Глава 2. расчеты по нормализации сырья

ЦЕЛЬНОМОЛОЧНЫЕ ПРОДУКТЫ

В производстве таких видов продуктов, как питьевое молоко, простокваша, кефир и др., молоко нормализуют по жиру, а для некоторых продуктов и по сухим веществам. Содержание жира в готовом продукте, заданное стандартом, равно содержанию жира в нормализованном молоке, так как в производстве этих продуктов отходы отсутствуют.

По жиру молоко нормализуют смешением: периодическим способом либо непрерывным в потоке с использованием сепараторов-нормализаторов.

При нормализации молока смешением периодическим способом нормализованное молоко получают путем смешения исходного цельного молока т_мсо сливками m_сл, если жирность нормализованного молока выше жирности исходного молока (т_н.м= т_м + т_сл), или путем смешения с обезжиренным молоком, если жирность нормализованного молока ниже жирности исходного молока

(т_н.м = т_м + т_об).

Массу сливок или обезжиренного молока, необходимых для нормализации, можно определить по уравнениям материального баланса.

Если Ж_н.м< Ж_м то в соответствии с уравнениями материального баланса имеем

Решая эту систему уравнений, найдем массу обезжиренного молока, необходимого для нормализации,

и массу цельного молока

Для получения необходимой массы обезжиренного молока необходимо просепарировать определенную массу цельного молока m_сеп. В соответствии с уравнениями материального баланса

Решая эту систему уравнений, выведем формулу для определения массы молока, которую необходимо просепарировать:

Если Ж_{н м} > Ж_м, то

Решая эту систему уравнений, найдем массу сливок, необходимых для нормализации молока,

и массу цельного молока

Если в производстве отсутствуют сливки для нормализации, то в этом случае необходимо их получить путем сепарирования определенной массы молока m_сеп.

В соответствии с уравнениями материального баланса имеем

Решая эту систему уравнений, получим формулу для, определения массы молока для сепарирования

При нормализации молока в потоке непрерывным способом имеют место два случая: когда жирность нормализованного молока больше, чем цельного, и наоборот.

Если Ж_н.м < Ж_м то т_м = т_н.м + т_сл.

В этом случае масса нормализованного молока рассчитывается по формуле

а масса сливок, которую необходимо выделить принормализации, составляет

Если Ж_{н. м}> Ж_м то т_м = т_н.м + т_об.

В этом случае масса нормализованного молока определяется по формуле

а масса обезжиренного молока составляет

Все эти вычисления можно выполнить графическим методом по расчетному треугольнику.

По сухим веществам молоко нормализуют, добавляя к исходному цельному молоку сухое или сгущенное обезжиренное молоко в соответствии с уравнением материального баланса.

При определении массы сухого молока учитывают его растворимость и содержание влаги. Массу сухого молока для нормализации рассчитывают по формуле

где т₁– масса сухого молока по рецептуре, кг; Р – растворимость сухого молока, %.

ТВОРОГ И СЫР

При производстве творога и сыра отношение жира к белку Ж_{н м} / Б_н.м в нормализованном молоке должно быть таким, чтобы обеспечить стандартное отношение этих частей молока в готовом продукте Величина этого отношения в нормализованном молоке зависит от состава готового продукта и степени перехода жира и белка из молока в продукт

Для изменения соотношения между жиром и белком увеличивают или уменьшают содержание жира, добавляя слизки или обезжиренное молоко. Сначала определяют содержание жира в нормализованном молоке, обеспечивающее необходимое отношение между жиром и белком.

Составляют баланс по жиру и белку в нормализованном молоке и готовом продукте

(15)

(16)

где Б_н.ми Б_г– массовая доля белка соответственно в нормализованном молоке и готовом продукте, %, И_ж, И_б– степень использования соответственно жира и белка в производстве творога или сыра

Разделив (15) на (16), найдем

(17)

При расчете жирности нормализованного молока в производстве творога, массовая доля жира в котором 18, 9 и 5 %, формула (17) примет вид

где Ж_тв, Б_тв – массовая доля соответственно жира и белка в твороге, %.

Заменим ; Б_н.м = K₂∙Б_м, получим Ж_н.м =K₁ ∙K₂ ∙Б_м.

Обозначим K₁∙K₂ = K, получим формулу для определения жирности нормализованного молока в производстве творога

где Б_м – массовая доля белка в молоке, %

Для творога с массовой долей жира 18 % можно принять K=1, с массовой долей жира 9% – K = 0,5, с массовой долей жира 5 % – К=0,29.

Коэффициент K периодически уточняют на основании трех-четырех контрольных выработок творога.

Например, необходимо определить массовую долю жира в нормализованном молоке при производстве творога с массовой долей жира 5 %. Массовая доля белка в цельном молоке – 3,1 %.

При расчете массовой доли жира нормализованного молока впроизводстве сыра формула (17) принимает вид

где Ж_с, Б_с – массовая доля соответственно жира и белка в сыре, %. Если заменим и обозначим

K₁ ∙ K₂ ∙ K₃ = K то получим, что

(18)

где С_с – массовая доля сухих веществ в сыре, %

Между массовой долей жира в сыре Ж_с и сухом веществе сыра Ж_с.в существует зависимость

(19)

Подставим (19) в (18), получим формулу для определения массовой доли жира в нормализованном молоке при производстве сыра

где К – коэффициент, определяемый опытным путем (для сыров с массовой долей жира в сухом веществе сыра 50% K=2,15; 45% – K=2,02; 40% – К=1,9); Ж_с.в – нормативная массовая доля жира в сухом веществе сыра, %.

Если обозначить , то расчетная формула примет вид

где К_р – расчетный коэффициент.

Этот формула применяется в практике сыроделия, при этом расчетный коэффициент определяют опытным путем. Для этого проводят несколько выработок сыра, устанавливая ориентировочную жирность нормализованного молока при помощи таблицы, имеющейся в технологической инструкции по производству сыра. В исходном молоке определяют массовую долю белка, а в сыре после прессования – массовую долю жира в сухом веществе. Последняя должна быть на 1-1,5 % выше стандартной ( с учетом того, что в результате посолки величина массовой доли жира в сухом веществе сыра уменьшается). При несоответствии фактической массовой доли жира в сухом веществе сыра после прессования заданному значению рассчитывают поправочный коэффициент:

где Ж_т – требуемая массовая доля жира в сухом веществе сыра после прессования, %; Ж_ф – фактическая массовая доля жира в сухом веществе сыра после прессования, %.

При последующих выработках сыра ориентировочную жирность нормализованного молока корректируют по формуле

где Ж_н.м.у – масслвая доля жира в нормализованном молоке, уточненная при опытных выработках сыра, %; Ж_н.м.ор – массовая доля жира в нормализованном молоке ориентировочная, %.

Из нормализованной смеси с уточненной массовой долей жира вырабатывают сыр. В случае несоответствия массовой доли жира в сухом веществе сыра после прессования заданному значению жирность смеси уточняют еще раз, добиваясь получения в двух-трех выработках подряд требуемой массовой доли жира в сухом веществе сыра после прессования.

Затем находят расчетный коэффициент

Расчетный коэффициент следует уточнять по мере необходимости не реже 1 раза в месяц.

МОЛОЧНЫЕ КОНСЕРВЫ

При выработке молочных консервов в нормализованном молоке отношение между жиром и сухим обезжиренным остатком Ж_н.м/ СОМО_н.мдолжно быть таким, чтобы обеспечить стандартное отношение этих частей молока в готовом продукте.

В цельном молоке отношение Ж_м / СОМО_м колеблется от 0,39 до 0,69, а в сухих и сгущенных молочных продуктах Ж_г / СОМО_г – от 3,3 до 0,193. Таким образом, в производстве молочных консервов необходимо изменять соотношение между жиром и сухим обезжиренным остатком в молоке от 0,39–0,69 до 3,3–0,193.

Кроме того, следует учитывать непропорциональность относительных потерь жира и сухого вещества, которая обозначается коэффициентом К.

Если Ж_м / СОМО_м = (Ж_г / СОМО_г) ∙К, то молоко не требует нормализации.

Если Ж_м / СОМО_м < (Ж_г / СОМО_г) ∙К, то при нормализации молока используют сливки.

Обозначим Ж_г / СОМО_г = О_пр, массу сливок найдем по формуле

где СОМО_сл – массовая доля сухого обезжиренного молочного остатка в сливках, %.

Массу нормализованного молока определяют как m_н.м=m_м+m_сл.

Массовую долю жира в нормализованном молоке определяют по формуле

Если Ж_м / СОМО_м> (Ж_г / СОМО_г)∙К, то для нормализации используют обезжиренное молоко или пахту.

Массу обезжиренного молока и пахты определяют по формулам

где СОМО_об и СОМО_пах – массовая доля сухого обезжиренного молочного остатка соответственно в обезжиренном молоке и пахте, %.

Тогда т_н.м = т_м + т_об, или m_{н м} = m_м + m_пах

Для группы молочных консервов, в которых нормировано содержание сахарозы, массу сахара можно рассчитать по формулам

или

где САХ_пр – массовая доля сахара в продукте, %, K_сах – коэффициент, учитывающий потери сахара; С_н.м и С_г– массовая доля сухого молочного остатка соответственно в нормализованном молоке и продукте, %.

Аналогично можно рассчитать массу любого наполнителя

или

где НАП_пр – массовая доля наполнителя в продукте, %; К_нап – коэффициент, учитывающий потери наполнителя..