ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВИРОБНИЦТВА ПЛАВЛЕНОГО СИРУ

МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ І ПРОДОВОЛЬСТВА УКРАЇНИ

Таврійський державний агротехнологічний університет

Кафедра ОПХВ

Лабораторна робота

Апарати для плавлення сирної маси

методичні рекомендації

до виконання лабораторної роботи

З дисципліни

"Технологічне обладнання галузі"

для студентів спеціальності

«Машинобудування»

Мелітополь

2012

Розробили: проф., к.т.н. Ялпачик Ф.Ю., доц., к.т.н. Гвоздєв О.В.

Рецензент: доц., к.т.н. Білокопитов О.В.

Розглянуто і затверджено на засіданні кафедри ОПХВ

«__» «__________» 2012 р., протокол №

Рекомендовано методичною комісією факультету ІКТ

«__» «__________» 2012 р., протокол №

Лабораторна робота №

АПАРАТИ ДЛЯ ПЛАВЛЕННЯ СИРНОЇ МАСИ

1. МЕТА РОБОТИ: отримання знань по призначенню,будові, принципу дії та розрахункахапаратів для плавлення сирної маси при виробництві плавленого сиру.

ЗАДАЧІ РОБОТИ

– вивчити:

1) Класифікацію машин для плавлення сиру;

2) Технологічну схему виробництва плавленого сиру;

3) Будову та принцип дії плавителів;

4) Розрахунок плавителя сиру.

– ознайомитись;

1) З асортиментом плавлених сирів;

2) З пороками плавлених сирів.

ЗАВДАННЯ НА САМОСТІЙНУ РОБОТУ

– повторити:

1)Технологіювиробництваплавленого сиру;

2)Фізико-технологічніосновипроцесувиробництва плавленого сиру;

3)Технологічнівимогидосировини, готовоїпродукціїі обладнанняпривиробництвіплавленого сиру.

Післявиконанняроботистудентповинен:

– знати:

1) Призначення машин і обладнання;

2) Будову машин і обладнання;

3)  Методику розрахунку плавителів;

4) Правила експлуатації машин і обладнання;

5) Переваги та недоліки машин і обладнання, які використовуються при виробництві плавленого сиру;

– вміти:

1) Складати технологічну схему роботи машин і обладнання;

2) Складати кінематичну схему машин і обладнання;

3) Виконувати основні розрахунки плавителів;

4) Виконувати основні регулювання (експлуатаційні татехнологічні) машин і обладнання.

ОПИС ЛАБОРАТОРНОГО МІСЦЯ

На лабораторному місці повинні бути:

1) Машини і обладнання, що вивчаються

2) Необхідний інструмент для виконання регулювань

3) Методичний посібник і завдання

4) Практикум до роботи

5) Необхідна література

5. ОБ`ЄМ  ВИКОНАННЯ РОБОТИ

5.1.Вивчити призначення, будову, принцип роботи, основні характеристики і правила використання

1. Технологічну схему роботи фризера періодичної дії [Рис. А1].

2. Фризера ФМ–1 [Рис. Б1].

3. Фризера ОФА [Рис. Б2].

4. Фризера ОФА - М [Рис. Б4].

5.2. Ознайомитися з конструкцією, призначенням,правилами використання та основними регулюваннями

1. Технологічної схемою роботи фризера безперервної дії [Рис. А2].

2. Фризера ОФН [Рис. Б5].

3. Фризерів ФМН-1, "Белгородец" та ФМ-2М [Рис. Б7, Б8, Б9].

5.3 Виконати розрахунок плавителя періодичної дії згідно з варіантомзавдання (ДОДАТОК Б).

ЗМІСТ ЗВІТУ

В процесі виконання роботи студент готує звіт по роботі, в який, як правило, входить інформація у відповідності із завданням на роботу.

Оформлення звіту виконується згідно вимогам ГОСТ 2.105-79 "Загальні вимоги до текстових документів".

Звіт повинен містити:

1) Номер, найменування та мету роботи

2) Основні відомості про машини

3) Технологічні і кінематичні схеми

4) Результати аналізу конструкцій машин і можливінапрямки їх вдосконалення.

5) Розрахунок фризера періодичної дії.

Примітка: обсяг звіту студент встановлює самостійно.

Матеріал роботи входить у відповідні модулі, а ступінь усвоення матеріалу контролюється при здачі модуля.

ПИТАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1) Класифікація машин і обладнання для здійснення процесу плавлення.

2) Плавитель періодичної дії, будова та принцип дії.

3) Плавитель безперервної дії, будова та принцип дії.

4)  Які переваги мають плавителі безперервної дії?

5)  Основні розрахунки плавителів.

6) Яке обладнання застосовується для подрібнення сиру перед плавленням?

7) Надайте схему лінії з виробництва плавленого сиру.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ПО ВИКОНАННЮ РОБОТИ

1) Згідно з поставленою метою роботи студент повиненз'ясувати, що потрібно знати і вміти по закінченню виконанняроботи.

2) Згідно з обсягом виконання роботи студент вивчаєпризначення, будову і принцип дії машин і обладнання.

3)У відповідності до пункту 5.1 студент креслить технологічні та кінематичні схеми вивчених машин.

4)Згідно з пунктом 5.2 студент ознайомлюється з конструкцією,призначенням машин.

5) У відповідності до пункту 5.3 студентздійснює розрахунокплавителязгідно з варіантом завдання (ДОДАТОК Б).

6) До захисту звіту з даної лабораторної роботи студент готується за пунктом 7.

Лабораторна робота розрахована на 4 години.

ЛІТЕРАТУРА

1. Гвоздев О.В. Технологічне обладнання для переробки продукції тваринництва: Навчальний посібник /О.В. Гвоздев, Ф.Ю. Ялпачик, Ю.П. Рогач, Л.М. Кюрчева. - Суми: Довкілля, 2004. - 420 с.

2.Притико В. П. Машины и аппараты молочной промышленности. - 2-е изд. /В. П. Притико,В.Г. Лунгрен. - М.: Пищевая промышленность, 1979.- 320 с.

3. Лукьянов Н. Я.Оборудование предприятий молочной промышленности /Н. Я. Лукьянов, Н. В. Барановский - М.: Пищевая промышленность, 1968. – 406 с.

4. Сурков В. Д.Технологическое оборудование предприятий молочной промышленности / В. Д. Сурков, Н. Н. Липатов, Н. В.Барановский. - М.:Пищевая промышленность, 1970. – 625 с.

5. Машины, оборудование, приборы и средства автоматизации для перерабатывающих отраслей АЛПК. Каталог. Т. 1, Ч.З. Молочная промышленность - М.: АгроНИИТЗНИТО. 1990.

6. Гвоздев О.В. Машини й устаткування для переробки продукції тваринництва. Курс лекцій по дисципліни "Механізація переробки сільськогосподарської продукції" Мелітополь, ТДАТА. 2001.- 130 с.

7. Бавидов Р. Справочник по молочному делу / Р. Бавидов. – М. : Сельскохозяйственная литература, 1958. – 196 с.

8.Технология молока и молочных продуктов / [ Дьяченко П. Ф., Коваленко М. С., Грищенко А. Д., Чеботарев А. И.]. – М. : "Пищевая промышленность", 1974. – 447 с.

АСОРТИМЕНТ ПЛАВЛЕНИХ СИРІВ

Постійно зростаючі обсяги виробництва плавлених сирів обумовлені високою енергетичною цінністю їх, стійкістю при зберіганні і транспортуванні. Енергетична цінність плавлених сирів визначається вмістом білків і жирів.

Найбагатші білками і жиром плавлені сири, що виробляються переважно з натуральних зрілих сичужних сирів (видові і консервні плавлені сири). В них міститься 20-23% білка, 22-27% жиру, енергетична цінність сирів становить близько 300-320 ккал на 100 г. Плавлені сири, що виробляються на основі нежирного сиру (міський, ковбасні копчені сири тощо), Містять 23 - 24% білка, 13-19% жиру і близько 2% лактози, енергетична цінність сирів цієї групи 220-270 ккал на 100 г.

Плавлені сири містять всі необхідні для організму людини мікроелементи: цинк, мідь, марганець, йод, кобальт. Цінним джерелом збагачення плавлених сирів мікроелементами є молочна сироватка, використовувана в свіжому, згущеному і сухому вигляді. У свіжій сироватці в середньому міститься заліза 674 мкг / кг, цинку 3108, міді та кобальту 7,6 та 0085 мкг / кг. З вітамінів в плавлених сирах найбільшою мірою представлені вітаміни В₂ і А. У 100 г плавлених сирів типу радянського, російського кількість цих вітамінів становить 15-20 % від добової потреби дорослої людини. Плавлені сири можна збагачувати вітамінами шляхом введення в розплавлену сирну масу синтетичних вітамінів і наповнювачів: вітамінізованих жирів, фруктів, овочів, соків та ін.

Розробка технології плавлених сирів належить А. П. Садоковому, Ш. Г. Гонашвілі, Н. І. Єгорову, А. Ф. Війткевич. Ними розкрито значення буферного рН сирної маси, визначено фізико-хімічні зміни білків в процесі плавлення, встановлено вплив різних реагентів на процес плавлення і характер змін мікрофлори плавленого сиру; С. М. Барканом було теоретично обґрунтовано дію солей-плавителей та розроблено способи їх підбору у виробничих умовах. Він вперше дослідив структурно-механічні властивості плавлених сирів, що дозволяють об'єктивно оцінювати їх консистенцію.

Асортимент плавлених сирів. Плавлені сири залежно від форми упаковки, консистенції, смакових особливостей, способу обробки н призначення поділяють на шість груп:

-  до першої групи - сири плавлені ломтеві - відносяться Радянський, Російський, Чеддер, Голландський, Костромський, Латвійський, Міський, гострий з перцем, зі спеціями, особливий, столовий, "Осінь", Балтійський, балтійський з тмином, до пива, "Нептун", з копченими м'ясопродуктами, з томатним соусом, особливий з перцем, з томатом, з гірчицею, з аджикою, з тмином;

- до другої групи - сири плавлені ковбасні - відносяться ковбасний копчений, ковбасний копчений з перцем, ковбасний мисливський, ковбасний мисливський зі спеціями, туристський, туристський з перцем, з тмином;

- до третьої групи - сири плавлені пастоподібні - відносяться Углицький вершковий, Невський вершковий, "Янтар", "Корал", "Дружба", "Хвиля", "Літо", рокфор, кисломолочний, з цибулею, з петрушкою, "Цибулька", "Перчинка", "Пінгвін", "Чіполіно", паштетний, кавказький;

- до четвертої групи - сири плавлені солодкі - відносяться "Омичка", шоколадний кавовий, фруктовий, медовий, м'ятний, "Казка", з горіхами, "Світлячок", "Ласунчик", "Попелюшка", цитрусовий;

- до п'ятої групі - сири плавлені консервні - відносяться стерилізований, пастеризований, пастеризований з шинкою, в порошку;

- до шостої групи - сири плавлені до обіду - відносяться сири з грибами для супу, для овочевих страв, для макаронних страв, з білими грибами.

ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВИРОБНИЦТВА ПЛАВЛЕНОГО СИРУ

Плавлений сир представляє собою продукт, що виробляється з різних сирів, сиру, масла та інших молочних продуктів зі спеціями чи без них шляхом теплової обробки з додаванням спеціальних солей-плавителів.
і спеції повинні відповідати вимогам чинної нормативно-технічної документації.

Технологічний процес включає такі операції:
1. Підбір сировини;
2. Попередня підготовка;
3. Подрібнення сировини;
4. Складання суміші;
5. Плавлення;
6. Фасовка і упаковка;
7. Охолодження;
8. Зберігання.

Підбір сировиниздійснюється в залежності від виду готового продукту, користуючись маркою вихідної сировини. Кращі результати отримують при переробці сирів середнього ступеня зрілості, рН від 5,3 до 5,7. При відсутності сировини необхідної зрілості підбирають молоді і перестиглі сири з таким розрахунком, щоб суміш їх за ступенем зрілості відповідала вищевказаним показникам. Підбір сировини за ступенем зрілості можна проводити на підставі органолептичних показників і дати виробництва сирів.

Попередня обробка. Сири за допомогою ножів очищають від парафіну, кірки, сир від плісняви і слизу, масло від штаффу і нарізають на невеликі шматки (50-70 мм) для подрібнення та складають у лотки для інгредієнтів. Рідкі наповнювачі, якщо такі необхідні за рецептурою, фільтрують, спеції дезінфікують, обробляючи окропом.

Подрібнення сировини. Подрібнення інгредієнтів проводиться до досягнення шматочками сиру розміру 3-8 мм, цей процес можна здійснювати на м'ясорубці або вовчку, згідно з  паспортом. Кожен вид сировини подрібнюють роздільно і завантажують в окремі лоточки.

Складання суміші.Для складання суміші користуються формулами матеріального балансу з розрахунком отримання готової продукції необхідної жирності і вологості. Спочатку визначають зразкове співвідношення компонентів суміші сичужних жирних сирів, нежирного сиру та ін., потім за даними хімічного аналізу сировини розраховують кількість сухих речовин та вміст жиру в кожному вигляді сировини, визначаючи в підсумку, яка кількість жиру і сухих речовин необхідно відняти або додати.

Підбір солей-плавителів. Смак і консистенція плавленого сиру, стій-кість його при зберіганні залежать від якості застосовуваної сировини, а також від фізико-хімічних властивостей і якості застосовуваних солей-плавителів. Загальна кількість солей, що вводяться при плавленні не повинна перевищувати 3%, фосфорнокислих солей - 2%. Солі-плавителі застосовують у вигляді водних розчинів. При цьому в розрахунках суміші необхідно враховувати кількість води, що вноситься з ними.

Плавлення підготовленої сирної маси здійснюють у плавителі сиру, згідно паспорта. Порядок закладки сировини залежить від виду вироблюваного плавленого сиру. Так, для сирів 45-60% жирності можна рекомендувати наступний порядок закладки компонентів: у плавники вносять всі компоненти суміші крім вершкового масла, масу подплавляют до 65-70 °С. Після цього вносять масло і плавлять до готовності. Для сирів 30-40% жирності щоб уникнути пригара на дно плавники поміщають частина масла, потім жирні сичужні сири і сир, нежирний сир і сухе молоко. В останню чергу в плавителі вносять солі-плавителі, воду, масу підплавляють і вносять решту масла.

Сирну суміш плавлять при температурі 75-90°С з витримкою при даній температурі 15-20 хв., що сприяє отриманню однорідної сирної маси без включення не розплавлених частинок сиру. Закінчення процесу плавлення визначають за станом маси, яка стає однорідною і досить текучою, а також не має не розплавлених частинок сиру. Погане набрякання маси є ознакою нестачі солей-плавителів або неправильного режиму плавлення.

Для збереження плавлених сирів від пліснявіння доцільно використовувати сорбінову кислоту, яка є фунгіцидною речовиною. Сорбінову кислоту вносять в кінці плавлення (з розрахунку 0,1% до загальної маси компонентів), заздалегідь розмішавши її в невеликій кількості води температурою 25-30 °С, яка враховується при розрахунку рецептури.

Для запобігання плавлених сирів, особливо пастоподібних, від можливості спучування рекомендується використовувати низин. Низин - антибіотик, що утворюється деякими штамами Str.lactis. За хімічним складом низин поліпептид.

У плавлений сир препарат низин вносять з розрахунку 1,5 г на 10 кг готового продукту (150 од / г). Розраховану кількість препарату низину вносять у сухому вигляді безпосередньо в суміш перед плавленням або з сухими компонентами (вершками, молоком, сироваткою), попередньо ретельно перемішавши.

Фасовка розплавленої сирної маси. Розплавлену сирну масу в гарячому стані направляють на фасування. Фасовка може здійснюється в пластикові стаканчики вагою 200-250 грам на автоматі розфасовки (згідно паспорту);

Охолодження.Після фасовки плавлені сири відразу піддають охолодженню. Способи охолодження можуть бути різними:

•в холодильних камерах середньотемпературних;

•в спеціальних приміщеннях на стелажах або візках при температурі повітря не вище 10 ° С.

Тривалість охолодження 6-12 годин.

Умови зберігання і транспортування сиру. Температура охолодження сиру, при якій його можна упакувати в ящики, повинна бути не вище 15 ° С. Температура плавленого сиру, виробленого з підприємства, повинна бути не вище 10 ° С. Упакований сир зберігають на складах, торговельних базах і холодильниках при температурі від 0 до мінус 4 °С і відносній вологості повітря відповідно 85-90% і 80-85%.

Сир, відібраний для переробки (рис. 1) подають у машину 1 для зняття па-

рафіну чи плівки, а потім на стелаж для розморожування сиру 2, після чого зачищають корковий шар і пошкоджені місця, видаляють казеїнові цифри. Зачищений сир направляють у вовчок 3. Подрібнену сировину з проміжної пересувної ємності 4 подають в апарат для змішування та плавлення сирної маси 5. Масло і вершки пластичні зачищають з поверхні від штаффу, розрізують на шматки і направляють у проміжну ємність 5. Всі компоненти подають в апарат для плавління 5. Приготований розчин солі-плавителя також подають у апарат для плавління 5. Розплавлену масу фасують в банки, які потім направляють в камеру охолодження 7.

Рис. 1– Технологічна схема виробництва плавленого сиру

1 - очисник парафіну; 2 - стелаж для розморожування сиру; 3 – вовчок; 4 - проміжна пересувна ємність; 5 – плавитель сиру; 6 – фасувальний автомат для розфасовки плавленого сиру;7 - холодильна камера.

ПОРОКИ ПЛАВЛЕНИХ СИРІВ

Можливими причинами появи пороків плавлених сирів можуть бути: недостатня кількість солей-плавителей, порушення технологічного процесу (неправильний підбір сировини, недостатня обробка сирів, порушення режимів плавлення, розливу й охолодження); погана упаковка (дефекти алюмінієвої фольги, полімерних матеріалів, погане закладення брикетів сиру, сира тара); незадовільні умови зберігання і транспортування.

Пороки смаку і запаху. Слабко виражені смак і запах. Порок частіше спостерігається у видових плавлених сирів (радянський, голландський, костромський та ін.). Причина утворення пороку - використання натуральних сирів з недостатньо вираженим для даного виду сиру смаком і запахом. Частіше це спостерігається при переробці сичужних сирів з низькою вологістю і сирів з підвищеним вмістом натрію хлориду. Порок можна попередити, якщо до таких сирів при складанні суміші додати 15-20% зрілого або перезрілого сиру того ж найменування з добре вираженими смаком і запахом.

Кормові присмаки. Порок обумовлений переробкою натуральних сичужних сирів з цими вадами. Слабко виражені кормові присмаки можна усунути при плавленні під вакуумом, підвищення температури плавлення до 95-98°С, коли сирна маса набуває присмаку пастеризації. Кормові присмаки усуваються при переробці сирів з додаванням спецій або наповнювачів.

Нетипові для даного виду сиру смак або запах. Причиною пороку (наявність аміачного присмаку і запаху у плавлених сирів костромського і голландського) є переробка твердих сичужних сирів типу голландського з підпрілою кіркою, з кіркою, ураженою сирним слизом або цвіллю. Для усунення вад сири ретельно миють і плавлять їх під вакуумом.

Зайво аміачні, слабо затхлі смак і запах. Вади виникають при надлишковому розвитку сирного слизу і луготвірних бактерій у використовуваній сировині. Для усунення цих вад сири необхідно ретельно мити і обполіскувати, використовувати сири з надмірно аміачним смаком в суміші зі свіжим несолоним сиром, додавати хлорид натрію в сирну суміш до вмісту, передбаченого стандартом.

Затхлі смак і запах. Порок спостерігається при використанні сировини з присмаком, затхлим частіше нежирного сиру, що виробляється з молока, забрудненого сторонньої мікрофлорою, або сирів з погано захищеної кіркою. Попередження пороку полягає в підвищенні вимог до заводу-виробника нежирного сиру. При переробці сирів з затхлим смаком (їх ретельно обробляють і замочують у сироватці; зменшують кількість в рецептурі і підвищують температуру плавлення сиру до 90-95°С. Готовий продукт після фасування швидко охолоджують і зберігають при температурі – 3°С.

Зайво кислі (консистенції сиру) смак і запах. Порок виникає у сирах при використанні надмірної кількості сиру з підвищеною кислотністю. Для попередження цієї вади необхідно дотримуватися затверджених рецептур.

Гіркий смак. Порок може викликатися гіркотою вихідної сировини, неправильним застосуванням гідрофосфату натрію, тобто додатковим його внесенням у процесі плавлення, надмірною кількістю солей-плавителей. Для усунення гіркого присмаку необхідно виявити причину його утворення.

Гіркий смак у плавлених сирів може з'являтися також при використанні нежирного сиру з підвищеним вмістом натрію хлориду і солей магнію. Для запобігання пороку нежирний сир використовують в невеликих кількостях в суміші зі свіжим, несолоним нежирним сиром.

Згірклий смак. Порок виникає при переробці подрібненого жирного сичужного сиру, що довго зберігався при підвищеній температурі навколишнього середовища. Відбувається окислення молочного жиру киснем повітря. Поява цвілі призводить до розпаду молочного жиру з утворенням олійною та інших кислот. Для запобігання пороку не слід зберігати подрібнену сирну масу і використовувати при виробленні плавлених сирів сировину з прогірклим смаком.

Лужний, мильний присмаки. Порок виникає при внесенні зайвої кількості лужного реагенту: гідрофосфату натрію, триполіфосфату натрію і питної соди. При надмірному використанні лужної солі-плавителя підвищується водневий показник (рН вище 6), що призводить до утворення кристалів солей в плавленому сирі (вада піщанистість) і різко знижується стійкість готового продукту при зберіганні. Заходи запобігання пороку - не допускати надмірної кількості солей-плавителів при виробленні плавлених сирів, використовувати триполіфосфат натрію тільки в розчині зі слабко кислими солями конденсованих фосфатів, систематично контролювати pН плавлених сирів, який повинен бути 5,6-5,8.

Пороки консистенції. Борошниста консистенція. Сутність пороку - недолік в суміші незрілих сирів (17-19% розчинного азоту). Кислотність сировини нижче 5,2 або при використанні недостатньо активної солі-плавителя. Порок можна усунути, якщо скласти суміш зі зрілої сировини (20-25% розчинного азоту) підібрати сіль-плавитель (замінити гідрофосфат натрію, наприклад солями лимонної кислоти, а також правильно визначити їх дози).

Пухка консистенція. Порок з'являється при переробці перезрілих сирів (понад 35% розчинного азоту) з рН вище 6. Порок усувається правильним підбором сировини за ступенем зрілості.

Зайво тверда, груба консистенція. Порок з'являється при використанні недостатньо зрілих, сирів (14-15% розчинного азоту) і зниженого вмісту вологи в готовому продукті. Порок можна усунути правильним підбором суміші сировини і збільшенням вологи до встановленої норми.

Клейка, липка консистенція. Порок викликається низьким рН плавленого сиру (6,2-6,3), а також низьким вмістом жиру і сухої речовини (масова частка вологи 60%). Порок усувається підвищенням кислотності плавленого сиру, зменшенням вологи і збільшенням жиру в сухій речовині сиру.

Нерозплавлені зерна білка в тісті. Порок з'являється при грубому подрібненні нежирного сиру і відсутності попереднього дозрівання подрібненої сировини з солями-плавителями. Порок усувається при тонкому подрібненні сировини, застосуванні короткочасного дозрівання подрібненого сиру з розчином солей-плавителей і фільтруванні гарячої сирної маси.

Порок кольору сирного тіста. Порок нерівномірногокольору тіста спостерігається при фасуванні сирної маси з різних апаратів плавлення з неоднаковим відтінком кольору. Порок виключається при дотриманні певного режиму плавлення.

Пороки зовнішнього вигляду. Деформація упакованих у фольгу брикетів. Порок викликається недостатнім регулюванням роботи автомата. Своєчасне налагодження автомата виключає порок.

Корозія фольги. Порок з'являється при зберіганні плавленого сиру. Причина пороку - нерівномірне або тонке лакування фольги, зберігання сиру при позитивній температурі і високій відносній вологості повітря 90 - 95 %. Порок усувається шляхом контролю за якістю фольги, що надходить, і режиму зберігання сиру.

Наявність цвілі на сирі. Порок спостерігається в пазах закладення фольги і на поверхні сирної маси при стисканні в полістирольні коробочки. Причина пороку - обсіменіння плавленого сиру спорами цвілі в результаті не герметичності упаковки або зберігання продукту при підвищеній (90 - 95 %) вологості повітря.