Технология производства масла вологодского

Рис. 2. Общий вид маслоизготовителя непрерывного действия (МНД)

 

      При производстве масла на  МИД, подготовка сливок к сбиванию  производится так же, как и  при выработке масла в маслоизготовителях периодического действия, а сбивание сливок осуществляется непрерывно и промывка масла исключается. Кандидат технических наук Н. Я. Лукьянов (ВНИМИ) предложил для выработки на этом аппарате масла с содержанием влаги до 16% снизить скорость вращения отжимальных шнеков. Мастер Щетинского маслозавода Вологодской области Б. Ф. Меев, снизив число оборотов шнеков с 51 до 21, применил МНД в 1950 г. для выработки вологодского масла и изготовлял его на этом аппарате до 1960 г. При пониженном числе оборотов шнеков уменьшается скорость продвижения масляного зерна в обработочном цилиндре и увеличивается время стекания пахты, ее меньше врабатывается в масло.  
      Мастер Меев хорошо научился управлять процессом при выработке вологодского масла на МНД и, регулируя работу аппарата в зависимости от качества сливок, их жирности и температурного режима сбивания, получал вологодское масло с мало изменяющимся содержанием воды. При этом особое внимание он уделял на качество зерна, чтобы оно получалось ровное, мелкое, с хорошо отделяемой пахтой.  
      Используя опыт мастера Меева, организовали выработку вологодского масла на этом аппарате мастера других заводов. При выработке вологодского масла на МНД мастера применяли длительное физическое созревание сливок.  
      С целью интенсификации технологического процесса при выработке вологодского масла на МНД в 1955 г. на Щетинском маслозаводе нами проводились опыты с применением глубокого охлаждения и кратковременного физического созревания сливок.  
      Опыты проводились в пастбищный период содержания скота с трехкратной повторностью. Условия выработки вологодского масла приведены в таблице 6.  
       
       
      Таблица 6  
      

Показатели	Номер опытов
	1	2	3
	параметры технологического прогресса
Содержание жира в сливках  в процентах	35	35	35
Кислотность сливок в градусах	12-13	12-13	12-13
Температура пастеризации сливок в °С	98	98	98
Температура охлаждения сливок в °С	2	2	2
Температура физического  созревания сливок в °С	1	1	1
Продолжительность физического  созревания сливок в час	1	1	1
Температура сбивания сливок в °С	12,5	12,0	12,5
Размер сопла в мм	7	7	7-7,5
Размер масляного зерна  в мм	2	2	2
Температура масла в °С	16	15	16
Скорость вращения шнеков об/мин.	21	21	21
Номер деления установки  шибера при обработке масла	20	20	20
Производительность маслообразователя в кг/час	174	165	180

 

       
      Качество готового масла оценивали  при закрытой экспертизе, одновременно  производили химические и бактериологические  анализы, Кроме того, изучали стойкость  вологодского масла, выработанного  на МНД, для этого образцы  масла закладывали на хранение  при плюсовой и минусовой температурах.  
      Данные химического состава вологодского масла, выработанного на МНД, приведены в таблице 7. 
   
      Таблица 7      

Номер опытов	Вода в %			Сомо в %		Белок в %		Жир в %	Воздух в мл/100 г
	Среднее содержание	колебания		в масле	в плазме	в масле	в плазме
		от	до
1	15,50	15,4	15,6	1,93	11,08	0,87	5,01	82,57	5,57
2	15,46	15,3	15,6	2,10	11,96	1,03	5,87	82,44	5,92
3	15,60	15,5	15,7	1,87	10,76	0,92	5,29	82,53	5,49
среднее	15,52	-	-	1,97	11,27	0,94	5,39	82,51	5,66

 

      Результаты экспертизы масла  показали, что вкусовые достоинства  вологодского масла, выработанного  на МНД, весьма высоки. Средняя  оценка масла по вкусу и  аромату составила 47 баллов. Консистенция  масла была также хорошей и  оценивалась в 25 баллов. Высокое  качество вологодского масла,  выработанного на этом аппарате, объясняется изготовлением его  из свежих высококачественных  сливок, быстрой их переработкой  и высоким содержанием в масле сомо (1,97%) и белка (0,94%).  
      Из данных таблицы 7 видно, что масло, выработанное на МНД, имеет повышенное содержание воздуха (5,66 мл/100 г).  
      Микробиологические анализы показали, что содержание микроорганизмов в масле очень незначительное. Общее количество микроорганизмов в 1 г масла составило в среднем 5,3 тыс., протеолитических – 0,9 тыс. и молочнокислых – 2,5 тыс.  
      Из таблицы 7 видно, что содержание влаги в масле во всех опытах не превышало допустимого стандартом для вологодского масла и составило в среднем 15,52%. Колебание влаги в масле одной выработки было незначительное и находилось в пределах 0,2–0,3%.  
      Опыты показали, что для получения масла со стандартным содержанием влаги (не более 16%) процесс сбивания сливок необходимо проводить так, чтобы получалось упругое, ровное масляное зерно размером 2 мм, с хорошо отделяющейся пахтой.  
      Качество зерна следует регулировать изменением подачи сливок в бильный цилиндр, а температуру и жирность сливок в процессе сбивания поддерживать постоянными. Для получения нормального зерна, необходимо температуру сбивания сливок устанавливать с учетом их жирности и сезона года.  
      Наблюдения и опыты показали, что в весенне-летний период температура сбивания сливок должна быть 10–11° при жирности сливок 33–34% и 9–10° при жирности 35–36%. В осенне-зимний период температуру сбивания следует повышать на 2°.  
      В результате проведенных опытов рекомендовано, в целях сокращения производственного цикла и улучшения качества вологодского масла при выработке на МНД, применять глубокое охлаждение сливок с последующим кратковременным физическим созреванием. 
   
      Производство вологодского масла поточным способом 
   
      Применяемый в промышленности способ изготовления масла в маслоизготовителях периодического действия имеет ряд существенных недостатков.  
      Во-первых, в результате применения глубокого охлаждения и выдержки сливок перед сбиванием производственный процесс продолжается не менее 5 часов, вследствие чего может происходить развитие микрофлоры в сливках.  
      Во-вторых, при охлаждении пастеризованных сливок на открытом оросительном охладителе, продолжительней выдержке их в ваннах и дальнейшей переработке в маслоизготовителях обрабатываемый продукт постоянно соприкасается с воздухом, вследствие чего неизбежны потери ароматических веществ и снижение качества масла.  
      В-третьих, применение громоздкого оборудования периодического действия требует больших производственных площадей.  
      В-четвертых, масло, изготовленное в обычных маслоизготовителях, имеет низкую стойкость при хранении.  
      Учитывая эти недостатки, в Советском Союзе, в частности и на маслодельных заводах Вологодской области, на протяжении ряда лет проводились работы по совершенствованию производства масла.  
      В 1934 г. инженер В. А. Мелешин предложил способ выработки масла без сбивания сливок, путем концентрации жира непосредственно в сепараторе до 83% и выше.  
      В дальнейшем Н. Я. Лукьяновым и другими работниками ВНИМИ, при участии В. А. Мелешина, этот метод был усовершенствован и в 1951 –1952 гг. разработана поточная линия производительностью 200–300 кг масла в час.  
      В комплект оборудования поточной линии для производства сливочного масла входит следующее: весы для взвешивания сливок грузоподъемностью 250 кг; приемная ванна емкостью 400 литров; паровой пастеризатор с барабанной мешалкой с двухсторонним обогревом, поверхностью нагрева 1,2 м2; промежуточный бак-выдерживатель для сливок емкостью 100 литров; два специальных сепаратора для получения высокожирных сливок, производительностью до 300 кг/час; два центробежных насоса для перекачивания сливок и вторичного обрата; три ванны для нормализации высокожирных сливок, емкостью 250 литров; двухсекционный маслообразователь, производительностью 200–300 кг/час, и весы для масла.  
      Исследованиями ЦНИИМС установлено, что уменьшив диаметр барабана в верхнем цилиндре до 255 мм и заменив уголковые ножи плоскими, можно повысить производительность маслообразователя серийного выпуска до 400–450 кг в час. В настоящее время выпускаются автоматизированные поточные линии с трехцилиндровым маслообразователем производительностью 400–500 кг масла в час. Начато изготовление поточных линий производительностью 800–1000 кг масла в час.  
      Поточный способ коренным образом изменяет процесс получения масла. Он полностью устраняет трудоемкий процесс сбивания сливок, а также глубокое охлаждение и продолжительную выдержку их перед этим процессом, вследствие чего намного сокращается длительность технологического процесса.  
      Применение поточного способа производства сливочного масла позволяет более чем в два раза увеличить выработку масла на действующих предприятиях без расширения площадей, повысить производительность труда, снизить себестоимость продукции. Кроме того, технологический процесс при этом способе ведется в закрытой аппаратуре, что значительно повышает санитарно-гигиенический уровень производства масла и улучшает качество продукта.  
      Установка поточных линий позволяет быстро наращивать производственные мощности с наименьшими затратами. Благодаря своим значительным преимуществам, поточный способ производства сливочного масла, применяемый в маслодельной промышленности с 1953 г. получил широкое распространение. Сейчас в стране действует 1500 линий. В 1965 г. предполагается довести производство масла на поточных линиях до 70 процентов к общей выработке.  
      Первоначально поточным способом вырабатывалось сладкосливочное масло, шоколадное, фруктовое и с другими наполнителями. За последние годы освоено производство кислосливочного масла. В результате исследований, проведенных в 1955 г. в Вологодском молочном институте и на заводе «Молочное», подтверждена возможность выработки вологодского масла на поточных линиях. В 1956 г. на выработку вологодского масла поточным способом был переведен ряд маслозаводов Вологодской области. На основе проведенных исследований и опыта работы маслозаводов Вологодским совнархозом в содружестве с Вологодским молочным институтом разработана временная технологическая инструкция по производству вологодского масла на поточных линиях, которая утверждена совнархозом в январе 1960 г.  
      Технологический процесс, производства вологодского масла на поточной линии (рис. 3) состоит из следующих операций: приемки и сортировки сливок, пастеризации сливок, получения высокожирных сливок, нормализации высокожирных сливок по содержанию жира и воды, охлаждения высокожирных сливок и получения масла и его упаковки.

Рис. 3 Схема поточного  производства вологодского масла  1 - приемная ванна для сливок, 2 - пастеризатор, 3 - промежуточный бак, 4 - насос для пахты, 5 - сепараторы, 6 - ванны для высокожирных сливок, 7 - насос для высокожирных сливок, 8 - маслообразователь, 9 - стол для наполнения ящиков маслом, 10 - весы для масла

 

      Приемка молока и  сливок и требования, предъявляемые  к их качеству 
   
      Все работы, связанные с приемкой, сепарированием молока и сортировкой сливок, выполняются в соответствии с инструкцией по производству сливочного масла прерывным способом. При приемке сливок проверяются их вкус, запах, кислотность (в каждой фляге), содержание жира и измеряется температура. На основе данных органолептической оценки, кислотности и содержания жира производят сортировку сливок.  
      Для выработки вологодского масла используют только лишь сливки первого сорта. Временной инструкцией норма жирности сливок установлена в пределах 30–32 процента. Кислотность их должна быть не выше 15°Т. Сливки повышенной кислотности непригодны для выработки вологодского масла. К тому же повышенная кислотность их ухудшает работу оборудования. При пастеризации таких сливок происходит частичная дестабилизация жировой эмульсии и усиливается свертывание белка. Он осаждается на греющей поверхности пастеризатора и понижает эффективность его работы. При сепарировании сливок свернувшийся белок в значительной степени остается в барабане, это сокращает продолжительность безостановочной работы сепаратора и приводит к увеличению потерь жира в пахту.  
      Для выработки вологодского масла непригодны также сливки, разбавленные водой. По данным проф. А. И. Чеботарева, разбавленные водой сливки не приобретают после пастеризации свойственные вологодскому маслу вкус и аромат.  
      Проф. А. И. Чеботарев отмечает, что в некоторых случаях вологодское масло, изготовленное из сливок вполне нормальных по составу и свойствам, не имеет необходимого вкуса и аромата. Возможно, что это следствие какой-то еще не установленной связи с кормлением и содержанием коров. Наличие таких сливок подтвердили и наши опыты. Эти сливки нужно отбраковывать. Для этого проф. А. И. Чеботарев предложил пробу на пастеризацию. Если сливки, нагретые в пробирке до 95° и выдержанные при этой температуре 10 мин., не имеют явно выраженного вкуса пастеризации, их не следует направлять на производство вологодского масла.

Раздел 3-Расчет выхода масла  и расход сырья при его производстве

 

При производстве сливочного масла главным образом используют молочный жир, поэтому количественный учет продукта осуществляют по жировому балансу молока.

Абсолютное количество жира в молоке в процессе производства продукта распределяется между маслом, обезжиренным молоком и пахтой:

Мжм=Мжмс+Мжом+Мжп;

416=363+48,2+4,8

416=416 – условие выполняется.

Мжм= Мм* Жм/100=13000*3,2/100 =416 кг.

Мжмс= М мс* Жмас/100=500*72,5/100 =363кг.

Мжом= Мом* Жом/100=12050,4*0,4/100 =48,2кг.

Мжп= Мп* Жп/100=427,8*0,4/100 =4,8кг.

 

Масса молока базисной жирности:

 

М мб =(Мм∙Жм)/Жмб=(13000*3,2)/3,2 =13000

 

Масса сливок полученных при  сепарировании:

-без потерь

 

Мсл=Ммб(Жмб-Жом)/(Жсл-Жом)=13000(3,2-0,3)/(40-0,3) =949,14кг.

 

- с учетом потерь

 

Мсл=Ммб(Жмб-Жом)/(Жсл-Жом)∙(100-П1)/100 =949,14*0,9995 =949,14кг.

 

Масса обезжиренного молока:

 

Мом= Ммб-М1сл=13000-949,6 =12050,4кг.

 

Идеальная масса сливок(без  потерь):

 

М1сл= Ммб (Жмб-Жом)∙( Жсл- Жом) =13000(3,2-0,3)/(40-0,3)=949,6кг.

Производственные потери при сепарировании:

 

Псл= М1сл- Мсл=949,6-949,14=0,46кг.

 

Масса масла, полученного  из сливок с учетом потерь:

 

Ммас= Мсл(Жсл-Жп)/(Жмас- Жп)∙(100-0.05)/100=949,14кг. (40-0,4)/(72,5-0,4)*(100-0,17)/100 =520,5кг.

М1 мас=521,3кг.

 

Масса пахты, полученной при  производстве масла:

 

Мп= Мсл-М1мас=949,14-521,3=427,8кг.

 

Производственные потери при производстве масла:

 

Пмас= М1мас- Ммас =521,3-520,5=0,9кг.

 

Уравнение материального  баланса:

 

Ммб= Ммас+Мом+Псл+Мп+Пмас

13000=520,5+12050,4+0,9+427,8+0,9

13000=13001,4

 

Расход молока базисной жирности на 1 кг масла:

 

Рмб= М мб/Ммас =13000/520,5=25кг.

 

Где:

Ммб- масса молока базисной жирности, кг;

Мм-масса перерабатываемого  молока, кг;

Мсл- масса сливок, получаемых при сепарировании с учетом потерь, кг;

М1сл- масса сливок без  учета потерь, кг;

Мом- масса обезжиренного  молока получаемого при сепарировании, кг;

Ммас- масса масла с учетом потерь, кг;

М1мас-масса масла без  учета потерь, кг;

Мп-масса пахты, полученной при производстве масла, кг;

Жмб- массовая доля жира в молоке базисной жирности, %;

Жм- массовая доля жира в перерабатываемом молоке, %;

Жсл- массовая доля жира в сливках, %;

Жом- массовая доля жира в  обезжиренном молоке, %;

Жмас- массовая доля жира масле, %;

Жп- массовая жира в пахте, %;

П1-нормы потерь жира при  выработке сливок, % от общего количества жира в сепарируемом молоке;

П2- нормы потерь жира при  переработке сливок в масло, % от общего количества жира в сливках;

Псл- производственные потери при получении масла из сливок, кг;

Рмб- расход молока базисной жирности на 1 т масла, т;

Мвс- масса высокожирных сливок в ванне, кг;

Допускается для подкрашивания  масла внесение каротина микробиологического. Перед внесением каротина нормализованные  сливки охлаждают до температуры 60-70°С путем подачи воды в теплообменную  рубашку нормализационной ванны. Каротин вносят в количестве 0,08-0,1% от массы нормализованных сливок. Отмеренное количество каротина сливают в емкость из нержавеющей стали или фарфора и тонкой струей вносят в сливки при включенной мешалке ванны. Смесь тщательно перемешивают и направляют маслообразователь. Рассчитываем количество тары необходимой для упаковки получившейся массы масла.

 

Кт = Ммас/ Ммк =520,5/20 =26,025;

 

Округляем количество коробок  до целого числа, поэтому принимаем  количество тары = 26шт.

 

Раздел 4-Разработка графика  технологических процессов

 

График технологических  процессов представлен на листе  графической № 2.

График технологических  процессов строят для определения  режима работы предприятия, продолжительности , последовательности и взаимосвязи  технологических операций в течении  рабочей смены, интенсивности и  материального баланса производства. Он является основой для дальнейшего  подбора, а также построения графика  работы технологического оборудования предприятия. График состоит из 7 граф: номер по порядку, технологические  операции, количество сырья, перерабатываемого  в смену и час, продолжительность  операций и количество переработанного  сырья в каждой смене. Номер по порядку становится сквозной для  всех технологических операций. Вторую графу заполняют согласно схеме  технологических процессов, начиная  с приемки молока. В третьей  графе указывают количество перерабатываемого  сырья по данным продуктового расчета. Четвертая графа, где указывают  количество сырья, перерабатываемого за один час, по существу характеризуют часовую производительность оборудования или интенсивность переработки.

Последние три графы разбивают  на число часов работы в смену. Продолжительность операций в каждой смене обозначают сплошной линией с  указанием количества перерабатываемого  сырья за час.

В качестве примера расчета  возьмем несколько технологических  операций:

Подогрев молока в трубчатом  подогревателе П8-ОАБ

Отсюда длительность процесса =1200/5000=2,4 ч;

- производительность 5000 л/ч,

- объем подогреваемого  молока 12000 л,

 

Сепарирование молока в сепараторе-сливкоотделителе Г9-ОСП

- производительность 3000 л/ч,- объем подогреваемого молока 12000 л,

Отсюда длительность процесса = 12000/3000=6 ч;

Нормализация высокожирных сливок в ванне нормализационной ВН-600

-производительность 600 л/ч,

-объем нормализуемых сливок 500 л/ч,

Отсюда длительность процесса = 600/500.

При составлении графика  технологического процесса производства масла поточным способом, интенсивность  процесса определяется по его конечной операции - маслообразованию. При этом также следует учитывать эффективное время работы линии в течении смены и параметрический ряд линий по их часовой производительности.