Введение
В процессе промышленной переработки молока на масло, сыр, творог получают побочные продукты - обезжиренное молоко, пахту и молочную сыворотку, так называемое "вторичное молочное сырье". По своим биологическим свойствам вторичное молочное сырье не уступает цельному молоку. В цельном и обезжиренном молоке, а также в пахте содержится одинаковое количество белков (азотистых веществ) - 3,2%, лактозы - 4,7% и минеральных веществ - 0,7%, в молочной сыворотке - соответственно 0,8; 4,8 и 0,5%. Наиболее ценными компонентами вторичного молочного сырья являются белки, молочный жир, углеводы, минеральные соли. В нем содержатся также витамины, ферменты, органические кислоты и другие вещества, которые переходят из молока.
В настоящее время большое внимание уделяется более полноценному и рациональному использованию всех составных частей молока в процессе его промышленной переработки. Это обусловлено рядом причин.
В большинстве случаев мероприятия, направленные на экономную, рациональную и глубокую переработку сельскохозяйственного сырья, в частности молока, экономически более выгодны, чем дополнительное получение эквивалентного количества этого сырья в сельском хозяйстве. Кроме того, в большинстве стран мира наблюдается дефицит пищевых белков. Наряду с количественным дефицитом все большую роль играет неполноценность их качества (в основном, аминокислотного состава).
Имеющиеся в природе разнообразные белки отличаются друг от друга различным содержанием аминокислот. Растительные белки, например, содержат недостаточное количество таких важных аминокислот, как лизин, лейцин, изолейцин, метионин, триптофан. Аминокислотный состав белков молока отвечает потребностям человеческого организма наиболее полно. Наряду с высокой биологической ценностью молочные продукты обладают полезными функциональными свойствами, улучшающими качество других пищевых продуктов. С их помощью удается более рационально балансировать и использовать всю совокупность пищевых белков, в том числе белков растительного происхождения.
Наиболее полно требованию оптимального содержания ценных компонентов соответствуют маложирные продукты, полученные из обезжиренного молока, пахты и молочной сыворотки. Так, например, сухие вещества молочной сыворотки содержат 71,7% лактозы, 14% азотистых веществ, 7,7% минеральных веществ, 5,7% жира, 0,9% прочих веществ.
1. Описание технологии производства продукции и оборудования машинно-аппаратной схемы (МАС)
Молочный сахар представляет собой мелкокристаллический порошок белого или желтоватого (нерафинированный) цвета. Его вырабатывают из подсырной и творожной сыворотки, куда отходит большая часть молочного сахара. При этом кислотность подсырной сыворотки не должна превышать 20, а творожной - 70 °Т. Лучшим сырьем являются подсырная сыворотка и ультрафильтраты по сравнению с творожной и казеиновой.
В зависимости от целей использования молочный сахар вырабатывают с различной степенью очистки от других веществ (табл. 38.2): сахар-сырец (сырье для ферментации, рафинации, технических целей); пищевой (для детского питания, хлебобулочной и кондитерской промышленности); рафинированный и фармакопейный (для производства медицинских препаратов).
Рафинированный и фармакопейный молочный сахар максимально очищен от моноз и других углеводов. В рафинированном и пищевом содержание хлоридов, сульфатов и кальция должно быть не более 0,1%, солей меди - не более 5 мг/кг, олова - не более 50 мг/кг, должны отсутствовать соли свинца и других тяжелых металлов.
2. Инженерно-технологические расчеты
Продуктовый расчет
Масса молочного сахара-сырца Мл, %, определяется по формуле
Мл =Мсыв/41 , (1)
Мл =120000/41=2926,83кг
где Моб.сыв – масса обезжиренной сыворотки, кг;
41 - норма расхода обезжиренной сыворотки на 1т молочного сахара.
Масса молочного сахара после центрифугирования Млц, кг, определяется по формуле
Млц = (Мл⋅Л)/83, (2)
Млц = (2926,83⋅96)/83=3385,25 кг
где Мл – масса готового молочного сахара-сырца, кг;
Л – массовая доля лактозы в готовом молочном сахаре-сырце, %;
83 - массовая доля лактозы в центрифугированном молочном сахаре, %.
Массовая доля влаги, выпаренная при сушке, Мвл, %, определяется по формуле
Мвл. = Млц – Мл, (3)
Мвл.=3385,25-2926,83=458,42=4,58%
где Млц – масса молочного сахара после центрифугирования, кг.
Масса осветлённой сыворотки Мо.сыв , кг, определяется по формуле
Мо.сыв. = Моб.сыв. – 0,09 ⋅ Мобсыв. , (4)
Мо.сыв. = 120000 – 0,09 ⋅ 120000=109200 кг
Масса сгущённой сыворотки Мсг.сыв, кг, определяется по формуле
Мсг.сыв. = (Мо.сыв⋅6)/(Ссг.сыв) , (5)
Мсг.сыв. = (109200⋅6)/62=10567,74кг
где 6 – массовая доля сухих веществ в осветлённой сыворотке, %;
3. Выбор типов, марок оборудования в МАС, с указанием основных технических характеристик
| Упаковка готового продукта | Автомат дозатор В6 - ОФГ | 1 | 190 меш/час |
| Дробление готового продукта | Измельчитель | 1 | - |
| Сушка кристаллизата | Распылительная сушилка А1-АРС | 1 | 135 кг/ч испаренной влаги |
| Центрифугирование кристаллизата | Центрифуга НОГШ-325 | 1 | 2500л/ч |
| Фильтрация раствора | Фильт-пресс | 1 | - |
| Растворение сахара-сырца | Реактор-растворитель | 1 | - |
| Отстаивание лактозы | Ванна | 1 | - |
| Кристаллизация молочного сахара | Кристаллизатор 241а | 1 | 1000 л |
| | | |
4. Технологическая карта
| Упаковка готового продукта | Автомат дозатор В6 - ОФГ | 1 | 190 меш/час | 4:10 |
| Дробление готового продукта | Измельчитель | 1 | - | 4 |
| Сушка кристаллизата | Распылительная сушилка А1-АРС | 1 | 135 кг/ч испаренной влаги | 4:15 |
| Центрифугирование кристаллизата | Центрифуга НОГШ-325 | 1 | 2500л/ч | 4:30 |
| Фильтрация раствора | Фильт-пресс | 1 | - | 4:50 |
| Растворение сахара-сырца | Реактор-растворитель | 1 | - | 4:50 |
| Отстаивание лактозы | Ванна | 1 | - | 4:50 |
| Кристаллизация молочного сахара | Кристаллизатор 241а | 1 | 1000 л | 4:50 |
5. Безопасность эксплуатации оборудования
Основные правила безопасной эксплуатации оборудования:
до начала работы проверить исправность всего оборудования и о всех неисправностях сообщить мастеру;
-не загромождать проходы и зоны обслуживания машин и аппаратов тарой и прочими посторонними предметами;
полы в цехах должны быть чистыми и не скользкими;
- все оборудование, имеющие электропривод, должно быть надежно заземлено; состояние заземления необходимо систематически проверять;
вращающиеся части аппаратов по возможности следует снабжать оградительными устройствами, а цепные, клиноременные и зубчатые передачи должны закрываться защитными кожухами;
- кнопочные устройства и органы управления аппаратов должны иметь четкие обозначения.
- при эксплуатации оборудования для тепловой обработки необходимо тщательно следить за герметичностью соединения трубопроводов и особенно резиновых уплотнительных прокладок в пластинчатых аппаратах; герметичность проверяется перед работой аппарата пропусканием через него холодной воды;
паропроводы, предназначенные для подвода пара к нагревателям, пастеризационно-охладительным и стерилизационно-охладительным установкам, должны иметь тепловую изоляцию;
аппараты установок, предназначенные для высокотемпературной пастеризации и стерилизации, должны иметь защищенные кожуха;
приводы гомогенизаторов должны иметь защищенные кожухи; запрещается производить ремонт, смазку и мойку гомогенизаторов во время работы;
запрещается обливать водой электродвигатель и токоведущие части;
вращающиеся и движущиеся части насосов должны быть закрыты ограждениями;
производительность центробежного насоса регулируется краном на нагнетательной линии, при этом резко кран закрывать не допускается;
- при работе центробежных и шестеренных насосов запрещается полностью закрывать краны на нагнетательных линиях; перед началом работы краны на нагнетательных линиях должны быть открыты в пе
