Разработка технологии производства сгущенного молока с сахаром

Содержание пояснительной записки

Введение 2

1. Литературный обзор. Вывод литературного обзора 3

2. Цели и задачи исследования 30

3. Методика исследования 31

4. Экспериментальная часть 45

4.1. Приборы и посуда 45

4.2 Разработка вакуум-выпарной установки 46

4.3 Схема проведения исследований 47

4.4 Эксперимент 1 50

4.5 Эксперимент 2 60

5. Обсуждение результатов 69

6. Экономическая эффективность 77

Выводы 79

Приложения 83

Библиографический список 85

Введение

В последние 10 лет в России активно развиваются новые направления производства, связанные с выработкой продуктов со сложным жировым составом. В состав таких продуктов наряду с молочным жиром входят растительные масла и продукты их модификаций. Большой интерес к производству продуктов со сложным жировым составом обусловлен формированием новых взглядов на рациональное питание, развитием современных технологий, дефицитом качественного молочного сырья и высокой его стоимостью, ростом конкуренции со стороны импортной продукции.

Структура потребления явно смещается в сторону масел со сложным жировым составом. Это не только продукт с хорошим соотношением цена – качество, но и удовлетворяющие определённые потребности потребителя по жирности и составу жиров, в том числе и как продукты здорового питания.

Использование сухого молока в качестве сырья позволит решить такие проблемы как сезонный дефицит молока и позволит снизить себестоимость продукта за счет того, что существует возможность восстановления сухого молока до более высокого содержания сухих веществ, чем в обычном молоке.

1 Литературный обзор

1.1Российский рынок молочных консервов

1.1.1 Производство молочных консервов

Производство молочных консервов в России непрерывно растет. Стойкие и транспортабельные, они дают возможность потреблять молоко в тех регионах, в которых отсутствует молочное скотоводство. Для туристов и экипажей кораблей эти продукты просто незаменимы.

Все более широкое применение они находят в домашнем применении. В дальнейшем потребление молочных консервов будет увеличиваться, так как расширяется их ассортимент [13].

За 2003 г. производство молочных консервов в целом по России выросло на 7,1% по сравнению с предыдущим 2002 г. и составило 581,0 туб [1].

Можно выделить округа, где произошло увеличение выработки молочных консервов по отношению к прошлому году: Центральный – объем производства вырос на 12%; Южный ­­ – на 31%; Сибирский – на 2%.

Однако на фоне общего роста производства молочных консервов существуют округа, где объем их выпуска за данный период снизился. К ним относятся: Северо-Западный, Приволжский, Уральский.

В табл. 1 представлено соотношение объемов производства молочных консервов за 2003 г. по отношению к предыдущему году в разрезе федеральных округов[1].

Таблица 1.1. Производство молочных консервов за 2003,2002гг [1].

На рис.1.1 показана доля основных федеральных округов – производителей молочных консервов за 2003 год.

рис.1.1. Доля основных экономических районов – производителей

молочных консервов за 2003 г.

Анализ данных представленного рисунка устанавливает, что на долю Центрального, Сибирского и Уральского федеральных округов приходится 84,5% от общероссийского производства молочных консервов.

Долгое время многие специалисты считали данный рынок недостаточно перспективным, т.к. по оценкам некоторых экспертов, значительная доля (до 40%) приходилась на заказ со стороны силовых структур государства [3]. На сегодняшний день к одним из основных потребителей сгущенного молока относят различных производителей других пищевых продуктов. Его используют в кондитерской промышленности для производства ириса, молочных (типа «Коровки»), сбивных, помадных и ликёрных конфет, ассорти, начинок для конфет; в производстве мороженого; в хлебопекарной промышленности – для производства тортов, пирожных, рулетов, кремов [27].

Что же касается непосредственно населения, то по данным исследования, проверенного компанией «Эрконпродукт», сгущённое молоко как особый вид сладкого продукта потребляют около 45% россиян с периодичностью от одного до нескольких раз в месяц в зависимости от исследуемой местности.

Средняя российская цена на сгущённое молоко за банку массой 400 г в 2003 г. колебалась в пределах 12 – 17 руб. (по данным системы ММЦ) [3].

По оценкам различных экспертов 50 – 70% рынка сгущённого молока заняты консервами, изготовленными не по ГОСТу, а в соответствии с ТУ – с добавлением в продукт растительных жиров.

Основных причин в производстве сгущённого молока с растительными жирами две.

Первая – недостаток молочного сырья. Другая существенная причина – использование растительных ингредиентов ведёт к снижению себестоимости, что составляет по оценкам экспертов, не менее 35 – 40% [3].

1.1.1.2 Производство сухого цельного молока

Производство сухого цельного молока в 2003 г. в целом по России составило 76,7 тыс.т, это меньше на 5,3%, чем в предыдущем 2002 г [1]. Однако в Центральном и Уральском округах произошло увеличение производства сухого цельного молока на 7,4% и на 7,2% соответственно. В остальных наблюдается снижение объёмов производства.

В таблице 2 представлено соотношение объёмов производства сухого цельного молока за 2003 г. по отношению к 2002 г. в разрезе федеральных округов [1].

Таблица 1.2. Производство сухого цельного молока за 2003, 2002 гг [1].

На рис.1.2 показана доля основных федеральных округов производителей сухого цельного молока в 2003 г.

рис.1.2. Доля основных экономических районов – производителей сухого цельного молока

Видно, что производство сухого цельного молока в Центральном, Сибирском и Приволжском округах составляет 84,4% от всего производства сухого цельного молока в России за 2003 год.

На 15.11.2003 г. оптово-отпускная цена на сухое цельное молоко по России и Сибирскому региону составляли от 39,6 д. 81,0 руб./кг и от 48,0 до 58,0 руб./кг соответственно. Розничная цена сухого цельного молока по России и Сибирскому региону колебалась в пределах от 50,0 до 125,0 руб./кг и от 50,0 до 90,0 руб./кг соответственно [2]. В Сибирском округе максимальное значение цен на сухое цельное молоко значительно ниже максимальных значений по России, а розничная цена сухого цельного молока вообще минимальна по России.

1.1.1.3 Производство сухого обезжиренного молока.

За 2003 г. в России было произведено 97,3 тыс.т сухого обезжиренного молока – это на 7,2% ниже чем в 2002 г.

Однако в таких регионах как Северо-Западный и Уральский производство сухого обезжиренного молока увеличилось на 22,9% и 12,9% соответственно, в остальных округах наблюдалось снижение объёмов производства. В таблице 3 представлены соотношения объёмов производства сухого обезжиренного молока за 2003 г. и 2002 г.

Таблица 1.3. Производство сухого обезжиренного молока за 2003,
2002 гг[1].

На рис.1.3 представлена доля основных федеральных округов – производителей СОМ в 2003 г.

рис.1.3. Доля основных экономических районов – производителей

сухого обезжиренного молока

На долю Центрального, Приволжского и Сибирского округов приходится 80,8% производства от всего производства СОМ в России.

По данным Минсельхоза России [2] на 15.11.2003 г. цены на СОМ составляли: Оптово-отпускные цены (с НДС) 28,30 и 65,0 руб./кг минимальная и максимальная соответственно и розничные цены (с НДС) 45,0 и 72,0 minи max соответственно – по России.

Для Западно-Сибирского региона оптово-отпускные цены 36,0 (min) и 56,0 (max), а также розничные цены 55,0 (min) и (max).

1.1.2 Комбинированное и модифицированное сгущённое молоко с сахаром

Резкое ухудшение экологической обстановки во всём мире, связанное с техническим прогрессом, а также недостаток или избыток отдельных компонентов пищи привели к появлению новых и резкому увеличению числа известных болезней, связанных с неправильным питанием.

Для сохранения здоровья человека продукты питания должны обеспечивать улучшение обмена веществ, повышение сопротивляемости организма к неблагоприятным воздействиям внешней среды. В связи с этим актуальной является разработка специализированных продуктов сбалансированного состава, обладающих лечебно-профилактическим действием с учётом физиологических потребностей различных возрастных групп населения.

Создание продуктов «здорового» питания, имеющих сбалансированный состав, может быть реализовано за счёт их многокомпонентности, в частности путём комбинирования сырья животного растительного происхождения [20].

Использование сухого молочного сырья и растительных жиров при производстве сгущённого молока с сахаром также решает такие проблемы, как дефицит молочного сырья и снижение себестоимости продукта.

Сухое молоко, жиры и специальные смеси, используемые в качестве ингредиентов при производстве рекомбинированных молочных консервов, должны быть хорошего качества и обладать необходимыми функциональными характеристиками, обеспечивающими готовый продукт определёнными свойствами.

Сухое молоко выбирают с учётом его состава, физических и химических и микробиологических характеристик. Наиболее важной характеристикой СОМ является его способность придавать продукту нужную вязкость. Важно знать условия производства, поскольку и тепловая обработка и гомогенизация могут повлиять на вязкость вырабатываемого сгущённого молока с сахаром.

Сгущенные молочные консервы вырабатывают по традиционной технологии в соответствии с ГОСТом 2903-78 и по различным ТУ.

Традиционная технология сгущенного молока с сахаром .

Сгущенные молочные консервы вырабатывают двух видов: с сахаром и без него (стерилизованные).

Сгущенные молочные консервы с сахаром. Имеют однородную по всей массе консистенцию без ощутимых органолептически кристаллов лактозы, белый с кремовым оттенком цвет (для не­жирных консервов допускается голубоватый оттенок, а для кон­сервов с наполнителем —темно-коричневый). Эти консервы об­ладают сладким вкусом с выраженным оттенком пастеризован­ного молока или сливок, а консервы с наполнителями — хорошо выраженными вкусом и запахом натурального кофе или какао. В настоящее время изготовляют большой ассортимент сгущенных консервов с сахаром, нежирных и с массовой долей влаги от 26 до 30 %, сухих веществ от 26 до 36, жира от 5 до 19 и сахарозы от 37 до 44 %, кислотностью от 37 до 60 Т. В готовых консервах об­щее количество бактерий в 1 г допускается не более 50 000 (для молока сгущенного с сахаром, нежирного и пахты) и 35 000 (для сгущенных консервов с сахаром, кофе и какао), бактерии группы кишечной палочки в 0,1 г продукта и патогенные микроорганиз­мы не допускаются.

Предприятия отрасли выпускают следующие виды консервов: цельное сгущенное молоко с сахаром, сгущенные сливки с саха­ром; нежирное сгущенное молоко с сахаром; сгущенную пахту с сахаром; натуральный кофе со сгущенным молоком и сахаром, какао со сгущенным молоком и сахаром, какао со сгущенными сливками и сахаром и другие с различными оригинальными на­званиями.

Сгущенные молочные консервы с сахаром вырабатывают по одной технологической схеме (рис. 1.4). Режимные параметры зависят от конкретного вида консервов.

Технологический процесс производства сгущенных консервов с сахаром состоит из следующих основных операций: приемка и подготовка сырья и компонентов, нормализация, пастеризация, гомогенизация, приготовление и добавление сахарного сиропа, сгущение, охлаждение сгущенного продукта, фасование, упако­вывание (закатывание) и хранение.

Приемку молочного сырья и его подготовку (очистку, охлаж­дение и резервирование) проводят так же, как и при выработке других молочных продуктов. Компоненты готового продукта по рецептуре подготавливают согласно действующей документации. После подготовки молоко нормализуют с учетом содержания в готовом продукте жира, сухого молочного остатка, сухого обез­жиренного молочного остатка (СОМО) и соотношения жира и СОМО (Ж_пр /СОМО_лр ). Это соотношение сравнивают с соотно­шением в перерабатываемой партии молока (Ж_М /СОМО_М ). Если Ж_М /СОМО_М >Ж_пр /СОМО_пр , то для нормализации исходного мо­лока используют обезжиренное молоко; если Ж_М /СОМО_Ы < Ж_пр / СОМО_пр , то молоко нормализуют сливками; если Ж_и /СОМО_м = Ж_П р/СОМО_пр , то молоко не нормализуют.

Нормализованную молочную смесь пастеризуют при темпера­туре 85—95 или 105—112°С без выдержки. Для нежирных кон­сервов обезжиренное молоко и пахту пастеризуют при 75—77°С с выдержкой 10 мин и при 85—90°С без выдержки. В нормализо­ванное молоко перед пастеризацией можно вносить 25%-ный водный раствор соли-стабилизатора в количестве 0,008—0,01 % массы

молока. После пастеризации молоко рекомендуется охла­дить до 70—75°С и направить на сгущение. Выдержка молока при температуре пастеризации обеспечивает получение готового продукта повышенной вязкости.

Перед сгущением допускается гомогенизация молока. Ее при­меняют в зимнее время, а также для консервов вязкостью менее 2,5 Па • с. Гомогенизацию проводят при температуре 60—65 °С и рабочем давлении 8—10МПа, а для сгущенных консервов с кофе — при 75—80 °С и 10—12 МПа.

Сахарный сироп готовят путем растворения необходимого ко­личества сахара в питьевой воде температурой 60—70 "С. После смешивания сахара с водой смесь доводят до кипения и очища­ют. Сахарные сиропы рекомендуется готовить с концентрацией сахара 65—70 %. С целью предотвращения расщепления (инвер­сии) сахарозы, а также засахаривания и загустения сироп нельзя выдерживать более 20 мин от начала кипения до начала его сме­шивания с молоком. Температура сиропа при смешивании долж­на быть 90—95 °С.

Сахарный сироп может поступать в вакуум-аппарат установ­ки в смеси с молоком или поэтапно: сироп — молоко — сироп. Перед поступлением в выпарной аппарат молочную смесь с са­харным сиропом, молоко или сироп фильтруют.

Рис. 1.4. Технологическая схема выработки сгущенных молочных консервов с сахаром:

/ — приемная емкость; 2, 7, 10, 13, 14, 21 — насосы; 3 — пластинчатый нагреватель; 4—сепара-торы-молокоочистители; 5— сепаратор-сливкоотделитель; 6— емкость для обезжиренного мо­лока; 8— пластинчатый охладитель; 9, 12, 15— емкости; 11 — трубчатые пастеризаторы; 16, 22—'вакуум-аппараты; 17, 20— регуляторы уровня; 18— трубчатые охладители; 19 — трубча­тые подогреватели; 23 — вакуум-охладитель; 24— наполнитель; 25— закаточная машина; 26— моечно-сушильны'й агрегат; 27— этикетировочная машина

Сгущение (вар­ку) проводят при температуре кипения: в однокорпусной уста­новке 55—58 °С в середине процесса и 60—63 °С в конце про­цесса, в двухкорпусной установке 70—80 °С в первом корпусе и 50—52 °С во втором корпусе. Продолжительность сгущения продукта в вакуум-аппарате должна быть минимальной. Для ус­тановления готовности продукта отбирают его пробу, охлажда­ют до 18—20 °С и определяют плотность, массовую долю сухого вещества и органолептические показатели. Плотность сгущен­ного цельного молока с сахаром при 50 °С равна 1280—1320 кг/м³ . Массовая доля сухих веществ в готовом продукте по рефракто­метру при 20 °С составляет 73,8—74 %. Консистенция пробы продукта при 50 °С должна быть слабовязкой. Продукт должен легко стекать со шпателя или ареометра при извлечении его из цилиндра, в котором определяли плотность пробы. Сгущенный продукт из вакуум-выпарной установки направляют на охлаж­дение. Для этой цели применяют охладители-кристаллизаторы и вакуумные охладители. Продукт охлаждают до температуры 18—20 °С в течение 40—60 мин.

При охлаждении сгущенного молока с сахаром начинается кристаллизация лактозы. Этот процесс неуправляем, и резуль­татом его является образование крупных кристаллов. Для полу­чения продукта высокого качества необходимо, чтобы размеры кристаллов лактозы не превышали 10 мкм. Если образуются кристаллы большего размера, то консистенция сгущенного про­дукта становится мучнистой и даже песчанистой. Для интенси­фикации кристаллизации и образования мелких кристаллов лактозы в сгущенный продукт вносят затравку — сухую мелко-кристаллическую лактозу с размером кристаллов 2—3 мкм. Ко­личество затравки соответствует 0,2 % массы продукта. Лактозу перед внесением прогревают при 105 ± 2 °С не менее 1 ч. После внесения лактозы в сгущенное молоко увеличивается число заро­дышей кристаллизации, которые способствуют образованию мелких кристаллов. В качестве затравки можно использовать сгу­щенное молоко предыдущей выработки. Его количество должно составлять не менее 10 %. Температура кристаллизации лактозы 25-35 °С.

О правильно проведенной кристаллизации лактозы судят по ее размерам. Согласно ГОСТ 2903 однородность консистенции продукта определяют по средним размерам и распределению кристаллов по группам, а их количество — подсчетом под микро­скопом с применением окуляров-микрометров. Величину крис­талла измеряют по длине грани. Все кристаллы делят на 4 груп­пы. По средней величине кристаллов в каждой группе и их коли­честву вычисляют средний размер кристаллов в сгущенном мо­локе с сахаром. При определении размеров кристаллов молочного сахара измеряют не менее 100 кристаллов. В зависи­мости от размеров кристаллов молочного сахара выделяют следу­ющую консистенцию продукта: до 10 мкм — консистенция, од­нородная по всей массе; от 11 до 15 — мучнистая; от 16 до 25 — песчанистая; более 25 — хрустящая на зубах.

Из охлажденного сгущенного молока отбирают также пробы для определения физико-механических и биохимических показа­телей. Если эти показатели соответствуют нормативной доку­ментации, то продукт направляют на фасование и закатывание. Готовый продукт фасуют и закатывают в жестяные банки № 1, 7, 13, металлические тубы № 13, а также фанерно-штампованные или деревянные заливные бочки и металлические фляги.

Если продукт не соответствует по содержанию воды и жира требованиям ГОСТа и технических условий, его нормализуют (стандартизируют) после сгущения водой обезжиренным моло­ком или сливками. Вода должна быть кипяченой и очищенной. Ее количество можно определить по формуле

М* = (Л/прСпр/Стр) - М_пр , (1)

где А/в, Л/пр — масса добавляемой воды и продукта, кг; С_пр , Сф — массовая доля су­хих веществ в нормализуемом продукте и требуемая массовая доля сухих веществ в готовом продукте, %.

Количество обезжиренного молока, которое необходимо для нормализации готового продукта, определяют по формуле

М₀ = М_пр [(Ж_пр /О_пр ) - С_пр ]/[С₀ - (Ж₀ /0_пр )], (2)

где М₀ —- масса добавляемого обезжиренного молока, кг; Ж_пр , Ж₀ — массовая доля жира в продукте и обезжиренном молоке, %; О_пр — отношение массовых долей

жира и СОМО, которое должно быть в готовом продукте; С₀ — массовая доля сухих веществ в обезжиренном молоке, %.

Количество сливок, которое необходимо добавить при норма­лизации сгущенного продукта,

М_сл = М_пр (С_сл О_пр - Ж_пр )/(Ж_сл — С_сл Ж_пр ), (3)

где А/_сл — масса добавляемых сливок, кг; С_сл — массовая доля СОМО в сливках, %.

Обезжиренное молоко и сливки, добавляемые в сгущенный продукт, пастеризуют при той же температуре, что и молоко, ис­пользуемое для сгущения. Температура воды, обезжиренного мо­лока и сливок, используемых для нормализации,


29-04-2015, 04:12