, свойственных этому сыру. Указанная закваска с ароматобразующими стрептококками сбраживает молочный сахар, лимонную кислоту; причем сыр обогащается аминокислотами, углекислотой. Концентрация молочной кислоты в нём несколько уменьшается, и интенсивность автолиза бактериальной массы повышается, в результате чего улучшается вкус сыра. Одновременно под действием молочной кислоты кальциевые и фосфорные соли переходят в раствор, повышается гидрофильность казеина, сырная масса становится более эластичной, что положительно влияет на консистенцию зрелого сыра.
Термофильная бактериальная закваска позволяет: ускорить продолжительность обработки сгустка и сырного зерна на 30-40% по сравнению с традиционной технологией; активизировать молочный процесс, особенно, на стадии формования и прессования сыра, интенсифицировать ферментативный гидролиз белков сырной массы и, тем самым, сократить срок созревания до 30 суток вместо 60 без ухудшения органолептических показателей продукта, существенно повысить устойчивость сыра и развитию посторонней, в том числе, патогенной микрофлоры.
Бактериальные культуры в закваске должны быть жизнеспособными, устойчивыми к температурам нагревания сырной массы, активно развиваться как в молоке, так и в сгустке и в сырной массе.
Качество бактериальных заквасок контролируют по времени свертывания, кислотности, количеству летучих кислот, наличию углекислого газа[1].
2.1.4.4 Свёртывание молока
Количество молокосвертывающего препарата, необходимое для свертывания молока, должно быть минимальным, но обеспечивать получение сгустка в заданное время (30-35 мин).
Если показания прибора для сычужной пробы молока свидетельствует о .пониженной способности молока к свертыванию, то нужно увеличить в допустимых пределах дозу хлористого кальция и бактериальной закваски, повысить температуру свертывания, увеличить дозу молокосвертывающего препарата при этом не рекомендуется.
Молокосвертываюший препарат вносят в молоко в виде раствора, приготовленного за 25мин до использования. Потребное количество ферментного препарата растворяют в пастеризованной и охлажденной до температуры 34°С воде из расчета 2,5г препарата на 100 мл волы. Смесь готовят на свертывание 100л натурального молока.
После внесения молокосвертывающего препарата молоко тщательно перемешивают в течении 6 мни. и затем оставляют в покое до образования сгустка.
Продолжительность свертывания молока при выработке твердых сычужных сыров должна составлять 30 мин.
Готовность сгустка определяют общепринятым способом на излом. Он должен давать на изломе достаточно острые края с выделением прозрачной сыворотки зеленовато- желтого цвета.
Стишком нежный или слишком плотный сгусток одинаково не желательны для резки. В том и другом случае затрудняется постановка однородного по размерам зерна, при этом образуется много сырной пыли (очень мелких частичек сгустка), что снижает выход сыра н отрицательно отражается на его качестве [6].
2.1.4.5 Разрезание сгустка и постановка зерна
Цель обработки сычужного сгустка (резка. дробление, второе нагревание, обсушка) - удалить излишнюю сыворотку из сырной массы, достигнуть оптимальной влажности и оптимальной активной кислотности её.
Готовый сгусток режут специальными ножами на кубики размером (8-10) мм или режут и дробят на зерно до размеров (7±1) мм. Титруемая кислотность сыворотки после разрезки должна быть в пределах от 13°Т до 14°Т. Разрезку сгустка и постановку зерна проводят в течение 15-20 мин.
Резку сгустка и постановку зерна производят медленно осторожно, не допуская образования мелких частиц белка, так начинаемой сырной пыли. После постановки зерна удаляют 20-30% сыворотки и приступают к вымешиванию (15 мин)[6].
2.1.4.6 Второе нагревание и обсушка сырного зерна
Второе нагревание сырного зерна проводят до 46±1С в течение (25-35) мин. при постоянном перемешивании. Постоянное перемешивание проводят для того, чтобы сырное зерно не слипалось. При этом происходит дальнейшая его обсушка, активизация бактериальных процессов и нарастания кислотности.
Для предупреждения излишнего развития молочно-кислого процесса в сыре в начале второго нагревания в смесь зерна с сывороткой вносят (3-15)% питьевой воды.
В процессе обработки, второго нагревания и обсушки зерна 2-3 раза определяют кислотность сыворотки, которая должна увеличиться за это время на 1 -2,5° Т.
Частичную подсолку в зерне проводят во время второго нагревания или сразу после окончания второго нагревания, для чего в смесь зерна с сывороткой вносят поваренную соль «Экстра» из расчёта 300-400 г на 100 кг молока.
По окончании второго нагревания зерно продолжают вымешивать до готовности, которая определяется по его упругости и клейкости [6].
2.1.4.7 Формование сырной массы
Формование сыра - это совокупность технологических операций, направленных на отделение сырного зерна от сыворотки и образования из него монолитных индивидуальных сырных головок или блоков с требуемой формой, размером и массой.
После 20 мин. выдержки с солью зерно насосом (из сырных ванн) подают на вибрационное сито (лоток) для удаления сыворотки.
Из бункера вибратора зерно поступает непосредственно в установленные на транспорте сырные формы, предварительно выстланные влажной чистой серпянкой или миткалем. В формах зерно уплотняют, серпянку расправляют, натягивают, концы её аккуратно помещают на поверхности сыра. Формы с уплотненным зерном перемещают к прессам.
Вибрационное сито должно находиться в прессовальном помещении около прессов, а сырное зерно подают к ним насосом. Применение насосов и вибратора обеспечивает проточность производства. При этом ускорится отделение сыворотки от терна без понижения его температуры и без задержки развития молочнокислого процесса.
Формование сырного зерна насыпью способствует образованию характерного для этого вида сыра пустотного, неравномерного, угловатого и щелевидного рисунка. Пустоты, оставшиеся между зернами, после удаления сыворотки заполняются воздухом, а в дальнейшем газом, что вызывает образование глазков различных размеров и формы [6].
2.1.4.8 Прессование сырной массы
После формирования обычно сыры прессуют, либо происходит их самопрессование под тяжестью вышележащих слоев. Прессование и самопрессование необходимо для дальнейшего закрепления формы сыра, плотного соединения зерен в сплошной монолит, для удаления механически захваченной сыворотки и создания плотной замкнутой поверхности.
Наполненные зерном формы оставляют в течении 30-60 минут для самопрессования массы. По истечении данного времени сыр ставят под пресс. Давление в течение первого часа прессования должно составлять 10кПа. По истечении часа сыр перепрессовывают, отжимая серпянку, и маркируют казеиновыми цифрами, помещая их в центре верхнего полотна сыра (дата выработки), затем в форму помещают металлический диск и вновь ставят под пресс. Так как давление действует в основном на нижние слои, то верхние слои остаются малоуплотненными. Поэтому сыры необходимо перепрессовывать и переворачивать. [6]
Продолжительность прессования сыра составляет от 2 до 7 часов при постепенном повышении давления от 10кПа до 35 кПа[3].
Длительность процесса самопрессования и прессования сыра определяется, прежде всего, достижением активной кислотности в сыре после прессования в пределах от 5,2 - 5,3 рН. Отпрессованный сыр должен иметь хорошо замкнутую поверхность. Оптимальная массовая доля влаги в сыре после прессования (44-45)% [6].
2.1.4.9 Посолка сыра
Цель посолки сыра придание ему соответствующею вкуса и сохранения продукта от быстрого перезревания и порчи. Соль является до некоторой степени регулятором развития молочно-кислых, пропионовых и прочих бактерий, участвующих в созревании сыров. Частичная посолка сырной массы в процессе второго нагревания повышает гидрофильность зерна и содержание влаги в сырной массе на 2-3%, которая удерживается на последующих стадиях обработки.
Посолка сыра в насыщенном рассоле приводит к потерям влаги в сырах с низкой температурой второго нагревания и усушка составляет до 4-5% к первоначальному весу сыра.
Соль влияет на развитие бактерий в сырной массе и может оказать воздействие на процесс созревания сыра.
Посолкой российского сыра в зерне достигается содержание соли в сыре после прессования не более 0,8- 1,0%, поэтому отпрессованный сыр помещают в рассол концентрацией от 18 до 24% и досаживают в течении (2-4) суток, чтобы содержание соли в зрелом сыре составляло 1,5±0,5%. Температура рассола (8-12)°С.
Дополнительная посолка в рассоле благоприятно влияет на уплотнение поверхностного слоя и способствует быстрейшему образованию корочки сыра, а также снижает температуру сырной массы, что предохраняет сыр от деформации при его дальнейшей выдержке в сырохранилище на созревании. Сыр размещают в бассейнах на специальных этажерках. При отсутствии посолочных этажер сыр размещают в бассейнах в 1-2 ряда и через сутки переворачивают. Верхнее полотно сыра, выступающее из рассола, накрывают влажной тканью, чтобы предотвратить появление трещин на корке.
В процессе посолки сыра и дальнейшего ухода за ними в сырохранилище нельзя допускать повреждения корки сыров, так как при появлении даже незначительных трещин и других повреждений начинает развиваться подкорковая плесень, а следовательно, снижение качества сыра.
Перед помещением в рассол, необходимо тщательно осмотреть поверхность сыра и при обнаружении незамкнутых пор (недопрессовка), нарушения целостности его, при наличии трещин и других повреждений завернуть сыр в салфетку и вновь поместить под пресс на 2-3часа. При необходимости для лучшей прессовки сыра рекомендуется поверхность его нагревать, погружая его на 2-3мин в воду с температурой 75-80°С.
Полная посолка сырной массы рассолом в ванне в зерне осуществляется по следующей схеме. Перед посолкой удаляют из ванны сыворотку, оставляя ей около 40% от общего объема ванны. Соль вносят в виде концентрированного предварительно пастеризованного до 85-90°С и охлаждённого рассола из расчёта 1-1,2 кг на центнер смеси и обеспечения содержания соли в зрелом сыре в пределах (1.5±0.5)%. В дальнейшем после посолки сыр обсушивают 2-3 суток в сырохраннлище при температуре 8-12°С и относительной влажности воздуха от 90% до 95%. Чтобы не допустить деформации, его периодически перевёртывают.
После обсушки сыр упаковывают в плёнку и перемешают для созревания в камеры с температурой 10-15°С относительной влажностью воздуха (85-90)%. Созревание протекает 30 суток со дня выработки.
При подсолке сыра соль накапливается сначала только в периферийных слоях сыра и постепенно проникает в центр.
Концентрацию и качество рассола необходимо тщательно контролировать. Для определения концентрации достаточно найти плотность рассола с помощью ареометра.
По мере использования рассола его кислотность повышается вследствие выделившейся из сыра сыворотки. Одновременно он обогащается молочным сахаром, солями и в небольшой степени белками. Повышенная кислотность рассола отрицательно действует на образование корки (она становится менее прочной), поэтому необходимо время от времени снижать кислотность рассола, добавляя мел или известь.
Концентрация рассола начинает уменьшаться с момента погружения в него свежих сыров, это объясняется тем, что под влиянием разности концентраций соли в рассоле и сырной влаги из свежих сыров выделяется большое количество сыворотки, которая понижает концентрацию рассола, особенно верхних слоев.
Температура солильных помещений и самого рассола должна быть в пределах 8-12 С. относительная влажность воздуха 92-96%.[6]
2.1.4.10 Созревание сыра
Сущность созревания сыра заключается в том, что в период выдержки его сырная масса под действием сычужного фермента, ферментов, выделяемых молочнокислыми бактериями, подвергается глубоким биохимическим превращениям, обусловливающим появление в сыре специфического вкуса и аромата, структуры, цвета, рисунка.
При созревании сыра изменяются коллоидно-химические и физические свойства составных частей сырной массы: белка, жира, углеводов, минеральных солей и т.п по наибольшим изменениям подвергаются белки, молочный сахар и лимонная кислота.
Российский новый сыр после прессования имеет резинисто-плотную консистенцию, слегка кисловатый вкус. На разрезе теста видны пустоты. В процессе созревания часть нерастворимого белка свежего сыра под воздействием бактериальных ферментов расщепляется на пептоны, пептиды, аминокислоты и другие растворимые вещества, придающие вкус сыру.
Высокий уровень развития молочнокислого процесса с накоплением большого количества молочной кислоты при выработке российского сыра замедляет развитие посторонней газообразующей микрофлоры (кишечные палочки, масляно-кислые бактерии), поэтому этот сыр почти не подвержен вспучиванию. Если газы и образуются, то распределяются внутри сырной массы в пустотах, возникающих при формовании сыра, не вызывая вспучивания сыра.
Вкус и запах сыра обусловливается распадом белков (казеина), молочного сахара и других составных частей (молочно-кислого кальция, лимонной кислоты и др.) и накоплением в сырной массе растворимых и летучих веществ - аминокислот, жирных кислот, пропионовой, молочной, уксусной кислоты, аммиака, эфира и других веществ.
После посолки сыр перемещают в отделение сырохранилища с температурой 8-12°С, относительной влажностью воздуха 90-95%, где он обсушивается от двух суток до трёх суток. В это время тщательно следят за тем, чтобы в помещении не было сквозняков или усиленной вентиляции, чтобы не допустить излишнего обсыхания поверхностного слоя сыра и появления на его корке мелких трещин, приводящих в дальнейшем к развитию подкорковой плесени.
В камерах обсушки сыра нельзя допускать обсеменения спорами плесеней, что ведёт к развитию плесени на поверхности сыра и в подкорковом слое. В помещениях должен быть четырехкратный обмен воздуха с механической и биологической фильтрации, предупреждающей развитие плесени. Температура у них необходимо поддерживать только подавая в камеры при помощи кондиционеров предварительно осушенный воздух. Охлаждение сырохранилищ при помощи батарей не желательно, т.к. при этом повышается влажность воздуха, что отрицательно влияет на качество сыра.
По мере появления на сырах плесени или слизи их моют в теплой воде при температуре 35°С.
Через 2-3 суток сыр упаковывают в полимерную пленку. Перед упаковкой сыр тщательно обмывают суспензией сорбиновой кислоты. В охлажденный, отстоявшийся рассол добавляют сорбиновую кислоту из расчета 80г на 1л рассола.
При созревании сыров в пленке значительно снижаются затраты труда по уходу и сокращаются потери продукта. Поэтому сыр, подлежащий созреванию в полимерных пленках рекомендуется вырабатывать с пониженной на 2,0% массовой долей влаги после прессования по сравнению с сырами, созревающими без плёнки.
Сыр, подлежащий упаковке, должен иметь сухую, чистую поверхность без плесени и слизи и без каких либо повреждений. Для предотвращения конденсации влаги на поверхности сыров температура в упаковочном помещении не должна превышать температуру в камерах созревания сыра. Если упаковку проводят при комнатной температуре, то сыры предварительно выдерживают в упаковочном помещении в течении (2±0,5)ч.
Упаковку сыра в пакеты из полимерной плёнки проводят на специальных вакуум-упаковочных машинах различных конструкций в соответствии с инструкцией по их эксплуатации. При упаковке сыра под вакуумом из пакета должен быть полностью удалён воздух и обеспечена его герметизация путём термосварки или зажатия металлическим клипсом. При использовании пакетов из повиденовой плёнки после упаковки сыра проводят термообработку плёнки - упакованный сыр погружают в горячую воду с температурой (80-85)°С. Под воздействием высокой температуры плёнка даёт усадку и плотно прилегает к поверхности сыра. Для приведения термообработки пакетов с сыром рекомендуется использовать специальные устройства или приспособления, исключающие возможность повреждения пакета. Не допускается осуществлять термообработку пакетов с сыром в горячей воде, удерживая концы пакета в руках.
Упаковка считается удовлетворительной, если плёнка плотно облегает сыр, между ней и поверхностью сыра не образуется видимого воздушного пространства и при легком надавливании под углом 30 к поверхности сыра плёнка не перемещается. Не допускается проверка качества упаковки путём оттягивания плёнки от поверхности сыра во избежание разрыва пакета.
Упакованный в полимерную плёнку сыр созревает в камере с температурой (10-15)° С, и относительной влажностью воздуха (85-90)% в течении 30 суток со дня выработки.
Во время созревания упакованных сыров следят за тем, чтобы вовремя обнаружить нарушение герметизации пакетов, что сопровождается развитием на сырах поверхностной микрофлоры. Такие сыры сразу же должны быть подвергнуты мойки, тепловой обработке и после обсушки их повторно упаковывают в пленку.
2.
1.4.11 Хранение сыров
Хранение сыров осуществляется при температуре от - 4 до 0°С и относительной влажности воздуха (85-90)% или при температуре от 0-8°С и относительной влажности воздуха (80-85)%. Качество сыра проверяется не реже, чем один раз в 30 суток. По результатам этих проверок выносят решение о возможности дальнейшего хранения сыров без снижения их бальной оценки.
Сыры должны храниться на стеллажах или упакованными в тару, уложенную штабелями на рейках. Между сложенными штабелями оставляют проход шириной 0,5м, причём торцы тары с маркировкой на них должны быть обращены к проходу.
Хранение сыра совместно с рыбой, копченостями, фруктами, овощами и другими пищевыми продуктами со специфическим запахом в одной камере не допускается.
Сроки хранения и годности сыра следует отсчитывать от даты выдачи удостоверения о качестве. Сыр хранится три месяца при температуре (0-8)°С и четыре с половиной месяца и при температуре (-4-0)°С [1].
2.1.4.12 Сортировка сыра
Сыры, достигшие кондиционной зрелости (срок созревания исчисляется со дня выработки), перед отправкой с завода предварительно рассортировывают по датам выработки, номерам варок и оценивают по качеству. Сортировку зрелого сыра производят по внешнему виду, по результатам простукивания и органолептической оценки пробы сыра, взятой щупом.
Сортировку, осмотр и оценку качества сыра проводит технолог предприятия, отправляющего сыр. Органолептическая оценка сыра проводится при температуре продукта (18+2) ° С в соответствии с требованиями нормативной документации на данный вид сыра[1].
2.1.4.13 Маркировка
На каждой головке или бруске сыра должны быть указаны: дата выработки (число, месяц), номер варки сыра (цифры располагаютсяв центре верхнего полотна головки или бруска сыра) путём опрессовывания в тесто сыра казеиновых или пластмассовых цифр или оттиска металлических цифр, разрешённых к применению органами Госсанэпидемнадзора РФ.
На плёнку, в которую упакован сыр, наклеивают или наносят способом непрерывной печати (на заводе - изготовителе плёнки) этикетку, образец которой разрабатывает и утверждает предприятие - изготовитель в соответствии с ГОСТ Р51074, содержащую следующую информацию: наименования сыра; наименования предприятия - изготовителя, его юридического адреса, включая страну; товарного знака предприятия- изготовителя; состава сыра, массовой доли жира в сухом веществе в процентах; пищевой и энергетической ценности продукта условий хранения; срока годности; информации о сертификации; обозначения настоящих технических условий.
На одну из торцевых сторон тары с сыром несмываемой краской при помощи трафарета или путём наклеивания этикетки наносят маркировку с обозначениями: наименование сыра, наименования предприятия- изготовителя, состава сыра; массовой доли жира в сухом веществе в процентах; номера варки и даты выработки; массы нетто; массы брутто; количество упаковочных единиц в ящике; условий хранения; срока годности; информации о сертификации; обозначение настоящих технических условий, пищевой и энергетической ценности продукта; манипуляционного знака «Беречь от нагрева» [1]
2.1.4.14 Упаковка сыра
Сыр отгружают с предприятия-изготовителя в упаковочном виде. Зрелые сыры должны быть упакованы в дощатые ящики. Для реализации сыра внутри области, края или республики РФ, в которых они выработаны, и для иногородних перевозок допускается упаковывание сыров в картонные ящики, отвечающие требованиям нормативной документации. Внутренние размеры ящиков (в мм) для упаковки сыра российского нового большого должны иметь размер 760x374x174.
Сыры, отобранные для упаковки, взвешивают, в сопроводительной документации записывают массу тары, массу нетто, брутто и количество сыров. Перед упаковыванием сыра в деревянную тару его завёртывают в оберточную бумагу, пергамент или под пергамент.
В каждый ящик помещают сыры одного наименования, сорта, одной даты выработки и одного номера варки. Допускается упаковывание сыров различных дат выработки в один ящик с маркировкой «сборный». Тара для упаковки сыров должна быть чистой, не имеющей посторонних запахов, влияющих па качество продукции. Влажность древесины должна быть не более 20%, плесень на дощечках и планках не допускается. Посторонняя червоточина и смоляные кармашки допускаются только на наружной стороне тары [1].
2.1.4.15 Транспортирование сыра
Транспортирование сыра должно проводиться всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах в соответствии с правилами перевозки скоропортящихся грузов, действующими на соответствующем виде транспорта, а в пакетированном виде- по ГОСТ 21929 и ГОСТ 24579.
Для некоторых видов сыров допускается перевозка продукта открытым автомобильным транспортом при условии обязательного укрытия ящиков брезентом или материалом, заменяющим его [1].
2.1.4.16 Отходы
При производстве сыра образуется молочная сыворотка, которая богата молочным сахаром, минеральными солями и содержит небольшое количество белков, отличающихся от казеина значительно большей пищевой ценностью. В молочную сыворотку переходит около 50% сухих веществ цельного молока (при практически одинаковой биологической ценности), что обусловливает необходимость её использования в диетическом питании. Молочную сыворотку перерабатывают на молочный сахар, который затем идёт на корм скоту.
Также кусочки сыра, попавшие на пол во время технологических операций необходимо собирать и обрабатывать как твердые отходы на корм скоту [7].
2.2 Расчетная часть
2.2.1 Расчет материального баланса производства
1) Производительность предприятия составляет 2000 т в год.
Найдем суточную производительность по формуле:
За сутки происходит 3 цикла. Найдем производительность за цикл
G2= 6666,7/3=2222,2 кг/ц.
2) Созревание сыра (потери 8% от первоначального веса сыра)
G3= 2222,2/0,92=2415,4 кг/ц
Потери на стадии созревания:
G1 потерь=G3-G2
G1 потерь=2415,4-2222,2=193,2 кг/ц
3) Упаковка (потери 0,04%)
G4=2415,4/0,9996=2416,4 кг/ц
Потери на стадии упаковки
G2 потерь=2416,4-2415,4=1,0 кг/ц
4) Сушка( потери 1%)
G6=2416,4/0,99=2440,8 кг/ц
Потери на стадии сушка
G3 потерь=2440,8-2416,4=24,4 кг/ц
5) Мойка( потери 0,01%)
G7=2440,8/0,9999=2441,0 кг/ц
Потери на стадии мойки
G4 потерь=2441,0-2440,8=0,2 кг/ц
6) Созревание (потери 8%)
G8=2441,0/0,92=2653,2 кг/ц
Потери на стадии созревания
G5 потерь=2653,2-2441,0=212,2 кг/ц
7) Посолка( потери 3%)
G9=2653,2/0,97=2735,2 кг/ц
Потери на стадии посолки
G6 потерь=2735,2-2653,2=82 кг/ц
8)Взвешивание( потери 0,01%)
G10=2735,2/0,9999=2735,4 кг/ц
Потери на стадии взвешивания
G7 потерь=2735,4-2735,2=0,2
9) Прессование( потери 7%)
G11=2735,4/0,93=2941,2 кг/ц
Потери на стадии прессования
G8 потерь= 2941,2 - 2735,4 = 205,8 кг/ц
10) Самопрессование (потери 1%)
G12 = 2941,2/0,99 = 2970,9 кг/ц
Потери на стадии самопрессовани:
G9 потерь= 2970,9 – 2941,2 = 29,7кг/ц
11) Стадия откачивания сыворотки. Откачивают 60% массы смеси. Количество сырного зерна составляет 40%. Количество молочной сыворотки:
G13 = 2970,9/0,4 = 7427,2 кг/ц
Объем молочной сыворотки, при условии, что плотность раствора 1025кг/м3:
V = 7427,2/1025 = 7,25м3
12) Стадия свертывания и постановки зерна
Таблица 1 – Материальный баланс стадии свертывания
| Вещество | Содержание, % | Количество, кг/ц |
| Молоко | 94,82 | 7042,5 |
| Соль | 0,19 | 14,1 |
| Хлорид кальция | 0,019 | 1,4 |
| Нитрат натрия | 0,019 | 1,4 |
| Вода | 4 | 297,1 |
| Фермент | 0,0025 | 0,19 |
| Мезофильные бактерии | 0,95 | 70,5 |
| Итого: | 100 | 7427,2 |
13) Стадия выдерживания (потери 0,01%)
G13 = 7042,5/0,9999 = 7043,2 кг/ц
Потери на стадии выдерживания:
G10 потерь= 7043,2 – 7042,5 = 0,7 кг/ц
14) Стадия нормализации молока (потери 0,17%)
G14 = 7043,2/0,9983 = 7055,1 кг/ц
Потери на стадии самопрессовани:
G11 потерь= 7055,1 – 7043,2 = 11,9 кг/ц
Найдем массу отсепарированных сливок по формуле:
()
где Мсл – масса сливок, кг/ц;
Мм – масса исходного молока, кг/ц;
Жм – массовая доля жира в цельном молоке, %;
Жо – массовая доля жира в обезжиренном молоке, %;
Жсл – массовая доля жира в сливках, %.
Масса сливок, отсепарированных на сепараторе:
На стадию нормализации поступает следующее количество молока:
G15 = 128,27 + 7055,1 = 7183,4 кг/ц
15) Стадия охлаждения (потери 0,03%)
G16 = 7183,4/0,9997 = 7185,6 кг/ц
Потери составили:
G12 потерь= 7185,6 – 7183,4 = 2,2 кг/ц
16) Очистка молока (потери 0,02%)
G17 = 7185,6/0,9998 = 7187,0
Потери составили:
G13 потерь= 7187,0 -7185,6 =1,4 кг/ц
17) Нагревание (потери 0,03%)
G18 = 7187,0/0,9997 = 7189,2 кг/ц
Потери составили:
G14 потерь= 7189,2 -7187,0 = 2,2 кг/ц
18) Стадия взвешивания и транспортировки (потери 0,02%):
G18 = 7189,2/0,9998=7190,6кг/ц
Потери составили:
G14 потерь= 7190,6 – 7189,2 = 1,4кг/ц
2.2.2 Тепловой баланс
1) Расчет стадии нагревания
Температура исходного молока 5°С
Температура нагретого молока 40°С
Начальная температура воды 50°С
Конечная температура воды 40°С
Масса молока, поступившего на нагревание 7189,2 кг/ц.
Теплоемкость молока 3,978кДж/кг К.
Теплоемкость воды 4,19кДж/кг К
Уравнение теплового баланса в общем виде[8]:
, ()
, ()
, ()
, ()
, ()
где Qгор – расход горячего теплоносителя, кг/ц;
св – средняя удельная теплоемкость горячего теплоносителя, кДж/кгК;
tВ1 и tВ2 – начальная и конечная температура горячего теплоносителя, град;
Gхол – расход охлаждающей воды, кг/ц;
См – средняя удельная теплоемкость холодного вещества, кДж/кгК;
tМ1 и tМ2 – температура охлаждающего вещества на выходе и входе в аппарат, град.
Из уравнения теплового баланса:
()
Определим расход нагревающего вещества:
2) Расчет стадии охлаждения
Температура исходного молока 40°С
Температура охлажденного молока 10°С
Начальная температура воды 1°С
Конечная температура воды 10°С
Масса молока, 7185,6 кг/ц.
Теплоемкость молока 3,978кДж/кг К.
Теплоемкость воды 4,19кДж/кг К
Из уравнения теплового баланса [8]:
()
Определим расход охлаждающей воды [8]:
()
3) Стадия пастеризации
Температура исходного молока 75°С
Температура пастеризованного молока 90°С
Начальная температура воды 92°С
Конечная температура воды 86°С
Масса молока, 7183,4 кг/ц.
Теплоемкость молока 3,978кДж/кг К.
Теплоемкость воды 4,19кДж/кг К
Из уравнения теплового баланса :
()
Найдем расход пара на стадии пастеризации:
2.3 Подбор оборудования
1) Молоко поступает в автоцистернах. На цикл необходимо 7190,6кг/ц молока. Для приемки молока из автоцистерн используется два комплекта оборудования. В комплект входит:
1 Насос центробежный самовсасывающий для молока марки Г2-ОПД производительностью 15000л/ч.
2 Воздухоотделитель производительностью 15000л/ч
3 Счетчик для молока марки УИМ-50 производительностью 15000л/ч
2) Оборудование для хранения молока
Емкость хранения заготавливаемого молока на сыродельном комбинате должна быть вместимостью от массы суточного поступления молока. Следовательно подбираем емкость вместимостью:
Vм1 = 7190,6/1015 = 7,08м3
Vм2 = 7,08*3 =21,24 м3
Vн = 25м3 Следовательно подберем емкость Г6-ОГМ-25 вместимостью 25м3, устанавливается вне здания. [9]
Для транспортировки молока подберем насос марки 36-1Ц2,8-20[10]
Емкость для хранения зрелого молока на один цикл устанавливают в аппаратном цехе. Объем молока в аппарате 7183,4/1015=7,08м3 . Подбираем емкость В2-ОМ2-Г-10 вместимость 10м3.[10]
Техническая характеристика В2-ОМ2-Г-10:
| Рабочая вместимость , м3 | 10 |
| Потребление электроэнергии, кВт*ч | 0,5 |
| Число опор | 6 |
| Габаритные размеры, мм | 4300х2270х2825 |
| Масса, кг | 2350 |
3) Оборудование для механической и тепловой обработки молока
Для тепловой обработки молока, идущего на выработку сыра подбирают подогреватель марки ВГ-10-П, охладитель ВГ-10-0 производительностью 10000л/ч; пластинчатую пастеризационно-охладительную установку марки А1-ОПК-5 производительностью 5000л/ч.
Техническая характеристика А1-ОПК-5:
| Производительность, л/ч | 5000 |
| Температура молока, С | 5…10 |
| Поступающего в аппарат | 95 |
| Охлаждения | 22…50 |
| Коэффициент регенерации, % | 87 |
| Рабочее давление в аппарате, МПа | 0,3 |
| Общее число пластин в аппарате, шт | 111 |
| Габаритные размеры аппарата , мм | 2100х700х1450 |
| Габаритные размеры установки , мм | 4500х4000х2500 |
| Масса аппарата, кг | 950 |
| Масса установки, кг | 2500 |
Для очистки молока подбирают сепаратор молокоочиститель марки А1-ОЦМ-10 производительностью 10000л/ч.[11]
Для нормализации молока подбирают сепаратор-сливкоотделитель с устройством нормализации молока марки ОСЦП-5 производительностью 5000л/ч.[11]
4) Оборудование сыродельного цеха
Для изготовления сырного зерна подбираем сыроизготовитель YSTNINGSTANKTYPOST – II
Техническая характеристика YSTNINGSTANKTYPOST – II:
| Вместимость, л | 15000 |
| Рабочая, л | 7000 |
| Габаритные размеры, мм | 2900х2900х4515 |
Для удаления сыворотки из аппарата подбираем центробежный самовсасывающий насос марки Г2-ОПД [10].
Подберем отделитель сыворотки марки Я7-ОО-23, производительностью 25м3ч.
Техническая характеристика Я7-ОО-23
| Производительность, м3ч | не более 25 |
| Длина перфорированной части барабана, мм | 710 |
| Частота вращения барабана, с-1 | 0.50 |
| Установленная мощность электродвигателя, кВт | 0.37 |
| Габаритные размеры, мм | 1650X1220X1800 |
| Масса, кг | не более 140 |
Прессование сыра проводят на тунельных прессах марки Я7-ОПЭ. Количество одновременно прессуемых головок 75 штук. Продолжительность прессования сыра “Российского нового” 10-12 ч. Самопрессование происходит в тележках для сырных форм. На одну варку необходимо пять прессов (2970,9/600 = 5 количество сырной массы – 2970,9,производительность пресса). Подбирают 15 прессов для работы сыродельного цеха в сутки.
Техническая характеристика Я7-ОПЭ
Число пресс-модулей, шт 5
Производительность в смену 600
Давление сжатого воздуха, подаваемого к прессу,. МПа 0,3...0,6
Коэффициент автоматизации не менее 0,3
Занимаемая площадь, м не более 8,15
Масса, кг 1245
Посолку сыра проводят в контейнерах РЗ-ОКУ в течение двух суток. Вместимость одного контейнера 450 кг сыра. Количество контейнеров, необходимых для посолки сыра определяют по формуле [9]:
()
где Мс - масса сыра, выработанного в сутки, 6666,7 кг;
Z - длительность посолки в солильном бассейне, сут;
G - вместимость контейнера, кг.
Nк =6666,7*2/250 = 54 шт.
Созревание сыра в камерах в течение 30 суток проводят в контейнерах вместимостью 450 кг. Количество контейнеров определяем по формуле ():
Nк2 =6666,7*30/450 = 445 шт.
При созревании сыра в пленке подбирают комплект оборудования М6-ОЛА для упаковки сыра в усадочную пленку производительностью 800 головок в час. В состав линии входит следующее оборудование: машина марки М6-ОЛА1 для обсушки сыров после посолки или мойки: полуавтомат марки М6-АП-36 для сварки пакетов полимерных пленок: две вакуум упаковочные машины марки ВУМ-5 с вакуум- насосом: конвейер марки М6-ОЛА2 для перемещения в камеру созревания сыров, упакованных в пленку [12].
2.4 Расчет сыроизготовителя
1) Конструктивные показатели
Полный объем сыроизготовителя:
VО =Vц = 15м3
где VО – номинальный объем жидкости в ферментаторе, м3;
VЦ –объем конической части аппарата, м3.
Найдём высоту цилиндрической части по формуле (51).
H=Vц/F, (51)
где F – площадь сечения ферментатора по внутреннему диаметру, м2.
F=0.785D2вн
F = 0.785×2,92 = 6,601
H = 15/6,601 = 2,271м
2) Расчет ферментатора на механическую прочность [14]
Толщину стенки Sцилиндрического корпуса определяем по формуле (54):
, (54)
где S – толщина стенки обечайки, мм;
р – расчетное внутреннее давление в аппарате, (атмосферное) Н/м2;
Dвн – внутренний диаметр аппарата, мм;
j - коэффициент прочности сварного шва в продольном направлении, 0,9;
sдоп – допустимое напряжение на растяжение, Н/м2;
С – прибавка на износ к расчетной толщине стенки, мм.
Принимаем Sц = 20мм.
Гидростатическое давление столба жидкости, находящейся в аппарате при испытании.
р=rжgНж (56)
где rж - плотность жидкость при испытании, 1025 кг/м3; g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2; Нж – высота столба жидкости, м.
р=1025×9,81×2,271 = 22835,4 Н/м2
Допускаемое напряжение материала при гидравлическом испытании должно удовлетворять требованию согласно формуле :
(58)
где h - коэффициент прочности сварного шва, 0,9; sТ – предел текучести материала, Мн/м2.
, что меньше
Следовательно, прочность стенки ферментатора при гидравлическом испытании не нарушается.
3) Расчет механической мешалки [13]
Наиболее эффективное диспегирование достигается в аппарате с шестилопастной открытой турбинной мешалкой [10, стр.271]:
, (66)
где Dап – внутренний диаметр аппарата, 2900мм.
dм – диаметр мешалки, мм
Пусть , тогда диаметр мешалки 800мм.
(67)
(68)
hм – высота лопасти мешалки, мм
lл – длинна лопасти мешалки, мм
Для перемешивания среды вязкостью m=0,015 Н×с/м2 рекомендуется окружная скорость мешалки w=7 м/с.
Число оборотов мешалки:
(69)
Принимаем n = 3 об/с = 180 об/мин.
Мощность, потребляемая мешалкой на перемешивание среды:
, (70)
где rс – плотность среды, кг/м3;
n и dм – число оборотов и диаметр мешалки;
КN – критерий мощности.
Критерий мощности КN зависит от интенсивности перемешивания, характеризующейся центробежным критерием Рейнольдса:
, (71)
где mс – динамическая вязкость среды, Н×с/м2.
По рис.26 нормали находим значение КN=f(Reц) для турбинной мешалки.
Рисунок 26 – График для определения критерия мощности КN в зависимости от критерия Reц и типа перемешивающего устройства: 1 – для лопастных перемешивающих устройств; 2 – для якорных и рамных; 3 – для турбинных; 4 – для пропеллерных.
Найдем мощность, потребляемую мешалкой по формуле (70):
Мощность привода мешалки:
, (75)
где Sk - сумма коэффициентов, учитывающих наличие в сосуде внутренних устройств;
- коэффициент для аппаратов без перегородок, 1,25;
- коэффициент высоты уровня жидкости в аппарате;
N – мощность, затрачиваемая на перемешивание, Вт;
Nуп – мощность, затрачиваемая на преодоление трения в уплотнении вала, Вт;
h - КПД привода мешалки, 0,9.
Коэффициент, учитывающий степень заполнения аппарата:
, (76)
где Нж – высота слоя перемешиваемой жидкости, м; 0,5Нап=0,5×2,271=1,135 м
Влияние на Sk оказывает только гильза термометра kГ =1,2
Диаметр приводного вала мешалки определим по приближенной формуле, исходя из прочности его на кручение:
, (78)
где - допускаемое напряжения для материала вала на кручение, 70МН/м2;
С – прибавка на коррозию, 3мм.
Крутящий момент на валу мешалки:
(79)
Принимаем диаметр вала 60мм.
По подбираем вертикальный привод 3-10-18,8 МН 5858-66; вал редуктора присоединен к валу перемешивающего устройства продольно-разъемной муфтой; выходной вал редуктора вращается со скоростью 180 об/мин. Электродвигатель мощностью 10кВт .
Заключение
В данном курсовом проекте представлена технология производства сычужного сыра твёрдого сорта ‘Российского нового’.
В общей части дана краткая характеристика сырам, как пищевому продукту. Рассмотрены основные компоненты, входящие в состав сыров.
В технологической части дана характеристика продукта и сырья, приведена рецептура, рассмотрена технология производства по стадиям, сделан расчет материального и теплового баланса производства, рассчитан сыроизготовитель, приведен подбор оборудования.
Список использованных источников:
1. Диланян З.Х. Сыроделие/ З.Х. Диланян - М.: Легкая и пищевая пром-сть,1984. 280 с.
2. Шиллер Г.Г. Справочник технолога молочного производства: учеб.пособие/ Г.Г. Шиллер, В.В. Кузнецов – СПб.: ГИОРД, 2003. – 215с.
3. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты : учебник для студентов высших учебных заведений/ С.А.Гудков и др. под ред.С.А. Гудкова – М.: ДеЛи принт, 2003. – 800с.
4. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов/ К.К. Горбатова – СПб.: ГИОРД, 2000. – 320с.
5. Климовский И.И. Биохимические и микробиологические основы производства сыра/ И.И.Климовский - М.: Пищ.пром., 1966. – 208с.
6. Диланян З.Х. Основы сыроделия/ З.Х.Диланян – М.: Пищ.пром., 1980. – 112с.
7. Воробьев А.А. Микробиология/ А.А.Воробьев, А.С.Быков – М.: Медицина, 1994. -288с.
8. Авраменко Т.И. Технологическая инструкция по производству сыра сычужного твердого (“Российского”). ЗАО “Старицкий сыр”/ Т.И. Авраменко: ЗАО “Старицкий сыр”/ г.Старица, 2002-10с.
9. Ростос Н.К. Технология молока и молочных продуктов: учебник для профессиональных технических училищ/ Н.К. Ростос – М.: Пищевая промышленность, 1980. – 190с.
10. Технология молока и молочных продуктов: учеб.пособие для студентов высш.учеб.заведений/ Г.В.Твердохлеб, З.Х. Диланян, Л.В. Чекураева, Г.Г. Шиллер. – М.: Агропромиздат, 1991. – 463с.
11. Николаев А.М. Российский сыр: брошюра для инженеров – технологов молочной промышленности/ А.М.Николаев. – М.: Пищевая промышленность, 1968. – 88с.
12. Храмцов А.Г. Безотходная технология молочной промышленности: учеб.пособие/ А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко. – М.: Агропромиздат, 1989. – 279с.
13. Кувшинский М.Н. Курсовое проектирование по предмету: Процессы и аппараты химической промышленности: учеб.пособ. для учащихся в химико-технологических и химико- механических техникумов/М.Н.Кувшинский, А.П. Соболева. – М.: Высшая школа, 1980. – 223с.
14. Ростроса Н.К. Курсовое и дипломное проектирование предприятий молочной промышленности: учеб.пособие для учащихся техникумов / Н.К.Ростроса, П.В. Мордвинцева – М.:Агропромиздат , 1989. – 303с.
15. Машины, оборудование, приборы и средства автоматизации для перерабатывающих отраслей АПК: Каталог /В.В.Кузнецов и др.; под ред.В.В.Кузнецова. – М.: АгроНИИТЭИИТО, 1990. -215с.
16. Волчков И.И. Сепараторы для молока и молочных продуктов: учеб.пособие/И.И. Волчков – М.: Пищевая промышленность , 1975 – 223с.
17. Томбаев Н.И. Справочник по оборудованию предприятий молочной промышленности : учеб.для высшей школы/Н.И.Томбаев – М.: Пищ.пром., 1972. -543с.
18. Машины и аппараты химических производств: Примеры и задачи. Учебное пособие./ И. В. Доманский. В.П. Исаков, Г.М. Островский идр.; Под ред. В.Н. Соколова – Л.: Машиностроение,1982. - 384 с.
19. Колосков С. П. Оборудование предприятий ферментной промышленности/ С.П.Колосков – М.: Пищевая промышленность, 1969. – 384 с.
20. Должанов П.Б. Техника безопасности и промышленная санитария на предприятиях молочной промышленности: учеб.пособие для учащихся техникумов/ П.Б.Должанов – М.: Пищ.пром., 1963. – 42с.
21. Бутников Н.Д. Техника безопасности в молочной промышленности: учеб.пособие / Н.Д.Бутников – М.: Пищ.пром., 1965. – 48с.
22. Дегтярев Ф.Г. Техника безопасности на предприятиях молочной промышленности: учеб.пособие/ Ф.Г.Дегтярев – М.: Пищ.пром., 1973 – 108с.
23. Бережной С.А. Практикум по безопасности жизнедеятельности: предназначен для студентов всех профессиональных направлений и специальностей, изучающих дисциплину “Безопасность жизнедеятельности” ТГТУ/ С.А. Бережной; ТГТУ каф. Безопасность жизнедеятельности и экологичности / Тверь, 1997. – 140с.