Физико-химические показатели термокислотных сыров при использовании коагулянтов растительного происхождения

Содержание Введение

1. Основная часть

1.1 Обзор литературы

1.1.1 Молоко коровье — сырьё, основные требования к его безопасности

1.1.2 Тепловая обработка молока и её влияние на состав и технологические свойства

1.1.3 Белки молока и способы их выделения при производстве термокислотных сыров

2. Материал, постановка эксперимента и методика исследования

2.1 Материал и постановка эксперимента

2.2 Методы исследования

3. Экспериментальные данные и их обработка

3.1 Физико-химические показатели термокислотных сыров при использовании коагулянтов растительного происхождения

3.2 Органолептические показатели термокислотных сыров с использованием растительных коагулянтов белка

3.3 Вторичное молочное сырье при производстве термокислотных сыров с использованием нетрадиционных коагулянтов

4. Технологическая часть

4.1 Техпроцесс производства и типовая аппаратурно-технологическая схема производства термокислотных сыров на предприятии

4.2 Подбор и техническая характеристика используемого оборудования на заданный объем продукта

4.3 Продуктовый расчёт

5. Технико-экономическая часть

6. Охрана труда

6.1 Микроклимат на рабочих местах

6.2 Пожарная безопасность

7. Экология

7.1 Особенности загрязнения сточных вод в молочной промышленности

7.2 Загрязнение воздушной среды в процессе молочного производства

7.3 Основные мероприятия по снижению загрязнений окружающей природной среды Заключение Список использованной литературы

В соответствии с изменениями в структуре питания населения страны и дефицитом белка все большее внимание уделяется вопросу увеличения использования белковых ресурсов на пищевые цели, в том числе созданию новых продуктов. Полноценность таких продуктов определяется не только количеством белка, но и его качеством. Поэтому в пищевой промышленности развивается тенденция к обогащению продуктов полезным, легкоусвояемым белком.

Среди белковых молочных продуктов главное место занимают сыры, которые по своим биологическим свойствам имеют первостепенное значение, они хорошо усваиваются организмом человека и имеют самую высокую энергетическую ценность. Выпуск сыров в нашей стране в настоящее время недостаточен и не соответствует рекомендуемым нормам потребления. Поэтому увеличение производства сыров является одной из основных задач молочной промышленности.

Научные основы современной технологии выработки натуральных сыров разработаны в исследованиях А. Н. Королева, 3.X. Диланяна, Д. А. Граникова, П. Ф. Дьяченко, А. И. Чеботарева, Н. Н. Липатова, П. Ф. Крашенинина, Ю. Я. Свириденко, Л. А. Остроумова, Г. Г. Шилера, Р. М. Раманаускаса, А. В. Гудкова, И. И. Климовского, М. С. Уманского, А. А. Майорова, М. П. Щетинина и других. 38]

Сыр является идеальным продуктом для удовлетворения разнообразных требовании потребителя. Он полезен, поскольку обеспечивает организм человека высококачественными белками и кальцием. Широкое разнообразие способов выработки сыров и возможность варьирования химического состава дают возможность производства продукта. удовлетворяющего потребностям различных групп населения. 39]

Основу ассортимента вырабатываемых сыров длительный период составляли твердые сычужные сыры, при производстве которых используется, в основном, казеин, а водорастворимые белки остаются в сыворотке. При этом следует отметить, что сывороточные белки по содержанию дефицитных незаменимых аминокислот (лизина, триптофана, метионина, треонина) и цистеина являются наиболее биологически ценной частью белков молока, поэтому их использование для пищевых целей имеет большое практическое значение.

В сыроделии сывороточные белки рекомендуется использовать в производстве копринского, литовского, ставропольского, осетинского, варденисского сыров. Однако во всех этих технологиях сывороточные белки вносятся в нормализованную смесь после их выделения из сыворотки путем дополнительной денатурации. В связи с этим заслуживает внимания изучение термокислотного способа свертывания молока, основанного на совместной коагуляции практически всех молочных белков. Одновременное воздействие теплового и кислотного факторов позволяет не только увеличить выход продукта и повысить его биологическую ценность, но и исключить использование дорогостоящего сычужного фермента.

Следует отметить, что одновременное воздействие теплового и кислотного факторов позволяет увеличить выход продукта, повысить его биологическую ценность исключить использование сычужного фермента, а также сократить технологический процесс производства сыра. [40]

Использование такого способа коагуляции нашло распространение в производстве свежих кисломолочных сыров. История многих из них связана с национальными традициями. В настоящее время они все шире распространяются у нас в стране и за рубежом, благодаря своим высокопитательным свойствам и экономической эффективности производства. Ассортимент их в мире довольно широк. Однако в нашей стране этот способ производства еще не получил достаточного применения в сыроделии. В России с его использованием вырабатывают, в основном, один вид сыра — «Адыгейский». 41]

Использование различных наполнителей при производстве сыров термокислотным способом свертывания молока, который основан на совместной коагуляции практически всех молочных компонентов, позволяет не только расширить ассортимент, но и получить сыр, обогащенный необходимыми аминокислотами. Сбалансированный по жирнокислотному составу увеличить выход готового продукта за счёт наполнителей. 42]

В последние годы учёными и практиками разработаны и внедрены новые виды термокислотных сыров, где в качестве коагулянтов белка вместо кислой сыворотки используются органические кислоты — уксусная, лимонная и другие (сыр «Легенда Алтая»). Также в литературе встречаются сведения об использовании в качестве коагулянта при осаждении белков растительное сырье, в том числе плоды и ягоды растений, содержащие большое количество кислот.

В связи с этим, нами для изучения возможности использования плодово — ягодных культур при выработке термокислотных сыров в условиях лаборатории кафедры мясных и молочных продуктов Марийского Госуниверститета была поставлена цель изучить свертывающие способности плодов айвы японской и барбариса обыкновенного, произрастающих в условиях республики Марий Эл, в основном на садовых участках, а также в зонах дизайнерского озеленения улиц и парков.

В задачу исследования входило:

1. Подготовить и оценить качество сырья (молоко коровье цельное, плоды айвы японской, ягоды барбариса обыкновенного).

2. Выработать в условиях лаборатории опытные партии сыра с заменой уксусной кислоты на водные вытяжки из высушенных плодов.

3. Оценить полученный продукт по органолептическим и физико-химическим показателям.

4. Оценить качественные характеристики сыворотки и изготовить из неё напитки.

5. Произвести технологические и экономические расчёты по возможному внедрению разрабатываемой технологии производства термокислотного сыра с использованием плодово — ягодного сырья при производстве термокислотных сыров в производство

1. Основная часть

1.1 Обзор литературы

1.1.1 Молоко коровье - сырьё, основные требования к его безопасности

Молоко — это биологическая жидкость, выделяемая молочной железой самок млекопитающих. Оно служит полноценной и незаменимой пищей новорожденным животным, а также необходимо для питания человеку любого возраста, так как содержит все нужные для жизнедеятельности организма вещества. Молоко используют либо как продукт питания в не переработанном или переработанном виде, либо как сырьё для молочной и пищевой отраслей промышленности.

Подлинное научное изучение влияния молока на пищеварение и организм началось в лаборатории великого русского физиолога И. П. Павлова в Петербурге. Изучая функции пищеварительных желез, он со своими сотрудниками выяснил следующее. Во-первых, с перевариванием молока организм успешно справляется, имея даже самый слабый желудочный сок и в очень небольшом количестве. Во-вторых, молоко даже при отсутствии аппетита вызывает отделение желудочного сока, что очень важно для больных с плохим пищеварением. В-третьих, молоко содержит абсолютно все питательные вещества, необходимые для жизнедеятельности человека. Было установлено также, что количество вредных продуктов распада у молока, по сравнению с другими продуктами питания, самое минимальное.

За все эти достоинства И. П. Павлов назвал молоко изумительной пищей, приготовленной самой природой и отличающейся исключительной перевариваемостью и питательностью. www.ekulinar.ru].

К. Горбатова отмечает что молоко — является хорошим источником минеральных веществ, в особенности кальция и фосфора, микроэлементов и витаминов. Имеются данные о том, что кальций молока по сравнению с кальцием других пищевых продуктов усваивается лучше. Большое значение в питании людей имеют и молочные продукты такие как: масло, сыр, творог, кисломолочные продукты, сгущенное молоко, мороженое и др. 9]

1. Технические требования Молоко должно быть получено от здоровых сельскохозяйственных животных на территории, благополучной в отношении инфекционных и других общих для человека и животных заболеваний.

По органолептическим характеристикам молоко должно соответствовать требованиям таблицы 1.

Таблица 1. Органолептическая характеристика молока.

Молоко по физико-химическим и микробиологическим показателям должно соответствовать нормам, указанным в таблице 2.

Молоко, предназначенное для производства сыров должно соответствовать требованиям, установленным нормативными правовыми актами, действующими на территории государств, принявших стандарт.

В молоке не допускаются остатки ингибирующих веществ, в т. ч. моющих, дезинфицирующих и нейтрализующих веществ.

Допустимые уровни содержания потенциально опасных веществ (токсичные элементы, микотоксины, антибиотики, пестициды, радионуклиды), патогенных микроорганизмов, в том числе сальмонелл в молоке должны соответствовать требованиям, установленным нормативными правовыми актами, действующими на территории государств, принявших стандарт.

Молоко после дойки должно быть профильтровано (очищено). Охлаждение молока проводят в хозяйствах не позднее 2 ч после дойки до температуры (4±2) °C.

Транспортная маркировка продукции от сдатчика (физического или юридического лица) должна соответствовать требованиям, установленным нормативными правовыми актами, действующими на территории государств, принявших стандарт.

Таблица 2. Физико-химические и микробиологические показатели молока для сыроделия.

2. Правила приемки.

Молоко, полученное от коров в первые семь дней после отела и в последние пять дней перед запуском, и/или полученное от больных животных и находящихся на карантине, приемке на пищевые цели не подлежит.

Правила приемки и оформление сопроводительной документации — в соответствии с требованиями нормативных правовых актов, действующих на территории государств, принявших стандарт, и по ГОСТ 13 928– —Молоко и сливки заготовляемые. Правила приемки, методы отбора и подготовка их к анализу.

Периодичность контроля показателей качества и безопасности молока при приемке устанавливают в соответствии с таблицей 3.

Контроль содержания пестицидов, токсичных элементов, нейтрализующих и консервирующих веществ, радионуклидов, афлатоксина М и микробиологических показателей осуществляют в соответствии с порядком, установленным нормативными правовыми актами, действующими на территории государств, принявших стандарт.

Периодичность контроля содержания микробиологических и химических загрязнителей в молоке устанавливают в программе производственного контроля, разработанной в соответствии с нормативными правовыми актами, действующими на территории государств, принявших стандарт.

При получении неудовлетворительных результатов анализов хотя бы по одному из показателей по нему проводят повторный анализ удвоенного объема пробы, взятой из той же партии молока. Результаты повторного анализа являются окончательными и распространяются на всю партию продукта. 11].

Таким образом, молоко, отбираемое для производства сыров должно соответствовать всем пунктам нормативного документа.

Таблица 3. Периодичность контроля показателей качества и безопасности молока.

1.1.2 Тепловая обработка молока и её влияние на состав и технологические свойства

Тепловая обработка — одна из основных и необходимых технологических операций переработки молока, проводимых с целью обеззараживания. Эффективность тепловой обработки связана с термоустойчивостью молока, обуславливаемой его белковым, солевым составом и кислотностью, которые, в свою очередь, зависят от времени года, периода лактации, физического состояния и породы животных, рационов кормления.

Тепловая обработка молока представляет собой комбинацию режимов воздействия температуры (нагрева или охлаждения) и продолжительности выдерживания при этой температуре. Причем продолжительность выдержки при заданной температуре должна быть такой, чтобы был получен необходимый эффект. В молочной отрасли тепловая обработка проводится при температуре до 100 и свыше 100 °C.

Пастеризация. Основная цель пастеризации — уничтожение вегетативных форм микроорганизмов, находящихся в молоке (возбудителей кишечных заболеваний, бруцеллеза, туберкулеза, ящура и др.), сохраняя при этом его биологическую, питательную ценность и качество.

Обязательной операцией при выработке мягких термокислотных сыров является пастеризация молока. Обеспечивая санитарно-гигиеническую безопасность продукта, тепловая обработка в то же время приводит к изменениям состава и технологических свойств молока. С повышением температуры пастеризации происходит денатурация сывороточных белков, переход растворимых солей кальция в нерастворимые формы, инактивация отдельных витаминов, ухудшение сычужной свертываемости молока и другие изменения. Всё это влияет на технологическии процесс выработки сыров, их качество и выход.

Установлено, что при повышении температуры молока с 70 до 80 °C увеличивается выход сыра из 100 кг сырья и на 5,2% снижается расход молока на выработку 1 кг сыра. При повышении температуры с 70 до 90 °C этот показатель составил 18,7%.

Анализ состава исходного молока и готового продукта позволил выявить основные составляющие, приведшие к таким результатам. Главным из них явились повышение массовой доли влаги в сыре (при 70°С-53,9%; при 80°С-55,0%; при 90°С- 57,7%) и лучшее использование сухих веществ молока. С повышением температуры пастеризации с 70 до 90 °C использование сывороточных белков повысилось в 3,1 раза, а казеина и жира соответственно 8,7 и 4,9%. [5]

Из приведенных данных видно, что температурные режимы пастеризации молока является весьма существенным фактором, влияющим на расход сырья и выход сыра. Поэтому этот технологически прием необходимо широко использовать при выработке мягких термокислотных сыров. 5]

Наибольший выход для всех выбранных коагулянтов при температуре 95 °C, что способствует традиционной технологии производства термокислотных сыров, т. к. при этой температуре наблюдается максимальная коагуляция белков молока, а консистенция получается плотная, однородная, пластичная. При нагревании ниже 80 °C сгусток образуется дряблый, мелкозернистый, творожный, белки коагулировали частично, значительная их часть отходит с сывороткой, вследствие чего уменьшается выход продукта. Повышение температуры выше 950с также способствовало уменьшению выхода продукта, при этом консистенция сгустка становилась резинистой и слишком плотной[4 ].

1.1.3 Белки молока и способы их выделения при производстве термокислотных сыров

В практике коагуляцию казеина осуществляют снижая рН молока и добавляя кислоты (кислотная коагуляция), внося хлорид кальция (термокальциевая коагуляция), сычужный фермент (сычужная коагуляция). Коагуляция — это хлопьеобразование, оно происходит в результате дестабилизации коллоидных частиц в изоэлектрической точке, когда снижается количество поверхностных зарядов и снижается потенциал отталкивания, и гидратная оболочка ослабевает.

Кислотная коагуляция образуется при осаждении белков молока молочной кислотой или другими органическими или неорганическими кислотами. Кислота снижает отрицательный заряд казеиновых мицелл, т. к. Нионы подавляют диссоциацию карбоксильных групп казеина, и гидроксильных групп Н ₃РО ₄ и при этом группы — СООпереходят в СООН, а РО_3-2 в РО₃Н₂, в результате достигается равенство положительных и отрицательных зарядов при рН 4,6−4,7. При кислотной коагуляции помимо снижения отрицательных зарядов казеина нарушает структуру ККФК, от него отщепляются фосфаты кальция и структурообразующий кальции, и их переход в раствор дополнительно стабилизирует казеиновые мицеллы. Состав коллоидного фосфата кальция, присутствующий в частицах казеина и характер его связи до сих пор неизвестны. Это могут быть гидрофосфат или фосфат кальция, их смесь, а также кальций фосфацитратный комплекс и др. Фосфор коллоидного фосфата кальция в отличие от фосфора органического, входящего в состав казеина, называют неорганическим. Фосфат кальция, по-видимому, может взаимодействовать с серинфосфатными группами казеина соединяя его молекулы между собой наподобие кальциевых мостиков. Добавление кислоты снижает рН, тем самым разрушается коллоидная система, такое явление может носить желательное, также нежелательное явление: при производстве кислотного творога и технического казеина, нежелательное явление — самопроизвольное скисание сырого молока. 5]

Сычужная коагуляция носит необратимый характер и включает две стадии: ферментативную и коагуляционную. На первой стадии под действием основного компонентасычужного ферментахимозина происходит разрыв пептидной связи фенилаланин и метионин в полипептидных цепях казеина КФК. В результате протеолиза молекулы казеина распадаются на гидрофобный параказеин и гидрофильный гликомакропептид. Гликомакропептиды имеют высокий отрицательный заряд и обладают сильными гидрофильными свойствами. При их отщеплении частично разрушается гидратная оболочка, силы электростатического отталкивания между частицами уменьшаются и дисперсная система теряет устойчивость. На второй стадии дестабилизированные мицеллы казеина (параказеина), собираются в агрегаты и образуется сгусток. т. е. происходит гелеобразование. сычужная свёртываемость — желательное явление, свертывание молока протеидами микробного происхождения — нежелательное явление. 5]

Кальциевая коагуляция связана со снижением отрицательного заряда казеина под влиянием положительно заряженных ионов двухвалентного кальция (вводят СаСl₂). Её применяют в промышленности для осаждения молочных белков из обезжиренного молока. Коагуляцию хлоридом кальция обычно проводят при высоких температурах (85^°С), поэтому она носит названиетермокальциевая коагуляция. Повышенная температура вызывает денатурацию сывороточных белков, которые коагулируют вместе с казеином. Белковый продукт, полученный на основе комплексного осаждения казеина и сывороточных белков. Называется молочным белком, или компреципитатом. Степень использования белков при кальциевой коагуляции при температуре 90- 85 °C — 96−97%, при сычужной коагуляции — 85,6% (не осаждается казеин и лишь небольшая часть денатурированных сывороточных белков).

В молочной промышленности ультрафильтрацию используют для выделения белка из молока или молочной сыворотки. в процессе ультрафильтрации сыворотка под давлением движется между полупроницаемыми мембранами. Часть сыворотки (фильтрат) проходит через мембраны, оставляя при этом на фильтре сывороточные белки. Полученный фильтрат состоит в основном из воды, лактозы, минеральных солей. Другая часть сыворотки (концентрат) происходит между мембранами. унося при этом и выделившиеся белки. Таким образом, концентрат включает все сывороточные белки и ту часть воды, лактозы и минеральных солей, которая не прошла через мембраны. Отношение объемов концентрата и сыворотки, поступавшей на ультрафильтрацию, составляет обычно 1:5. Успешно применяют ультрафильтрацию для концентрации сывороточных белков творожной сыворотки. Белковые концентраты и фильтраты используют при выработке традиционных и новых видов продуктов питания, отличающихся повышенной биологической ценностью, в частности при производстве продуктов диетического, лечебного и детского питания. 5]

При сычужно-кислотном свёртывании молока, сгусток формируется комбинированным воздействием сычужного фермента и молочной кислоты. Под действием сычужного фермента казеин на первой стадии переходит в параказеин, на второй стадии из параказеина образуется сгусток. Казеин при переходе в параказеин смещает изоэлектрическую точку с рН-4,6 до 5,2. Поэтому образование сгустка под действием сычужного фермента происходит быстрее, при более низкой кислотности, чем при осаждении белков молочной кислотой. Полученный сгусток имеет меньшую кислотность, на 2−4 часа ускоряет технологический процесс. При сычужнокислотной коагуляции кальциевые мостики, образующиеся между крупными частицами, обеспечивают высокую прочность сгустка. Такие сгустки лучше отделяют сыворотку, чем кислотные, т.к. в них быстрее происходит уплотнение пространственной структуры белка. Поэтому подогрев сгустка для интенсификации отделения сыворотки не требуется. Сычужнокислотным способом, при котором уменьшается отход жира в сыворотку, изготовляют высококалорийный сыр. При кислотном свертывании кальциевые соли отходят в сыворотку, а при сычужно-кислотном сохраняются в сгустке. 5]

Айва японская — это кустарник или дерево, которое в среднем в высоту достигает 1,6- 6 метров, относится к семейству розовых. Плоды айвы внешне напоминают яблоки и груши, волосистое, почти шарообразное или грушевидное, нередко тупоребристое, лимонного или темножёлтого цвета, вначале войлочноопущённое, при созревании гладкое. Цветёт айва в мае — июне, плоды созревают в сентябреоктябре. Сок из плодов содержит яблочную кислоту, сахара и камедь. Из-за большого количества пектиновых соединении, айва очень полезна для работников вредных производств и проживающих в зонах загрязнения радионуклидами. 42 ]

Барбарис обыкновенный — высокий, сильно ветвистый, колючий кустарник, высотой до 2,5 метров с ползучими, одревесневающими корневищами. Побеги гранистые, прямостоящие, желтоватые или желтовато-пурпурные, позднее беловато-серые. Плод — ягода продолговато-эллиптическая, ярко-красная или пурпурная, длиной до 12 мм, имеет кислый вкус. Широко культивируется в садах и на дачных участках. Примечателен красивой округлой формой кроны, массовым цветением в течение почти трех недель. Особенно декоративен осенью в плодах. Пригоден для создания труднопроходимых живых изгородей в том числе стриженных. 44 ]

Таким образом, при производстве термокислотных сыров вводится кислота, в нашем случае, уксусная, при повышении температуры смеси до 90 -95°С.

2. Материал, постановка эксперимента и методика исследования

2.1 Материал и постановка эксперимента

молоко белок термокислотный коагулянт При проведении исследовании на тему «Расширение ассортимента мягких термокислотных сыров с использованием нетрадиционных коагулянтов белка молока», было использовано цельное коровье молоко, а также вспомогательные материалы, такие как хлористый кальций, сухие плоды айвы японской, сухие ягоды барбариса обыкновенного, уксусная кислота, который использовали как коагулянты белков молока.

Сырое коровье молоко использовано в течение 24 часов после доения. Все показатели характеризующие качество молока приведены в таблице 4.

Таблица 4. Физико — химические показатели используемого молока.

Хлорид кальция — добавлен в нагретое до 95 °C цельное молоко из расчёта 40 г безводной соли на 100 мл молока в виде водного 40% раствора.

Уксусная кислота — использованы как стандартный коагулянт в количестве 0,05 — 0,2% от молока — сырья в разведенном 1: 2 виде.

Плоды айвы японской — использована в качестве коагулянта (вместо уксусной кислоты). Использовали водную вытяжку сухих размолотых плодов (10г на 100 мл воды). Количество вносимой вытяжки определена по появлению первых хлопьев белка.

Ягоды барбариса обыкновенного использовали в качестве коагулянта (вместо уксусной кислоты). Использовали водную вытяжку сухих размолотых ягод (10г на 100 мл воды). Количество вносимой вытяжки так же определяем по поялению первых хлопьев белка.

Общая характеристика этих плодово — ягодных культур кратко предоставлено в обзоре литературы в разделе «Белки молока и способы их выделения при производстве термокислотных сыров» данной работы.

Количественное содержание органических кислот, а так же других компонентов в плодах этих культур по данным справочной литературы приведены в таблице 5.

Таблица 5. Химический состав пищевая и биологическая ценность плодов на 100 г съедобной части.

2.2 Методы исследования

Все исследования по определению физико-химических характеристик и готового продукта были проведены по общепринятым методам и соответствующим ГОСТам.

— ГОСТ 3624–92 «Молоко и молочные продукты. Титрометрические методы определения кислотности» .

— ГОСТ 3625–84 «Молоко и молочные продукты. Методы определения плотности» .

— ГОСТ 3626–73 «Молоко и молочные продукты. Методы определения влаги и сухого вещества» .

— ГОСТ 5867–90 «Молоко и молочные продукты. Методы определения жира» .

— ГОСТ 25 179–90 «Молоко и молочные продукты. Метод определения белка» .

— ГОСТ Р 52 054;2003 «Молоко натуральное коровье — сырье. Технические исследования» .

— ГОСТ Р 54 761−2011 «Молоко и молочная продукция. Методы определения массовой доли сухого обезжиренного молочного остатка» .

При выработке термокислотных сыров с плодово — ягодными коагулянтами использовалась технологическая схема производства мягкого сыра «Легенда Алтая» с некоторой её корректировкой. Технологическая схема производства термокислотных сыров представлена на рисунке 1.

Технологический процесс производства сыра состоит из следующих операции: приемка молока и его подготовка, составление смеси, нагревание и термокислотная коагуляция белков молока, формование, самопрессование сырной массы, охлаждение, упаковывание, хранение или реализация. Все операции связанные с приемкой, контролем качества, сортировкой и подготовкой молока к технологическому процессу осуществляют в соответствии с требованиями, изложенными в действующих сборниках инструкции по производству мягких сыров, утвержденных в установленном порядке, при соблюдении действующих Санитарных норм и правил для молочной промышленности, утвержденных в установленном порядке.

После проведения анализов и установлении сортности, молоко подвергли термической обработке до температуры 93−95°С при постоянном перемешивании внесли пищевую уксусную кислоту в количестве 0,1% - в одну пробу, во вторую — водную вытяжку барбариса, в третьюводную вытяжку айвы.

Для полного осаждения белков молока, одновременно с коагулянтом внесли водный раствор хлористого кальция из расчета 40 г безводной соли на 100 кг.

Образующийся хлопьевидный сгусток выдерживали при температуре не ниже 90 °C от 5 до 10 минут для уплотнения. Выделяющаяся при коагуляции сыворотка светлая, желтовато-зеленого цвета с кислотностью 40±5°Т.

Головки сыра формовали следующим образом: Всплывшую на поверхность белковую массу выкладывали перфорированными ковшами в формы. Продолжительность самопрессования сырной массы в формах осуществлялась от 1 до 2 часов с переворачиваниями сыра через 5−15 минут в течение первых получаса, для замыкания поверхностного слоя и ускорения выделения сыворотки и затем через 20−30 минут для уплотнения сырной массы и получения правильной ровной поверхности сыра.

После самопрессования сыр направили на охлаждение с последующей упаковкой в потребительскую тару. Охлаждение сыра проводили при температуре 4±2°С и относительной влажностью воздуха (80±5°С). Охлажденный сыр упаковывают в упаковочный материал. После упаковки в потребительскую тару сыр направляют на хранение или реализацию. При реализации схемы использовано лабораторное оборудование кафедры: пастеризатор, сепаратор, термостат в качестве механической обработки применялись деревянные лопаточки.

В настоящее время остро стоит проблема дефицита молочного сырья, а в области её переработки есть большие неиспользованные возможности, которые могли бы служить дополнительными резервами получения продовольствия. Поэтому большое значение приобретает задача максимального использования белково-углеводного сырья на пищевые цели, создание безотходных экологически чистых технологий комплексной переработки молочного сырья.

И в связи с этим нами в условиях лаборатории кафедры «Технология мясных и молочных продуктов» при производстве термокислотных сыров с нетрадиционными коагулянтами белка были изготовлены сывороточные напитки.

Сыворотку, полученную в процессе производства сыра, подвергли обработке по схеме с целью получения из нее сладких сывороточных напитков. Технологический процесс получения напитков из сыворотки состоит из подготовки сырья, очистки сыворотки, внесения компонентов, пастеризация и охлаждения, розлив и упаковка, хранение или реализация.

Для производства напитков, сыворотку собрали в емкость из нержавеющей стали. В сыворотку внесли все необходимые наполнители, в том числе и сахар. Сахар внесли в виде сахарного сиропа, с массовой долей сахарозы 66%. Для приготовления сиропа сахар просеивали и вносили, в количестве согласно рецептуре в открытую емкость с теплой рубашкой, добавили питьевую воду и смесь нагрели до t = 90−95°С. Раствор перемешивали и выдерживали до полного осветления сиропа.

В сыворотку вносился сахарный сироп согласно рецептуре. Смесь тщательно перемешивали и подвергли тепловой обработке при температуре 70 °C с выдержкой 10−15 минут и охладили до температуры 23−27°С. Готовый продукт фасовали в полимерную тару- 200 гр. стаканчики.

Все исследования по продуктам проводились по общепринятым методам, приведенных в нормативно-технической документации.

Общая схема исследования представлена в рисунке 1.

Рисунок 1. Схема исследования.

Все исследования по оценке качества сырья и продуктов его переработки проводили в лаборатории кафедры технологии мясных и молочных продуктов Марийского Государственного Университета в январе-феврале 2015 года. Полученные данные сведены в таблицы и проанализированы. Данные по дегустационной оценке сыра и сывороточных напитков обработаны методом вариационной статистики с расчётом средней арифметической и её ошибки (М±m) и коэффициента вариации каждого признака (С_V%) — вкуса и запаха, цвета и консистенции продукта.

3. Экспериментальные данные и их обработка

3.1 Физико-химические показатели термокислотных сыров при использовании коагулянтов растительного происхождения

В соответствии с техническим регламентом таможенного союза сыр — молочный продукт или молочный составной продукт, произведённый из молока, молочных продуктов и (или) побочных продуктов переработки молока с использованием или без использования специальных заквасок, технологический обеспечивающих коагуляцию молочного белка с помощью молокосвёртывающих ферментов, кислотным или термокислотным способом с последующим отделением сырной массы от сыворотки, её формованием, прессованием, с посолкой или без посолки, с созреванием или без созревания, с добавлением или без добавления немолочных компонентов, вводимых не в целях замены составных частей молока.

В России длительное время доминировало производство сычужных сыров, и понятие «сыр» ассоциируется прежде всего с крупной головкой твёрдого сыра.

При производстве твёрдых сыров в основном используется казеин молока, а водорастворимые белки остаются в сыворотке. В то же время сывороточные белки представляют собой особую ценность, поскольку обладают усиленными свойствами разностороннего организма к неблагоприятным внешним воздействиям. Они являются наиболее полноценными, так как содержат больше незаменимых кислот, чем казеин.

Использованием в сыроделии сывороточных белков из смеси не позволяет получить продукт, соответствующий традиционным представлениям о сыре. Продуктом, в котором часть сывороточных белков используется, является творог.

Тем не менее, существуют группы сыров, основанных на термокислотном способе осаждения белков, когда под влиянием высоких температур и кислотности, сывороточные белки денатурируют и образуют комплексы с казеином. Которые захватывают в свою рыхлую структуру жировые шарики.

Сыры этой группы имеют неплохие товарные свойства и специфические вкусовые характеристики. Ассортимент этих сыров достаточно широк, но самым популярным является «Адыгейский» и «Легенда Алтая», которые вырабатываются с использованием кислой сыворотки (первой) и уксусной или лимонной кислот (второй).

Термокислотный способ коагуляции имеет большие перспективы, благодаря получению продуктов высокой биологической ценности за счёт использования сывороточных белков. Производство таких сыров может быть организованно на действующих молочных заводах без закупки дорогостоящего оборудования, с использованием сырья более широкого диапазона качества, чем при выработке по традиционным технологиям без дорогостоящих молокосвёртывающих ферментов. При этом увеличивается выход продукта и изменяется его себестоимость.

Основным недостатком сыров термокислотной технологии является небольшие сроки их хранения и реализации.

По классификации Л. В. Гудкова сыры, выработанные термокислотным способом коагуляции относятся к мягким самопрессующимся сырам и имеют широкую перспективу в своем развитии.

В странах Западной Европы мягкие сыры занимают доминирующую позицию в общем ассортименте над различными названиями. Как отмечалось выше, в разделе 2.1 и 2.2 данной работы нами в целях изучения возможности использования нетрадиционных коагулянтов выработаны термокислотные сыры, физико — химические характеристики которых приведены в таблице 7.

Выработки приведены в двух повторностях из цельного молока с тремя коагулянтами:

— 1 — уксусная кислота (контроль);

— 2 — водная вытяжка из сушеных плодов айвы японской (опытная);

— 3- водная вытяжка из сушеных ягод барбариса обыкновенного (опытная).

Таблица 7. Физико-химические показатели термокислотных сыров при использовании коагулянтов растительного происхождения.

Массовая доля влаги и массовая доля сухих веществ, как в контроле, так и в опытных выработках незначительно отличалась и находилась в пределах 63.1 — 66,1%, в том числе 33,3 — 36,5% по сухому веществу. То же самое следует отметить и по содержанию массовой доли жира в термокислотном сыре, которое находилось в пределах от 15, 5 до 17,0%.

В пересчёте на сухое вещество, массовая доля жира находилась в пределах 44.6 -46.9%, что в целом соответствует требованиям стандарта. Где массовая доля жира в сухом веществе должно быть не менее 45%.

Таким образом, использование растительных коагулянтов белка при производстве термокислотных сыров вместо традиционной уксусной кислоты, не повлияло отрицательно как на содержание массовой доли влаги и сухих веществ, так и на содержание массовой доли жира.

3.2 Органолептические показатели термокислотных сыров с использованием растительных коагулянтов белка

Комплекс физико-химических показателей продукта, а также применения определённых технологических приёмов при его производстве в итоге определяют, так называемые органолептические (сенсорные) свойства. В настоящее время для оценки сенсорных показателей разработано достаточно много различных методик, позволяющих выражать оценочные показатели в конкретные величины и использовать их в совершенствовании качества продукта.

В сыроделии бальная оценка используется, как правило, для твердых и полутвердых сыров. Что касается других групп сыров, в том числе и мягких, бальная оценка если и применяется, то весьма условно по собственным критериям. Тем не менее, оценка основных показателей при участии большого количества дегустаторов. В том числе и без профессиональной подготовки могут выявить достоинства и недостатки произведённого продукта. При оценке произведенных нами сыров при участии 10 дегустаторов получены следующие данные (таблица 8).

Таблица 8. Дегустационная оценка термокислотных сыров с использованием различных коагулянтов.

Используя 20-бальную шкалу оценки вкуса и запаха (10 балловмаксимально), консистенция и цвет (5 баллов максимально за каждый показатель) дегустаторы в количестве 10 человек пришли к следующим результатам. В первой контрольной группе, где в качестве коагулянта использовали уксусную кислоту общее количество баллов составило 18,8±0,75 балла, в том числе за вкус и запах, как основной показатель 9,4±0,29 балла. Сравнивая данные показатели контроля с опытными вариантами, где в качестве коагулянтов использованы водные вытяжки из плодов айвы японской (выработка 2) и водная вытяжка из ягод барбариса (выработка 3) видно, что общее количество баллов здесь оказалось меньше — 17,9±0,70 и 16,4±1,20 соответственно, с достоверной разницей в 0,9 и 2,4 балла (р>0,95). Также достоверная разница (р>0,95) и по такому показателю как вкус и запах, где в контроле — 9,4±0,28 баллов; в первом варианте 8, 3±0,63;во втором 8,2±0,44 балла.

Сравнивая между собой варианты 2 и 3 разница как по общему количеству баллов, так и по вкусу и запаху не значительная и статистически недостоверная (р<0,95).

Также следует отметить, что использование нетрадиционных растительных коагулянтов привели к значительному разбросу оценки вкуса и запаха о чём свидетельствуют более высокие коэффициенты вариации, которые в контроле составили 9,0% во втором и третьем варианте составило 22,8 и 16,1%. Также … большие значения коэффициенты вариации и в итоге — 12,0;13,0 и 20,0.

Таким образом, использование в качестве коагулянта белков молока при их термокислотном осаждении водными вытяжками плодов айвы японской и ягод барбариса несколько изменило органолептические показатели готового продукта. Однако более высокие коэффициенты корреляции свидетельствуют о том, что определённое число дегустаторов отдало предпочтение именно сырам, полученным с использованием плодов айвы и ягод барбариса.

3.3 Вторичное молочное сырье при производстве термокислотных сыров с использованием нетрадиционных коагулянтов

В настоящее время остро стоит проблема дефицита молочного сырья, а в части его переработки есть больше неиспользованных возможностей, которые могли бы служить дополнительными резервами получения продовольствия. Поэтому особое значение приобретает задача создания безотходных технологии комплексной переработки молочного сырья.

По технологическому регламенту на молоко и молочную продукцию, вторичное молочное сырьё (ВМС) — это побочный продукт переработки молока, молочный продукт с частично утраченными идентификационными признаками или потребительскими свойствами. К таким продуктам относят молочную сыворотку и пахту. Основную проблему при переработке ВМС вызывает молочная сыворотка. Она содержит около 50% сухих веществ молока, поэтому слив её в канализацию эквивалентен ежегодной потере 1,3 млн. тонн молока.

Для окисления органических соединений, содержащих в 25 тонн молочной сыворотки, требуется такое же количество кислорода, как для хозяйственно-бытовых стоков города с населением 40 тыс. человек.

Таким образом, целесообразность рационального использования молочной сыворотки, как одного из видов ВМС обосновано как с экономической так и с экологической точки зрения.

В наших исследованиях, при производстве термокислотных сыров из коровьего молока с использованием коагулянтов (уксусная кислота, водная вытяжка из плодов айвы японской и ягод барбариса) получена сыворотка с массовой долей жира 0,2−0,25%, с массовой долей белка 0,3−0,4%. Органолептические показатели сывороточных напитков, приготовленных на основе трёх вариантов сыворотки приведены в таблицах 9 и 10.

В процессе подготовки сыворотки она была профильтрована, а также в неё добавили сахарный сироп и ванилин (в первом варианте).

Таблица 9. Органолептическая оценка сывороточных напитков.

При проведении дегустационной оценки по 15-ти балльной шкале (по 5 баллов на каждый показатель) значительных различии между контролем и опытными группами нами не получено.

Все напитки были оценены достаточно высоко, о чём свидетельствуют данные таблицы 10.

Таблица 10. Физико-химическая оценка сывороточных напитков.

Таким образом, вторичное молочное сырьё, полученное при использовании нетрадиционных коагулянтов в технологии термокислотных сыров, может быть использовано для производства оригинальных напитков со вкусом плодов айвы японской и барбариса обыкновенного. Для усиления вкуса этих осадителей в рецептуру сывороточных напитков можно дополнительно вносить чистую вытяжку плодов.

4. Технологическая часть

4.1 Техпроцесс производства и типовая аппаратурно-технологическая схема производства термокислотных сыров на предприятии

На основании аппаратурно-технологической схемы подобрано малогабаритное оборудование на производство 100 кг термокислотного сыра.

Как отмечалось выше, термокислотный сыр вырабатывается из молока по технологической схеме, представленной на рисунке 2.

Рисунок 2. Аппаратурно-технологическая схема производства сыра

4.2 Подбор и техническая характеристика используемого оборудования на заданный объем продукта

Оборудование для производства нового ассортимента сыров подобрано на небольшую производительность 100 кг. Такое производство может подойти любому молочному заводу или комбинату, так как на расширение ассортимента не требуется большого количества дорогостоящего оборудования.

Ванны длительной пастеризации ВДП предназначены для нагрева пастеризации и охлаждения молока и сливок. Сепаратор-сливкоотделитель разделяет молоко на две фракции: сливки и обезжиренное молоко. Сыроизготовитель предназначен для осаждения молока, получение сгустка, с последующей разрезкой его. По истечении определённого времени полученный сгусток разрезается и перемешивается специальной мешалкой. После отделения сыворотки оставшийся продукт откачивается или вытекает самотёком из сыроизготовителя. Термокуттер предназначен для вымешивания сырного зерна со сливками до однородной консистенции. Фасовочная автоматическая линия Альт-А Компакт-М предназначен для фасовки: жидких и вязких продуктов, в том числе с кусочками, также труднотекучих продуктов (емкостью от 50 до 500 мл, 75 или 95 мм) и запечатывания крышками из валкилида или фольги. Производительность 1800 упаковок в час.

4.3 Продуктовый расчёт

Материальный баланс служит для контроля производства, регулирования состава продукции и установлении производственных потерь. С помощью материального баланса можно определить экономические показатели технологических процессов и способов производства. А также нахождение производственных потерь, степень использования составных частей молока, расход сырья, выход готового продукта.

Расчёты на производство 100 кг термокислотного сыра.

Расход цельного молока на производство 100 кг сыра вычисляется по формуле:

(2)

Ж — нормативная массовая доля жира в сухом веществе (зрелого сыра), %

W — нормативная массовая доля для влаги в сыре, %

К — коэффициент (2,02)

Ж_см — массовая доля жира в молоке

Q_ж — предел допустимых потерь жира Ж_сыв— норма отхода жира в сыворотку %

Q_осм — норма отхода сырной массы % от массы выработанного сыра М = 46· (100−56)·2,02·0,01·(1+0,01·2,2)-0,22/3,5·(1−0,01·2,7)-0,22 = 1266кг

Массу сыворотки при производстве сыров составляет 80% от массы нормализованной смеси

М_сыв = М_мол· М_зс (кг).

М_{сыв теор}=1266 -100=1166 кг.

Количество уксусной кислоты вычисляют по формуле:

М_ук=0,1?М_м=0,1?1266=126,6 г Количество коагулянта барбариса на 2 кг пошло 100мл; из этого высчитываем, какое количество коагулянта потребуется на 1266 кг молока:

М_к=М_м?100/2=633,0 г Количество коагулянта айвы на 2 кг пошло 80 мл; из этого высчитываем, какое количество коагулянта потребуется на 1266 кг молока:

М_к=М_м?80/2=506,4 г На 100 кг молока расходуется 20 г хлористого кальция; из этого высчитываем количество хлористого кальция на 1266 кг молока:

М_СaCl2=М_м?20/100=253,2 г Таблица 12. Сводная таблица продуктового расчета на 100 кг сыра.

5. Технико-экономическая часть

Капитальные вложения по цеху (таблица 11) складывается из затрат на создание объектов основного и вспомогательного. Стоимость основного блока модуля составляет 900 тыс. рублей, основные и вспомогательные производственные объекты занимают 2 блока, следовательно их стоимость составляет по 1800 тыс.рублей. в стоимость оборудования вспомогательных объектов включена стоимость холодильной камеры на 11 мі.

Таблица 13. Стоимость основного и вспомогательного производства.

Сметная стоимость технологического оборудования приведена в таблице 12.

Таблица 14. Сметная стоимость основного технологического оборудования.

Затраты на приобретение и установку оборудования составляют 585,8 тыс.рублей. Результаты расчетов по определению годового объема производства и товарной продукции отражены в таблице 13.

Таблица 15. Ассортимент и товарная продукция.

На основании продуктового расчета и в соответствии с отпускной ценой годовая товарная продукция составила 2283,2 тыс. рублей. Расчет себестоимости товарной продукции представлен в таблице 16.

Таблица 16. Себестоимость товарной продукции.

Себестоимость товарной продукции составляет 2105,6 тыс.рублей. Себестоимость продукции рассчитывали методом разработки калькуляции себестоимости продукции. Отпускную цену определили на основе полной себестоимости 1 кг продукции и проектируемой прибыли.

Экономическая эффективность проекта основывается на подсчете прибыли от реализации товарной продукции и сроке окупаемости капитальных вложении предприятия в модульном исполнении.

Прибыль от реализации высчитывается по формуле.

Пp=Pm-Cp,

где Прприбыль от реализации продукции, тыс.руб.;

Рmобъем товарной продукции, тыс. руб.;

Срполная себестоимость товарной продукции, тыс.руб.

Пр=2979,9−2105,6=874,3 тыс. руб.

Уровень рентабельности (Ур) отдельных видов продукции рассчитываем по формуле:

Ур=ПрчСрЧ100%

Ур=874,3ч2105,6Ч100=42%

Срок окупаемости капитальных вложении на реконструкцию предприятия высчитываем по формуле:

То=КрчПр, где Тосрок окупаемости капитальных вложении на реконструкцию предприятия; Кр — капитальные вложения на реконструкцию, тыс.руб.; Прувеличение прибыли от проведения реконструкции предприятия, тыс. руб.

То=5095,8ч874,3=5,8 лет.

Производительность труда определяем исходя из объёма товарной продукции и численности промышленно-производственного персонала по формуле:

Пm=РmчЧп,

где Пmпроизводительность труда;

Чпчисленность промышленнопроизводственного персонала.

Пm=2979,9ч3=993,3

Затраты на рубль товарной продукции рассчитываем по формуле:

Зm=СрчРm,

где Зmзатраты на рубль товарной продукции, руб.

Зm=2105,6ч2979,9=0,71 руб.

Основные технико-экономические показатели проекта представлены в таблице 15.

На основе расчетов, приведенных в таблицах 11−15, окупаемость данного производства составляет примерно 5 лет.

Таблица 17. Основные технико-экономические показатели проекта.

6. Охрана труда

Безопасность жизнедеятельности является системой, состоящей из социальноэкономических, технических, санитарногигиенических и организационных мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособности человека в процессе труда. Особенно тесная связь существует между охраной труда, научной организацией труда, экономикой, инженерной психологией и технической эстетикой.

Необходимость мероприятии по безопасности жизнедеятельности на предприятиях обуславливается большим социальным эффектом, который достигается за счет улучшения условии труда, разработки и осуществления мероприятии по профилактике и снижению производственного травматизма и профессиональных заболеваний, а также значительными экономическими затратами, выражающимися в увеличении профессиональной активности учащихся, росте производительности труда; сокращений потерь, связанных с травматизмом. В основном состоящих из затрат на льготы и компенсации; уменьшения текучести кадров.

6.1 Микроклимат на рабочих местах

Гигиенические нормативы на параметры микроклимата в рабочей зоне представлены в ГОСТ 12.1.005−76. Рабочей зоной считается пространство высотой до 2 м над уровнем пола или площадки, на которой расположены рабочие места. Постоянным рабочим местом считается такое, где работающий находится более половины своего рабочего времени или более двух часов непрерывно. Если же люди работают в различных местах рабочей зоны, то она является постоянным рабочим местом.

Микроклимат в рабочей зоне определяется действующим на организм человека сочетанием температуры, влажности и скорости движения воздуха, а так же температурой окружающих поверхностей.

Повышенная влажность затрудняет теплоотдачу организма путем испарений при высокой температуре воздуха и способствует перегреву, а при низкой температуре, наоборот, усиливает теплоотдачу, способствуя переохлаждению, оптимальны такие параметры микроклимата, которые при длительном и математическом воздействии на человека обеспечивают сохранение нормального рационального и теплового состояния организма без напряжения реакций терморегуляции, что создаёт ощущение теплового комфорта и служит предпосылкой для высокой работоспособности. Поддержание оптимального микроклимата возможно только в том случае, если предприятие оснащено установками кондиционированного микроклимата.

В проектируемом цехе предусматривается общеобменная приточная вентиляция. Общеобменная приточная вентиляция устраивается для ассимиляции избыточного тепла и влаги; разбавленных вредных концентрации паров и газов; для удаленных местной и обменной вытяжной вентиляцией, а так же для обеспечения расчетных санитарно — гигиенических норм и свободного дыхания человека в рабочей зоне.

При отрицательном тепловом балансе, то есть при недостатке тепла общеобменную вентиляцию устраивают с механическим побуждением и с подогревом всего объема приточного воздуха.

Гигиенические нормы зависят от категории работы по степени физической нагрузки, которая равняется категории 2а относятся работы с интенсивностью энергозатрат 150−200 ккал/час, связанные с постоянной ходьбой, перемещением мелких изделии или предметов в положении стоя или сидя и требующие определённого физического напряжения.

Например для лёгких работ в тёплый период времени оптимальная температура равна 22- 25 °C, а допустимая (при значительных избытках явной теплоты) на 5°Свыше средней температуры наружного воздуха в 13 ч самого жаркого месяца, но не выше 28 °C. Относительная влажность при этом до 55%. Скорость движения воздуха 0,2- 0,5 м/с (оптимальная скорость 0,2 м/с). В холодный период года на тех же работах оптимальная температура составляет 23 °C, допустимая 19−25°С. В ряде случаев допускаются определённые отклонения от норм.

6.2 Пожарная безопасность

Основными причинами возгораний являются:

— открытый огонь и искры;

— нарушение правил пожарной безопасности при работе с горюче-смазочными материалами и легко воспламеняющимися жидкостями;

— нарушение правил электробезопасности;

При возникновении пожаров работник должен:

— известить пожарную команду по телефонному номеру 01 (назвать адрес объекта, характер объекта, пути проезда и свою фамилию);

— принять меру по тушению пожара, используя первичные средства пожаротушения;

— сообщить о пожаре непосредственному начальнику и администрации.

Для обеспечения противопожарной безопасности следует руководствоваться регламентом по пожарной безопасности. Курение производить только в специально отведённых для этого местах.

При эксплуатации аппаратов и механизмов запрещается:

— пользоваться открытым огнём при устранении наисправностей и подогреве двигателя;

— оставлять обтирочные материалы, на двигателе, в местах производства;

— мыть аппараты и механизмы легковоспламеняющимися жидкостями.

Каждый работник должен знать правила пользования первичными средствами пожаротушения и пройти противопожарный инструктаж.

7. Экология

Охрана окружающей человека среды — это комплекс международных, государственных, региональных и локальных (местных) административно — хозяйственных, технологических, политических, юридических и общественных мероприятий, направленных на обеспечение социально — экономического, культурно — исторического, физического, химического и биологического комфорта, необходимого для сохранения здоровья человека. Здоровье человека — критерий состояния окружающей среды, а организм человека — это инструмент, позволяющий оценивать это состояние.

Охрана природы — это совокупность международных, государственных и локальных (местных) административно — хозяйственных, технологических, политических, юридических и общественных мероприятий, направленных на сохранение, рациональное использование и воспроизводство природы Земли и ближайшего к ней космического пространства в интересах существующих и будущих поколений людей.

Проблема охраны природы — проблема разносторонняя многоплановая, охватывающая различные стороны деятельности человека, направленная на глобальное использование природных ресурсов и предотвращения загрязнений окружающей среды промышленными выбросами с целью создания благоприятных условии для жизни человека.

7.1 Особенности загрязнения сточных вод в молочной промышленности

Вторичные сырьевые ресурсы и отходы являются основным источником загрязнения сточных вод. В связи с тем, что отходы образуются практически на всех стадиях производства, все процессы вносят свой вклад в образование загрязнителей, которые попадают в водные потоки, образуя сточные воды. [27 ] Молочная промышленность потребляет значительные объемы исходной воды.

На предприятиях молочной промышленности вода после использования сбрасывается в канализацию, сточные воды составляют 80 — 90% от потребляемой предприятием исходной воды. [25]

Сточные воды содержат большое количество органических соединений (белки, жиры, молочный сахар), обусловленное потерями сырья и отходами при производстве молочных продуктов. Кроме того, сточные воды содержат неорганические соединения: моющие средства, соединения металлов. Высокая концентрация органических загрязнений характерна для сточных вод, образующихся при производстве сыра, творога, казеина. Это объясняется как особенностями технологии, так и потерей части сыворотки, имеющей высокую загрязненность. 28]

По содержанию загрязнений сточные воды предприятий молочной промышленности в 5 — 10 раз более загрязнены, чем хозяйственно-бытовые стоки, и при сбросе без очистки представляют значительную опасность для окружающей среды. (Щербина, 1985)

Сточные воды характеризуются значительными колебаниями расходов и загрязненности в течении суток, что вызвано залповыми сбросами отходов производства, моющих веществ и цикличностью технологических процессов. Резкие изменения рН, расхода воды, поступления в нее органических загрязнений нарушают нормальный режим работы очистных сооружений, значительно ухудшают эффективность очистки.

Единого, универсального метода очистки сточных вод пока нет, однако есть общие для всех видов сточных вод пищевых предприятий принципы очистки, которые можно разделить на механические, биологические, физико-химические. Кроме того, широкое распространение получили методы обеззараживания сточных вод.

При механических способах для очистки сточных вод от взвешенных веществ применяются: решетки, сита, песколовушки (горизонтальные и вертикальные), отстойники, гидроциклоны, центрифуги.

Попадание жировых веществ на очистные сооружения отрицательно влияет на работу этих сооружений, ухудшает качество очистки сточных вод. Для удаления из сточных вод жиров, масел и других, легко всплывающих на поверхность жировых веществ применяют жироловушки.

В качестве сооружений биологической очистки сточных вод используют: поля фильтрации, поля орошения, биологические фильтры, аэротенки, шлаковые площадки. [2]

В связи с тем, что скорость биохимического окисления органических веществ сточных вод пищевых предприятий разная, то рекомендовать один и то же способ биологической очистки для всех видов сточных вод нельзя. Обеззараживают сточные воды хлорированием, озонированием, ультразвуком, ультрафиолетовыми лучами.

Таким образом, для достижения необходимых показателей качества очищенной воды на предприятиях пищевой и перерабатывающей промышленности применяют разнообразные методы очистки сточных вод. В каждом отдельном случае требуется индивидуальный подход к решению вопроса охраны окружающей среды, и прежде всего следует рассматривать возможность использования сточных вод для удобрительных поливов, а также извлечение питательных веществ для животных, а затем решать вопрос о применении искусственной биологической очистки.

Нормы загрязненности сточных вод при сбросе на очистные сооружения населенных пунктов или собственные системы очистки устанавливаются в соответствии с существующими требованиями на сброс сточных вод в эти объекты при соблюдении условий достижения нормативов ПДС, разрабатываемых с учетом ПДК.

Контроль качества воды и сточных вод на предприятиях молочной промышленности рекомендуется осуществлять в специальной лаборатории. Одним из рациональных путей решения загрязненности стоков является сбор первых ополосков с последующей их утилизацией для пищевых и комовых целей. (Рекомендации по снижению загрязненности вод предприятий молочной промышленности, 1987)

Большую долю сточных вод образуют смывные воды оборудования молочных предприятий. Сбор первых ополосков при мойке технического оборудования емкостей для перевозки молока способствует снижению на 25 — 35% загрязнения сточных вод, увеличивает ресурсы пищевых кормовых продуктов. Если на должном уровне организовать сбор и утилизацию ополосков, то в некоторых случаях отпадает необходимость в строительстве локальных очистных сооружений перед сбором сточных вод в городскую канализацию. Наиболее рациональным направлением переработки отходов является их концентрирование и реализация концентрата для пищевых и кормовых целей. 1] В наибольшей степени в молочной промышленности сточные воды загрязняет молочная сыворотка. Одна тонна сыворотки, слитая в сточные воды, загрязняет водоем так же, как 100 куб. м. хозяйственно-бытовых вод. Стоимость очистных сооружений и вред, наносимый сливом сыворотки в водоемы, делает актуальной проблему ее промышленной обработки. [22]

7.2 Загрязнение воздушной среды в процессе молочного производства

Для анализа влияния предприятий молочной промышленности на воздушную среду необходимо оценивать основные источники загрязнения.

Инвентаризация источников выбросов предприятий молочной промышленности позволила выявить основные технологические процессы и оборудование, вызывающие загрязнение воздушной среды.

Вентиляционные выбросы основных производственных цехов молочных предприятий относятся к категории условно-чистых и практически не загрязняют воздушную среду.

Анализ выбросов вредных веществ предприятиями отрасли показывает, что загрязнение атмосферы происходит в основном от трех видов источников: 1) выбросы от основного производства; 2) выбросы от вспомогательного производства (котельная, компрессорная); 3) автотранспорт. 30]

При нормировании выбросов в атмосферу используются общепринятые методики. Все предприятия молочной промышленности должны осуществлять систему контроля загрязнений, и вести статистический отчет по форме № 2 — тп (воздух).

Утилизация тепла дымовых газов при охлаждении до температуры до 35 — 40 °C позволяет повысить коэффициент использования котлов и уменьшить тепловые выбросы в атмосферу. В целях снижения теплового загрязнения атмосферы и экономии тепла на предприятиях по производству сухого молока, отработанный воздух, температура которого составляет 75 — 85 °C, можно использовать для смешения с первичным воздухом. Это позволяет экономить до 20% тепла.

Очистку вентиляционного воздуха и газов перед выбросом в атмосферу производят в газопылеочистных установках и аппаратах. 29]

7.3 Основные мероприятия по снижению загрязнений окружающей природной среды

Существующие системы очистки на предприятиях молочной промышленности не обеспечивают полного извлечения загрязняющих веществ, в связи, с чем рекомендуется использовать системы замкнутого цикла циркуляционного снабжения охлаждающей водой теплообменного оборудования, снижающее расход природного газа, электроэнергии и водопотребления. 23]

Более половины сточных вод предприятий по производству молочных продуктов проходят очистку на городской сети канализации и на собственных очистных сооружениях, однако ужесточение требований качества очистки, а также недостаточная степень очистки сточных вод большинства предприятий настоятельно требуют проведения целенаправленной работы по охране окружающей среды на предприятиях отрасли. Эти работы должны быть неотъемлемой частью общей программы создания малоотходных и безотходных производств.

Основные направления работ по снижению загрязненности сбросов и выбросов ведутся в следующих направлениях:

· совершенствование и внедрение основных положений концепции малоотходных и безотходных производств;

· создание рациональной техники и технологии производства продуктов с использованием принципов малоотходных и безотходных производств;

· максимальное и комплексное использование составных частей молока в исходном сырье и отходах, а также других материальных ресурсов и энергии, сокращение потерь сырья и других ресурсов;

· оптимизация уровня расхода воды и сточных вод путем разработки и внедрения прогрессивных норм и нормативов, систем оборотно-повторного водоснабжения предприятий, строгий учет и контроль расхода воды и сточных вод по процессам, аппаратам и в целом по предприятию;

· качественная и количественная оценка отходов производства и потребления с целью их устранения за счет предотвращения их возникновения, повторного использования их для различных целей, возвращая в природу в экологически в безвредном виде;

· очистка сбросов и выбросов для существующих экологических нормативов, включающая: исследование и внедрение сооружений и методов полной биологической очистки сточных вод с системой доочистки, исследование и разработка методов анаэробной биологической очистки сточных вод и отходов, разработка и внедрение рекомендаций по использованию сточных вод молочных предприятий для полива сельхоз полей, разработка методов предварительной очистки сточных вод;

· мониторинг основных экологических показателей производства, включающий разработку и аттестацию методов контроля сбросов, выбросов и отходов производства, создание научно обоснованной системы контроля основных экологических показателей. 24]К перспективным направлениям работ следует отнести изучение основ комплексного развития и интеграции предприятий молочной промышленности с предприятиями сельского хозяйства в рамках АПК для совместного решения эколого-экономических проблем в условиях рыночной экономики. [26]

Заключение

На основании проведённых исследовании по теме «Расширение ассортимента мягких термокислотных сыров с нетрадиционными коагулянтами белков молока сделаны следующие выводы.

1. На основании обширного анализа литературы по данной теме следует, что использование нетрадиционных растительных коагулянтов при производстве термокислотных сыров используются до настоящего времени в основном в лабораторных выработок.

2. Используемые в эксперименте коровье молоко в основном соответствовало требованиям Тех Регламента и ГОСТа.

3. Использование растительных коагулянтов белка при производстве термокислотных сыров вместо традиционной уксусной кислоты, не повлияло отрицательно как на содержание массовой доли влаги и сухих веществ, так и на содержание массовой доли жира.

4. Массовая для влаги и массовая доля сухих веществ находится в пределах 63,1−66,1%, в том числе 13,3−36,5% по сухому веществу, при массовой доле жира в пределах от 15,5 до 17,0%, что в пересчёте на сухое вещество составило около 45%.

5. Дегустацинная оценка произведённых сыров показало, что по общему количеству баллов сыр на основе водной вытяжки плодов айвы (17,9±0,70) и ягод барбариса (16,4±12,0) оказалось несколько ниже по сравнению с сыром с традиционной уксусной кислотой (18,8±0,75).

6. По основному оценочному показателю (вкус и запах) также опытные варианты набрали несколько меньшее количество баллов (8,3±0,63; 8,2±0,4) против 9,4±0,29 балла в контроле, однако более высокие коэффициенты вариации в пределах 20% и более в опытных вариантах свидетельствуют о большем разнообразии в оценке дегустаторов.

7. Использование подсырной сыворотки при термокислотном выделении белков растительными коагулянтами также может расширить их ассортимент и в некоторой степени решить проблему безотходной технологии. Значительным отличием в дегустационной оценке между группами не выявлено.

Произведенные некоторые технологические и экономические расчеты по результатам исследования позволяют сделать заключение, что производство термокислотных сыров, в том числе с использованием различных коагулянтов возможно на любом предприятии, в том числе и на малом, что расширит ассортимент т найдет своего потребителя без больших экономических затрат и реальным сроком окупаемости.

1. Акулов К. К., Мазаев В. Т., Шлепнина Т. Г., Гурскин Ю. Н. Гигиена водоснабжения предприятии молочной промышленности.- М.: Агропромиздат, 1989;201с.

2. Анципович И. С. Охрана природы на предприятиях молочной промышленности.- М.: Агропромиздат, 1985;108с.

3. Бобылин В. В. Биотехнология мягких кислотно-сычужных сыров.- Кемерово. 1997,-130с.

4. Бобылин В. В. Физико-химические и биотехнологические основы производства мягких кислотно-сычужных сыров.- Кемерово, 1998;208с.

5. Бобылин В. В. Влияние технологических параметров на выход мягких сыров// Сыроделие.-2000.-№ 2.-36с.

6. Богданова О. В. Современное состояние и тенденции развития мирового рынка молока/ Богданова О. В. Никонорова О.С. //Российское предпринимательство.- 2013. № 4 (226). с 107−113.

7. Волкова Т. А. Типовые технологические инструкции по производству продуктов из сыворотки / Т. А. Волкова, Э.Ф. Кравченко// Молочная промышленность.-2011.-№ 5.-68с.

8. Владыкина Т. Ф., Алексеев Н. Г., Тепловая коагуляция молока // Известия вузов.- Пищевая технология.- 1988.-№ 1 .-с.50−54.

9. Горбатова К. К. Биохимия молока и молочных продуктов.- М.:Колос, 1997.-288с.

10. Горбатова К. К. Биохимия молока и молочных продуктов. 3-е издание перераб. и доп. /К.К. Горбатова. -СПб.: ГИОРД, 2003; 320с.

11. ГОСТ 31 449–2013 Молоко коровье сырое. Технические условия.

12. Гузун В. Пути повышения качества молока.- Кишинев — 1987, стр 87.

13. Горлов И. Ф. Инновационные разработки рецептуры мягких сыров / И. Ф. Горлов, О. П. Серова, Е.Н. Воронцова// Известия Нижневолжского агроуниверситеского комплекса наука и высшее профессиональное образование.- 2012.-№ 1(25). -71−74 с.;

14. ГОСТ 3624– —92 «Молоко и молочные продукты. Титрометрические методы определения кислотности» .- Введ.-1994;01−01.М.;Стандартинформ, 1972.-9с.;

15. ГОСТ 3626–73 «Молоко и молочные продукты. Методы определения влаги и сухого вещества» .-Введ.-1974;03−01.М.:Стандартинформ, 1973.-12с.;

16. ГОСТ Р 52 054;2003 «Молоко натуральное коровьесырье. Технические условия» .-Введ.2004;01−01.М.:Стандартинформ, 2003.-12с.;

17. ГОСТ 52 686–2006 «Сыры. Общие технические условия» .-Введ. 2008;01−01.-М.:Стандартинформ, 2006.-20с.;

18. ГОСТ Р 53 379−2009 «Мягкие сыры. Технические условия» .-Введ.-2010;01−01.-М.:Стандартинформ, 2009.-15 с.;

19. ГОСТ Р 54 758−2011 «Молоко и продукты переработки молока. Методы определения плотности» .- Введ.2013;01−01.-М.:Стандартинформ, 2012.-20с.;

20. ГОСТ Р 54 761−2011 «Молоко и молочная продукция. Методы определения массовой доли сухого обезжиренного молочного остатка» .- Введ.2010;01−01.-М.: Стандартинформ, 2011.-12с.;

21. ГОСТ 5867–90 «Молоко и молочные продукты. Методы определения жира.». — Введ.-1991;06−30.М.: Стандартинформ, 1990.-15с.;

22. ГОСТ 25 179–90 «Молоко. Методы определения белка» .-Введ. 1991; 01−01. -М.: Стандартинформ, 1990. 8с.;

23. ГОСТ 26 754–85 «Молоко. Методы измерения температуры». — Введ.1986;12−01. -М.6 Стандартинформ, 1985. 4с.;

24. Догарева Н. Т. Общая технология молочной отрасли. -2009 — 360с.

25. Забалухина А. С. Отходы в дело//Молочная промышленность № 9, 1984;27с.

26. Комаров В. К. Инженерная экология производства пищевых продуктов.// Инженерная экология, № 3 1997 — 49с.

27. Кравченко Э. Ф., Волков Т. А., Оносовская Н. Н. Сборник нормативных материалов по рациональному использованию вторичного сырья на предприятиях маслодельно-сыродельной промышленности.- Углич ВНИМС, 1991; 75 с.

28. Полищук И. И. Водопользование на предприятиях пищевой промышленности. М.: Агропромиздат, 1989;100с.

29. Рекомендации по снижению загрязненности вод предприятий молочной промышленности, ВНИМИ, 1987;91 с.

30. Рабилизиров М. Н. Сбор переработки смывных вод // Молочная промышленность № 4 1986; 27 с.

31. Сергеев В. К., Селантьева Л. А. и др. Санитария и гигиена на предприятиях молочной промышленности. — Л; 1989;117 с.

32. Сызенко Е. И. Вторичные сырьевые ресурсы пищевой перерабатывающей промышленности России и охрана окружающей среды.- М.: Пищепромиздат, 1999;486 с.

33.Тищенко Н. Ф. Охрана атмосферного воздуха, М.: Химия; 1991 -368 с.

34. Твердохлеб Г. В. Химия и физика молока и молочной продукции/ Г. В. Твердохлеб, Р. И. Раланадская — М.: ДеЛи принт, 1999, 345 с.;

35. Фильчакова С. А. Санитария и гигиена на предприятиях молочной промышленности / С. А. Фильчакова — М.: ДеЛи, 2008.-276 с.;

36. Шидловская В. П. Органолептические свойства молока и молочных пролуктов. Справочник/ В. П. Шидловская — М.: Колос, 2000. 280 с.;

37. Щетинин М. П. Термокислотные сыры / М. П. Щетинин, А. Ю. Себекина, Л. Н. Азолкина // Сыроделие и маслоделие.- 2005. № 6.-С.35−36.

38. http://dairynews.ru

39. http://dslib.net

40. htth://pererabotka moloka.ru

41. http;//molokoprom.ru

42. http;//www ekulinar.ru

43. http;//pitanie-plus.com/produkty/frukty/ajva.html

44. http//health-diet.ru/base of food/sostav/36.php