Технологическая схема производства и особенности технологического процесса сливок

Характеристика и теоретические основы производства сливок

Сливки – это молочный продукт, наиболее жирная часть молока (из 350 г свежего молока вырабатывается лишь 100 г сливок). Сливки бывают натуральными (получаются путем сепарирования цельного коровьего молока) и восстановленные из сухих сливок. Для непосредственного потребления вырабатывают в пастеризованном и стерилизованном виде. Пастеризованные сливки выпускают с массовой долей жира 10, 20, 23, 33 и 35% (35, 62,73 и 78% сливки используются в качестве полуфабриката для получения взбитых сливок, сметаны и масла), пастеризованные с добавлением сахара, какао, ванилина, плодово-ягодных сиропов, подвергаются взбиванию; стерилизованные – 10%, для детей выпускают сливки детские жирностью 10%; производят сливочные напитки с наполнителями: сладкий, сладкий с какао, с кофе; также выпускают вырые сливки для дальнейшей переработки. Для изготовления сливок применяют молоко не ниже II сорта кислотностью не выше 19 Т по ГОСТ 13264; сливки, поступающие с периферийных заводов, кислотностью плазмы не более 24 Т; сухие и пластические сливки (с содержание жира 73%). Кислотность плазмы определяют по формуле:

Кп=100Ксл/(100 - Жсл),

Где Ксл – кислотность сливок; Жсл – массовая доля жира в сливках, %.

Сливки содержат 59-82,2% воды; 17,8-41% сухого вещества, в том числе: 10, 20 или 35% жира, 2,5-3% белка и 3-4% углеводов; золы 0,4-0,6%. Также содержат витамины А, D, C, группы В. Энергетическая ценность 100 г сливок 206 ккал или 863 кДж. Сливки являются калорийным и легкоусвояемым продуктом.

Теоретические основы производства сливок на примере пастеризованных

Технологический процесс производства пастеризованных сливок состоит из следующих операций:

Приемка и подготовка сырья.

Нормализация сливок.

Пастеризация.

Охлаждение.

Розлив.

Упаковывание.

Маркирование.

Хранение.

Первые две операции связаны с приемкой и сепарированием молока, очисткой сливок фильтрованием и подготовкой к нормализации. Сухие сливки восстанавливают в воде температурой 38-45 С, фильтруют и вводят в общую смесь. Пластические сливки разрезают на куски не более 0,5 кг и плавят. Нормализацию сливок проводят в двух случаях: если массовая доля жира в сливках выше нормируемой величины, то добавляют цельное или обезжиренное молоко; если массовая доля жира в сливках ниже нормируемой величины, то добавляют сливки с более высоким содержанием жира. Смесь для нормализации с использованием сухих и пластических сливок составляют согласно рецептуре:

Сырье. Сливки с массовой долей жира 20%Молоко: нормализованное с массовой долей жира3,2% 533,3 272,2 882,2 379,2 сухое обезжиренное – 18,8 - Сливки с массовой долей жира, %: 20 – свежие – 248 - 499 42 – сухие 99,2 100 - - 73 – пластические 56,6 - 99 121,8 Вода питьевая310,9-379,2.

Сливки гомогенизируют при давлении 5–10 МПа и температуре 60-80 С. Затем их пастеризуют: сливки с массовой долей жира 10% - при 80 С; 20 и 30% при 85 С с выдержкой 15-20 с. Пастеризованные сливки охлаждают до температуры не выше 6 С и направляют на розлив и упаковывание. Хранят сливки не более 24 ч при температуре 3-6 С. Готовые пастеризованные сливки должны соответствовать следующим микробиологическим показателям: Сливки Общее количество бактерий в 1 см3, не более Титр кишечной палочки, см3 пастеризованные в бутылках и пакетах: группа А 10 3 группа Б 20 0,3 пастеризованные во флягах 30 0,3

Технологическая схема производства и особенности технологического процесса сливок

Сливки питьевые - это концентрированная жировая часть молока, которую получают сепарированием. Молочная промышленность выпускает в реализацию в зависимости от режима термической обработки пастеризованные и стерилизованные сливки, УВТ - обработанные, УВТ обработанные стерилизованные. Кроме того, вырабатывают взбитые сливки и сливочные напитки с различными наполнителями. Все виды сливок и сливочных напитков предназначены для непосредственного употребления в пищу. В зависимости от содержания жира, вырабатывают сливки с массовой долей жира от 10 до 58 %.

Согласно действующему ГОСТ Р 52091-2003 в зависимости от м.д.жира сливки подразделяют на сливки:

«нежирные» с м.д. жира - не более 10,0 %, 12,0%, 14,0%;

«маложирные» с м.д. жира - не менее 15,0%, 17,0%, 19,0%;

«классические» с м. д. жира - не менее 20,0%; 22,0%; 25,0%; 28,0%; 30,0%; 32,0%; 34,0%;

«жирные» с м.д.жира не менее 35,0%; 37,0%; 40,0%; 42,0%; 45,0%; 48,0%;

«высокожирные» с м. д. жира не менее 50,0%; 52,0%; 55,0%; 58,0%.

В зависимости от вида применяемого сырья сливки классифицируются:

выработанные из нормализованных сливок;

выработанные из восстановленных сливок;

выработанные из рекомбинированных сливок и их смесей.

Технологический процесс производства сливок аналогичен процессу производства молока питьевого и включает следующие операции:

Оценка качества и приёмка молока

Очистка

Охлаждение

Резервирование

Сепарирование молока с целью получения сливок

Нормализация по жиру

Гомогенизация

Пастеризация

Охлаждение

Фасование

Хранение.

Стерилизованные сливки.

Вырабатывают с массовой долей жира 10% при одно- или двухступенчатой стерилизации и однократной стерилизации в потоке с упаковкой в асептических условиях. При одноступенчатой стерилизации сливки пастеризуют при температуре 90 С, гомогенизируют при давлении 11-17 МПа, охлаждают до 65-70 С и разливают в тару. Режим стерилизации сливок в стерилизаторах периодического действия следующий: нагрев до 117 С в течение 15 минут, стерилизация при этой же температуре – 25 минут и охлаждение до 20 С в течение 35 минут. При двухступенчатой стерилизации сливки пастеризуют при температуре 70-79 С, гомогенизируют при давлении 11-17 МПа и стерилизуют в потоке при 135 С, охлаждают до 65-70 С и разливают в тару. Далее сливки в таре стерилизуют повторно в стерилизаторах непрерывного действия при температуре 110 С. Стерилизованные сливки хранят при 20 С в течение 1 месяца. В настоящее время предприятия отрасли производят питьевые стерилизованные сливки путем однократной стерилизации в потоке с упаковыванием в асептических условиях. Этот продукт выпускают с различными оригинальными названиями. Для выработки стерилизованных сливок однократной стерилизацией в потоке применяют: молоко сырое не ниже I сорта по ГОСТ 13264, термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже III группы по ГОСТ 25228; сливки с массовой долей жира не более 30%, кислотностью не более 15 Т, термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже III группы; молоко сухое обезжиренное распылительной сушки по ГОСТ 10970, кислотностью не более 19 Т, термоустойчивостью не ниже III группы. При производстве стерилизованных сливок допускается применение молочного сырья термоустойчивостью по алкогольной пробе IV группы. Для повышения термоустойчивости такого сырья используют соли-стабилизаторы: калий фосфорнокислый двузамещенный пищевой по ТУ 113-25-123; калий фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 2493; калий лимоннокислый 1-водный по ГОСТ 5538; натрий фосфорнокислый двузамещенный по ГОСТ 4172; натрий лимоннокислый 5,50водный по ГОСТ 22280 и другие, разрешенные к применению органами Госсанэпиднадзора. Процесс производства стерилизованных сливок состоит из следующих технологических операций: приемка сырья, его очистка, охлаждение, внесение солей-стабилизаторов, сепарирование, нормализация, пастеризация, предварительный нагрев сливок, деаэрация, гомогенизация, стерилизация, охлаждение, упаковывание и маркирование. Молоко, предназначенное для выработки сливок, очищают на сепараторах-молокоочистителях и охлаждают до 2-6 С. Для сохранения термоустойчивости молока очистку целесообразно проводить без подогрева. Если термоустойчивость молока по алкогольной пробе ниже III группы, добавляют соли-стабилизаторы в количестве до 0,05% в виде водных растворов. После их внесения молоко перемешивают на менее 15 минут и проверяют термоустойчивость, которая должна быть не ниже III группы по алкогольной пробе. Раствор солей-стабилизаторов вносят в сырое или пастеризованное молоко перед сепарированием. Молоко с добавками солей-стабилизаторов хранить не рекомендуется. Сливки пастеризуют при температуре 80 С с выдержкой 20 секунд, а затем охлаждают до 2-6 С. Перед стерилизацией сливок проверяют их термоустойчивость. Сливки, подготовленные к стерилизации, предварительно нагревают до 83 С и подают в деаэратор. После деаэратора сливки температурой 75 С направляют на гомогенизатор, в котором поддерживают давление 10-15 МПа. Затем гомогенизированные сливки стерилизуют при 137 С и выдерживают при этой температуре в течение 4 секунд. Стерилизованные сливки охлаждают до 20 С и направляют на розлив, который осуществляется через стерильную емкость. Готовый продукт по консистенции представляет собой однородную жидкость без наличия хлопьев белка и комочков жира. В сливках допускается незначительный отстой жира, который растворяется при встряхивании. Цвет продукта равномерный от белого до слегка кремового, вкус и запах чистые с легким привкусом кипячения. Стерилизованные сливки фасуют и упаковывают в пакеты из комбинированного материала вместимостью 0,2; 0,25; 0,5 и 1 литр на фасовочных автоматах. Продукт хранят в пакетах при температуре от 0 до 10 С не более 3 месяцев, а при температуре от 10 до 20 С не более 2 месяцев во дня выработки. Таким образом, технологический процесс сливок должен обеспечить получение качественного и в санитарном отношении безопасного продукта с физико-химическими показателями, удовлетворяющими действующей нормативной документации: Продукт Температура при выпуске с предприятия, С Массовая доля, % Плотность, кг/м3, не менее Кислотность, Т, не более Степень чистоты по эталону, не ниже группы жира, не менее витамина С Сливки пастеризованные с массовой долей жира, %: 10 6-8 10 - 1024 19 - 20 6-8 20 - 1024 18 - 30 6-8 35 - 1024 17 - Сливки стерилиз. 10% 20 10 - 1024 19 - Характеристика технологических этапов производства сливок. 1.Очистка молока. Для очистки молока от механических примесей предназначены фильтры различных конструкций (пластинчатые, дисковые, цилиндрические). Фильтрующий материал (марля, ватные фильтры, лавсановая ткань и др.) необходимо периодически заменять. В противном случае фильтры становятся источником обсеменения молока нежелательной посторонней микрофлорой. Для поточности производства в линии монтируют 2 фильтра-очистителя параллельно. Когда в одном фильтре меняют фильтрующую ткань, второй фильтрует молоко. Наиболее совершенным способом очистки молока является использование сепараторов-молокоочистителей. Центробежная очистка молока осуществляется за счет разницы между плотностями частиц плазмы молока и посторонних примесей. Посторонние примеси, обладая большей плотностью, чем плазма молока, отбрасываются к стенке барабана и оседают на ней в виде слизи, которая содержит грязевой, белковый и бактериальный слой. Очистку молока проводят обычно после предварительного подогрева его до температуры 35 - 40 град.С. В ходе центробежной очистки молока удаляются мельчайшие частицы загрязнений, в том числе частицы бактериального происхождения и нетермостойкие скоагулированные белковые частицы.Возможна холодная очистка молока без подогрева, которая эффективна при кислотности молока не выше 18 град.Т и содержании общего количества микроорганизмов в 1 мл молока не выше 500 тыс. клеток Необходимо строго соблюдать периодичность мойки, дезинфекции сепаратора-молокоочистителя. В противном случае аппарат может стать дополнительным источником вторичного обсеменения молока. При правильном ведении центробежной очистки можно значительно снизить общую бактериальную загрязненность молока. Однако удалить соматические клетки таким способом не представляется возможным. Для полного удаления бактериальных клеток из молока применяют бактофугирование. Сущность бактофугирования заключается в удалении из молока до 98 % содержащихся в нем микроорганизмов путем повышения скоростей центрифугирования без применения термической обработки. При бактофугировании происходит удаление из молока погибших бактерий и токсинов, что способствует повышению его качества и стойкости в хранении. После очистки молоко необходимо немедленно охладить до возможно низкой температуры. Оптимальные сроки хранения молока, охлажденного до 4 - 6 град.С, не более 12 ч. При более длительном хранении молока даже в условиях низких температур возникают пороки вкуса и консистенции 2. Сепарирование – это процесс разделения полидисперсной или многокомпонентной жидкостной системы под действием центробежных сил (основано на разности плотностей жировых шариков и плазмы молока). По технологическому значению в молочной промышленности сепарирование применяется для выделения молочного жира из молочного сырья в целях получения высокожирных продуктов (сливок); для нормализации молочного сырья; для центробежной очистки молока от механических и микробиологических примесей. Изобретение сепараторов было связано с необходимостью выделить сливки в большом количестве для получения масла. До появления процесса сепарирования сливки извлекали из молока отстаиванием. Это требовало больших площадей, много посуды и обслуживающего персонала. Сам же процесс отстаивания молока и получения сливок был длительным и продолжался от 10 до 30 часов. С изобретением сепараторов продолжительность выделения сливок была сведена до 3-4 секунд. По виду технологического процесса современные сепараторы можно разделить на сепараторы-молокоочистители и сепараторы-сливкоотделители. По конструктивным признакам различают сепараторы открытые (устаревший тип), полугерметичные и герметичные. Все три вида сепараторов можно применять для выделения жировой и белковой фракции молочного сырья, а также для его очистки от механических и микробиологических примесей. В открытых сепараторах ввод исходного продукта и вывод жидких фракций осуществляется в виде свободной струи при доступа воздуха. В этом случае образуется молочная пена, ухудшающая условия эксплуатации сепараторов. В полугерметичных сепараторах молочное сырье подается свободной струей, а вывод жидких фракций осуществляется под давлением. В герметичных сепараторах и ввод молочного сырья и вывод жидких фракций осуществляются под давлением. Сепарирование молочного сырья в целях выделения жира происходит в сепараторах-сливкоотделителях. Конечные продукты сепарирования – сливки с различной массовой долей жира и обезжиренное молоко (если сепарированию подвергалось цельное молоко), подсырные сливки и обезжиренная сыворотка (если сепарированию подвергалась молочная подсырная сыворотка). Цельное молоко поступает в барабан сепаратора и распределяется тонкими слоями между тарелками. В межтарелочном пространстве жировые шарики как наиболее легкая часть молока оттесняются к оси вращения; обезжиренное молоко как более тяжелая часть молока под действием центробежной силы перемещается к периферии. Распределяясь между тарелками в виде тонких слоев, молоко перемещается с небольшой скоростью, что создает благоприятные условия для наиболее полного отделения жира за короткое время. Под давлением новых порций молока, поступающих в барабан, сливки и обезжиренное молоко поднимаются вверх и вытекают в сборник. Содержание жира в обезжиренном молоке не должно превышать 0,05 %. Оптимальная температура молока при сепарировании 35 - 40 град.С. Сепарирование молока при более высоких температурах (60 - 80 град.С) приводит к вспениванию сливок и обезжиренного молока, дроблению жировых шариков, увеличению содержания жира в обезжиренном молоке. Процесс холодного сепарирования молока характеризуется меньшими энергетическими затратами. Однако производительность сепаратора снижается в 2—3 раза. Перекачивание молока, особенно подогретого, насосами, высокотемпературная тепловая обработка молока перед сепарированием, хранение в течение длительного времени, повышенная кислотность приводят к сверхнормативному отходу жира в обезжиренное молоко, излишним потерям жира при сепарировании. 3. Нормализация. Нормализация проводится в целях регулирования химического состава (массовой доли жира, сухих веществ, углеводов, витаминов, минеральных веществ) до значений, соответствующих стандартам и техническим условиям. Чаще всего нормализацию проводят по массовой доле жира. Основой расчетов при нормализации является уравнение материального баланса по любой составной части, например по содержанию жира (жировой баланс). При нормализации молока по жиру к исходному цельному молоку добавляют обезжиренное молоко или сливки или же от исходного молока отбирают часть сливок путем сепарирования. Процесс осуществляется в емкостях (периодическим способом) или в потоке. При периодическом способе нормализации по жиру в резервуаре смешивают определенное количество цельного молока с рассчитанным количеством обезжиренного молока или сливок в зависимости от массовой доли жира в нормализованном молоке. Нормализацию по сухим веществам проводят путем добавления к исходному молоку сухого или сгущенного обезжиренного молока в соответствии с уравнением материального баланса. При определении массы сухого или сгущенного молока учитывают его растворимость и содержание влаги. 4.Пастеризация Пастеризация осуществляется при температурах ниже точки кипения (от 65 до 95 град.С). Выбор температурно-временных комбинаций режима пастеризации зависит от вида вырабатываемого продукта и применяемого оборудования, обеспечивающих требуемый бактерицидный эффект (не менее 99,98 %), и должен быть направлен на максимальное сохранение первоначальных свойств сливок, их пищевой и биологической ценности. Цели пастеризации следующие: - уничтожение патогенной микрофлоры, получение продукта, безопасного для потребителя в санитарно-гигиеническом отношении; - снижение общей бактериальной обсемененности, разрушение ферментов сырого сливок, вызывающих порчу, снижение их стойкости в хранении; - направленное изменение физико-химических свойств сливок для получения заданных свойств готового продукта, в частности, органолептических свойств, вязкости, плотности сгустка и т. д.Основным критерием надежности пастеризации является режим термической обработки, при котором обеспечивается гибель наиболее стойкого из патогенных микроорганизмов — туберкулезной палочки (температурный оптимум 65 град.С). Косвенным показателем эффективности пастеризации является разрушение фермента фосфатазы, имеющего температурный оптимум несколько выше, чем туберкулезной палочки, поэтому считают, что, если в результате пастеризации разрушена фосфатаза, уничтожены и болезнетворные патогенные микроорганизмы (в частности, туберкулезная палочка). Эффективность пастеризации (в %) выражается отношением количества уничтоженных клеток к содержанию бактериальных клеток в исходном сыром молоке. Эффективность уничтожения остальных микроорганизмов зависит от режимов пастеризации, а также от первоначальной обсемененности сырого молока. Чем больше в исходном молоке сапрофитов, тем ниже эффективность пастеризации. Эффективность пастеризации сливок, хранившихся в течение продолжительного времени, особенно при повышенных температурах, всегда ниже, чем свежих охлажденных, так как при хранении развиваются микроорганизмы кишечного происхождения, более стойкие к температурным воздействиям. Остаточная микрофлора состоит в основном из термофильных стрептококков, микрококков, стрептококков кишечного происхождения, споровых палочек. Оптимальной температурой пастеризации сырых сливок, полученных от благополучных в санитарно-ветеринарном отношении хозяйств, является 72 град.С с выдержкой 15—45 с. При сильном обсеменении молока посторонней микрофлорой режимы пастеризации поднимают до 75—77 град.С с выдержкой 15—35 с. В промышленности принят режим 75—76 град.С с выдержкой 15—20 с, который обеспечивает гигиеническую надежность, уничтожение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, сохранение пищевой и биологической ценности, его защитных факторов. Пастеризация при более высоких температурах (85-87 С) применяется для придания сливкам более выраженного аромата и большей гарантии их чистоты в бактериальном отношении, так как более высокое содержание жира снижает эффективность тепловой обработки. 5. Гомогенизация молока. Гомогенизация молока (сливок, молочной смеси) — процесс дробления жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий. Механизм дробления жировых шариков объясняется следующим образом.В гомогенизирующем клапане на границе седла гомогенизатора и клапанной щели резко изменяется сечение потока. Во время движения по каналу седла и клапанной щели жировая капля меняет направление и скорость движения. При переходе через щель передняя часть капли увлекается с огромной скоростью в поток, вытягивается и отрывается от нее. В то же время оставшаяся часть капли продолжает двигаться через сечение и дробиться на мелкие частицы. Эффективность гомогенизации зависит от многих факторов, обусловленных режимами ее проведения (температура, давление), а также свойствами и составом молока (массовая доля жира и сухих веществ, кислотность, вязкость, плотность). Процесс гомогенизации может быть эффективен только в том случае, когда жир находится в жидком состоянии. Поэтому гомогенизацию следует проводить при температуре не ниже 50 - 60 град.С. С повышением массовой доли жира и сухих веществ продукта температура гомогенизации должна быть выше, что обусловлено его повышенной вязкостью. Давление гомогенизации продуктов с повышенным содержанием жира и сухих веществ должно быть ниже, что обусловлено необходимостью снижения энергетических затрат и обеспечения стабильности жировой эмульсии. В процессе дробления жировых шариков при гомогенизации происходит перераспределение оболочечного вещества. На построение оболочек образовавшихся мелких жировых шариков дополнительно расходуются белки плазмы, что приводит к стабилизации высокодисперсной жировой эмульсии гомогенизированного молока и сливок.В гомогенизированном молоке и сливках средней жирности свободного жира почти не образуется, скопления мелких жировых шариков отсутствуют. При повышении массовой доли жира в результате гомогенизации могут возникать скопления жировых шариков. В настоящее время применяют следующие виды гомогенизации: одно- и двухступенчатую, а также раздельную. При одноступенчатой гомогенизации могут образовываться агрегаты мелких жировых шариков, а при двухступенчатой происходят разрушение этих агрегатов и дальнейшее диспергирование жировых шариков. При раздельной гомогенизации обработке подвергается не все молоко, а только его жировая часть в виде сливок 16—20 %-ной жирности. Сливки гомогенизируют в две ступени, а затем смешивают с обезжиренным молоком. Раздельная гомогенизация позволяет значительно снизить энергозатраты. При гомогенизации отмечается повышение температуры молока на 5—10 град.С, что необходимо учитывать при дальнейших технологических процессах. Стерилизация Стерилизация сливок проводится в целях получения безопасного в санитарно-гигиеническом отношении продукта и обеспечения его длительного хранения при температуре окружающей среды без изменения качества. Из известных способов стерилизации (химический, механический, радиоактивный, электрический, тепловой) наиболее надежным, экономически выгодным и нашедшим широкое применение в промышленности является тепловой. Сущность тепловой стерилизации заключается в тепловой обработке сливок при температуре выше 100 град.С с выдержкой в целях уничтожения в них всех бактерий и их спор, инактивации ферментов при минимальном изменении вкуса, цвета и питательной ценности. Эффективность стерилизации находится в прямой зависимости от температуры и продолжительности ее воздействия. В молочной промышленности стерилизация молочных продуктов осуществляется в таре и в потоке. Стерилизация молочного продукта в таре может осуществляться одноступенчатым способом (после розлива в тару и ее герметичной укупорки при 110— 120 град.С с выдержкой 15—30 мин) и двухступенчатым (первоначально в потоке сначала до розлива в тару при 130—150 град.С в течение нескольких секунд, затем вторично после розлива продукта в тару и ее герметичной укупорки при 110— 118 град.С в течение 10—20 мин). Готовый продукт можно хранить и употреблять в течение года. Для упаковывания этого продукта обычно используют стеклянные бутылки или жестяные банки. Наиболее прогрессивной является стерилизация продукта в потоке при ультравысокотемпературном режиме (135—150 град.С с выдержкой несколько секунд) с последующим фасованием его в асептических условиях в стерильную тару. Ультравысокотемпературная (УВТ) обработка позволяет увеличить продолжительность хранения продуктов до 6 месяцев. При фасовании молочных продуктов в асептических условиях применяют пакеты из комбинированного материала, пластмассовые бутылки, пакеты из полимерного материала, а также металлические банки и стеклянные бутылки. Сливки, стерилизованные в потоке при ультравысокотемпературных режимах с кратковременной выдержкой, по своим качественным показателям приближается к пастеризованным.