Современные технологии производства мороженого

Размещено на http://www.allbest.ru/

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Анализ современных технологий и техники для производства мороженого

1.1 Описание известных технологических линий и комплексов оборудований

1.2 Цель и задачи курсового проектирования

2. Технологическая часть

2.1Характеристика мороженого

2.2 Характеристика сырья

2.3 Описание технологической схемы производства мороженого

2.4 Расчет материального баланса производства мороженого

3. Технологическое оборудование производства мороженого

3.1Описание конструкции и принципа действия оборудования

3.2 Инженерные расчеты оборудования

3.3 Организация эксплуатации и ремонта оборудования

ВВЕДЕНИЕ

Молочная промышленность является одной из важнейших отраслей агропромышленного комплекса по обеспечению населения продовольствием. Она представляет собой широко разветвленную сеть перерабатывающих предприятий и включает важнейшие отрасли: цельномолочное производство, маслоделие, сыроделие, производство консервов сгущенных и сухих молочных продуктов, мороженого, производство продуктов детского питания, заменителей цельного молока для молодняка сельскохозяйственных животных. Каждая из подотраслей имеет свои специфические особенности.

Мороженое - замороженный сладкий десертный продукт. Мороженое изготовляется обычно из молока, сливок, масла, сахара с добавлением вкусовых и ароматических веществ.

Мороженое может быть также фруктовым (на основе сока и мякоти фруктов и ягод), такое мороженое называется "щербет", или соевым (на основе соевого молока).

Существуют различные виды мороженого, например крем-брюле и пломбир. Лакомство, представляющее собой ледообразную массу, используется более для развлечения, чем для питания.

Мороженое - высококалорийный продукт, некоторые сорта мороженого содержат до 20 % жиров и до 20 % углеводов.

Мороженое делится на закалённое и мягкое, второе обычно продаётся на развес, так как обладает кратким сроком хранения.

Существует множество вариантов упаковки мороженого - вафельные, бумажные и пластиковые стаканчики, эскимо (мороженое на палочке), вафельные рожки, рулеты, брикеты, торты и т. п.

До появления современных способов замораживания, мороженое было роскошным лакомством только для особых случаев. Производство мороженого было довольно сложным.

В настоящее время мороженое производится с использованием автоматических фризеров в случаях, когда производительность должна быть от 1 до 15 кг в час. Возможности производства более серьёзных объёмов доступны на хладокомбинатах. [6].

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МОРОЖЕНОГО

1.1 Описание известных технологических линий и комплексов оборудований

По способам выработки мороженое подразделяют на закаленное и мягкое.

Производство закаленного мороженого осуществляется по общей технологической схеме и состоит из следующих операций: приемка сырья, подготовка сырья, составление смеси, пастеризация смеси, гомогенизация смеси, охлаждение и созревание смеси, фризерование смеси, фасование и закаливание мороженого, упаковывание и хранение мороженого.

Все сырье, необходимое для выработки мороженого хранится в камерах, в которых поддерживаются соответствующие для каждой группы продуктов температура и влажность воздуха. Молоко цельное обезжиренное, сливки, пахта и сыворотка до переработки находятся в охлажденном виде в емкостях для хранения молока.

Необходимое количество сырья для составления смеси определяют по соответствующим рецептурам. Все рассчитанные компоненты смеси взвешивают и отмеряют в необходимых количествах, для чего крупные фабрики мороженого оснащены электронными тензометрическими взвешивающими системами или механическими машинами для взвешивания.

Перед составлением смеси все ее компоненты должны быть соответствующим образом подготовлены. Для этого жидкое сырье (молоко цельное, обезжиренное, сливки и др.) фильтруют для того, чтобы очистить его от возможных механических примесей. Все сыпучие виды сырья (сахар, какао-порошок, мука и др.) просеивают через сито с ячейками не более 2 миллиметров. Сухие молочные продукты в случае необходимости дробят, растирают и просеивают через такое же сито.

Сухое молоко для лучшего растворения тщательно перемешивают с сахарным песком из расчета 2:1 и растворяют в небольшом количестве теплого молока до получения однородной массы. Молоко сгущенное цельное и обезжиренное очищают от частиц древесины, попавших при вскрытии тары. Сгущенные молочные продукты можно вносить в смесь без предварительного их растворения.

Поверхность сливочного масла освобождают от пергамента, зачищают, разрезают при помощи маслорезок на небольшие куски и расплавляют их на змеевиковых плавителях.

При использовании куриных яиц вначале проверяют их свежесть, затем яйца моют в проточной воде, дезинфицируют 2 % раствором хлорной извести и ополаскивают чистой водой. Освобожденные от скорлупы яйца, не более двух штук, помещают в небольшую посуду. Только после повторной проверки свежести их переливают в емкость, в которой полученную яичную массу, лучше с добавлением сахарного песка, перемешивают мутовкой до получения однородной консистенции.

Подготовку плодов, ягод, овощей и бахчевых культур начинают с их сортировки, отделяя при этом недоброкачественное сырье. Затем у плодов удаляют плодоножки, у ягод - чашелистики, у овощей и бахчевых - остатки стеблей и др. Сырье тщательно моют. Плоды с толстой кожицей бланшируют, из плодов удаляют имеющиеся косточки, овощи и бахчевые очищают, освобождают от семян и разрезают на кусочки. После этого плоды, ягоды, нарезанные кусочками овощи, протирают или дробят до получения однородной нежной массы в виде пюре с соком.

Соответствующим образом подготавливают и стабилизаторы. Желатин выдерживают для набухания в холодной воде не менее 30 мин. Количество воды определяют из расчета получения 10 %-ного раствора желатина. После набухания желатин нагревают до 55 - 65 °С для полного его растворения и перед внесением в смесь фильтруют через два слоя марли. Агар и агороид приготавливают в виде 10%-ных растворов. Вначале их промывают холодной водой, затем нагревают для полного растворения до температуры 90 - 95 °С, фильтруют и вносят в смесь. Альгинат натрия можно вносить в смесь в сухом виде или в виде 5 %-ного водного раствора, нагрев его до 70 °С. Казеинат натрия и модифицированный желирующий крахмал вносят в смесь при температуре 35--40 °С в сухом виде. Для лучшего распределения их предварительно смешивают с одним из сухих компонентов.

Из метилцеллюлозы готовят 1 %-ный прозрачный раствор, который имеет киселеобразную консистенцию. Для этого ее заливают горячей водой или молоком, нагревают и выдерживают в течение 5 мин при температуре 95 °С. Затем раствор охлаждают до температуры 6 °С и фильтруют. Приготовление раствора идет при непрерывном перемешивании. Пектин яблочный и свекловичный заливают холодной водой в соотношении 1:20 и при постоянном помешивании нагревают до полного его растворения. Картофельный или кукурузный крахмал и муку используют в виде клейстера. Для этого сначала их смешивают с небольшим количеством холодной воды, затем при постоянном перемешивании заваривают кипятком. Для приготовления раствора стабилизаторов воду или молоко используют из общего количества, предусмотренного рецептурой. Вкусовые и ароматические наполнители (ванилин, какао-порошок, кофе, цукаты и др.) подготавливают тоже.

Процесс составления смеси происходит в ваннах, имеющих тепловую рубашку и мешалку. Как правило, для этого используются сыродельные ванны. Для более полного и быстрого растворения и равномерного распределения компонентов смесь составляют в определенной последовательности. Первыми в смесительную ванну вносят жидкие продукты (воду, молоко, сливки и др.), подогревая их до температуры 35-45 °С. При постоянном перемешивании в ванну вносят сначала сгущенные продукты и расплавленное сливочное масло, а затем сухие и яичные продукты. В последнюю очередь, перед пастеризацией, вносят стабилизаторы. При употреблении метилцеллюлозы ее добавляют в уже готовую и охлажденную смесь непосредственно перед фрезерованием. Тогда же вносят ароматические и некоторые вкусовые вещества.

Повышенное содержание сухих веществ в смеси увеличивает ее вязкость и оказывает защитное действие на микроорганизмы. В связи с этим установлены более строгие режимы тепловой обработки смеси. Длительная пастеризация смесей для мороженого происходит при температуре 68 °С с выдержкой 30 минут, кратковременная - при 75 °С с выдержкой 20 минут и высокотемпературная - при 85-90 °С с выдержкой 50 секунд. Перед пастеризацией смесь насосом подают на фильтр, где от нее отделяются механические примеси и не растворившиеся частицы компонентов. Профильтрованная смесь с температурой не менее 45 °С поступает в пастеризатор.

Гомогенизация смеси значительно улучшает качество мороженого и облегчает дальнейший процесс ее переработки. В гомогенизированной смеси резко увеличивается вязкость, в зависимости от ее жирности она возрастает в 5-15 раз. Температура гомогенизации смеси должна быть не ниже 63 °С. Более низкие температуры гомогенизации вызывают в смеси образование скоплений жировых шариков.. В связи с этим необходимо пастеризованную смесь сразу же направлять в гомогенизатор, не допуская снижения ее температуры.

Охлажденная до температуры 2-6 °С смесь поступает в изолированные емкости для созревания и временного хранения. Цель охлаждения смеси мороженого заключается в подготовке ее к созреванию, а также в создании неблагоприятных условий для развития микроорганизмов во время ее хранения.

Созревание смеси мороженого проводится при пониженных температурах. В процессе созревания смеси происходит отвердевание примерно 50 % молочного жира, вызванное кристаллизацией некоторых глицеридов. Белки молока и стабилизатор в процессе выдержки набухают, поглощая влагу, происходит адсорбция некоторых компонентов смеси на поверхности жировых шариков. В результате вязкость созревшей смеси возрастает, а количество находящейся в свободном состоянии воды уменьшается, что препятствует образованию крупных кристаллов льда в процессе замораживания смеси. Созревшая смесь во время фризерования более интенсивно поглощает и удерживает воздух, что улучшает ее взбитость и обеспечивает нежную структуру мороженого.

Продолжительность созревания зависит от гидрофильных свойств применяемого стабилизатора. При внесении в смесь желатина процесс созревания длится не менее 4 ч. Применение агара и агароида, обладающих большой гидрофильностью, исключает процесс созревания. При этом можно сразу же после охлаждения направлять смесь на фризерование. Если по каким-либо причинам охлажденную и созревшую смесь нельзя направить на дальнейшую переработку, ее можно хранить в изотермических емкостях при температуре 2--6 °С в течение 24 ч.

Фризерование смеси является основной операцией при производстве мороженого, в процессе которой смесь превращается в кремообразную, частично замороженную и увеличивающуюся в объеме массу. В охлажденной смеси от ¹/₃ до ¹/₂ части всей воды находится в свободном, несвязанном виде. В процессе фризерования именно эта вода замораживается, превращается в мелкие кристаллики льда. В зависимости от вида вырабатываемого мороженого и от температуры фризерования замораживается 29--67 % всей свободной воды. Консистенция мороженого в значительной степени зависит также от размеров полученных кристалликов льда, которые не должны превышать 100 мкм. При правильном замораживании влаги продукт приобретает достаточно плотную кремообразную структуру, без ощутимых кристалликов льда.

При фризеровании происходит насыщение мороженого воздухом, который равномерно распределяется по всей массе в виде пузырьков диаметром не более 60 мкм. В результате насыщения воздухом объем замороженной смеси увеличивается в 1,5--2 раза. [3].

Наиболее совершенным оборудованием для замораживания смеси являются фризеры непрерывного действия, в которых процесс происходит моментально и получаемый продукт имеет высокое качество.

Выходящее из фризера мороженое немедленно поступает на фасование. По виду упаковки промышленность выпускает мороженое весовое и фасованное. Весовое мороженое фасуют в крупную тару: гильзы или ящики из гофрированного картона вместимостью не более 10 кг. Фасованное мороженое выпускают мелкими порциями, массой от 50 до 250 г, в форме однослойных и многослойных брикетов, цилиндров, прямоугольных параллелепипедов или усеченных конусов. Мороженое может быть с вафлями и без них, покрыто глазурью и без нее, упаковано в этикетку или пакетик, в виде эскимо, в бумажных или полистироловых стаканчиках, в коробочках из бумаги или фольги, в вафельных стаканчиках, рожках, трубочках и конусах. Фасованное мороженое выпускают также массой 0,5; 1 и 2 кг в коробках из картона, а также в виде тортов и кексов массой 0,25; 0,5; 1 и 2 кг.

Для придания мороженому большей прочности его подвергают закаливанию. Этот процесс более длительный, чем фризерование.

В процессе закаливания образуются новые кристаллики льда и происходит их срастание в жесткий кристаллизационный каркас. В результате мороженое приобретает плотную консистенцию и высокую прочность. В процессе закаливания общее количество замороженной свободной воды в мороженом доходит до 90 %, а температура в толще порции хорошо закаленного мороженого находится в пределах от минус 10 до минус 18 °С. В оставшемся небольшом количестве воды сильно возрастает концентрация сахара и солей; чтобы заморозить такие растворы, необходима температура от минус 50 до минус 55 °С.

Мороженое закаливают в специальных закалочных камерах, морозильных аппаратах. В закалочных камерах воздух охлаждается до минус 30 °С в результате непосредственного испарения аммиака в батареях, расположенных, как правило, в виде стеллажей. Гильзы или картонные ящики с мороженым устанавливают на стеллажах, на некотором расстоянии друг от друга - для циркуляции холодного воздуха.

Тара, применяемая для упаковывания, хранения и транспортирования мороженого, разделяется на потребительскую и транспортную. Потребительская тара является тарой одноразового пользования. К ней относятся этикетки и пакетики для завертывания мелкофасованного мороженого, а также бумажные стаканчики и коробочки, в которые помещают порции мороженого.

До отправки мороженого на предприятия общественного питания и в торговую сеть его хранят в камерах с температурой воздуха не выше минус 18 °С и относительной влажностью 35--90 %. В камере необходимо поддерживать строгий санитарный режим.[10].

Технологический процесс производства мягкого мороженого

Мягкое мороженое - продукт кремообразной консистенции, температурой минус 5 °С -- минус 7 °С и взбитостью 40--60 %. Это мороженое сразу готово после выхода из фризера. Оно не подвергается дальнейшему замораживанию и содержит 45--55 % воды в замороженном состоянии. Консистенция его нежная, кремообразная. Такое мороженое по вкусовым достоинствам превосходит закаленное.

Мягкое мороженое вырабатывают на предприятиях общественного питания и торговли из специальных сухих смесей, содержащих все составные части мороженого в заданном соотношении. Разрешено использовать для этой цели и жидкие низкокалорийные смеси, которые изготавливают в цехах мороженого молочных заводов и хладокомбинатов и доставляют к местам изготвления мягкого мороженого охлаждаемым или изотермическим транспортом.

Для изготовления мягкого мороженого используют одно- и двухцилиндровые фризеры специальной конструкции.

Технологический процесс приготовления сухой смеси состоит из следующих операций: приемки и отбора молока, подогрева, очистки и охлаждения молока, получения сливок (или обезжиренного молока - при выработке сухих смесей для молочного мороженого) сепарированием части молока и их охлаждением; смешивания молока со сливками или обезжиренным молоком в заданном соотношении; пастеризация смеси; добавления водного раствора солей-стабилизаторов; сгущения смеси; внесения сахарного сиропа в смесь в конце сгущения; приготовления и внесения в сгущенную смесь желирующего картофельного крахмала и аскорбиновой кислоты (антиокислитель); гомогенизации сгущенной смеси; сушки; охлаждения сухой смеси и упаковки.

Сухие смеси выпускают для приготовления сливочного, сливочно-белкового, сливочно-шоколадного, сливочно-кофейного, молочного, молочно-фруктового мороженого.

Технология выработки мягкого мороженого из сухих смесей происходит в следующем порядке. Сухие смеси растворяют в питьевой воде, температурой не выше 25 °С. Для растворения в емкость наливают рассчитанное количество воды и высыпают на ее поверхность нужное количество смеси, дают постоять 2--3 минуты. Затем смесь периодически перемешивают в течение 15--20 минут, процеживают через металлическое сито с размером ячеек 1,5--2,0 миллиметра. По окончании растворения восстановленную смесь фильтруют через сито с размером ячеек от 1,0 до 1,5 миллиметра.

Подготовленный фризер заполняют смесью. Фризерование обычно продолжается 8--12 минут.

Мягкое мороженое должно иметь достаточную взбитость и хорошо сохранять форму. Вкус и запах его должны быть чистыми, явно выраженными, характерными для данного вида мороженого без посторонних привкусов и запахов. Консистенция однородная по всей массе; цвет однородный, характерный для данного вида мороженого.

Комплекс производства мороженого начинается с оборудования для подготовки сырого молока к переработке, включающего самовсасывающие насосы, счетчики-расходомеры, фильтры, охладительные установки и резервуары для хранения молока.

Ведущими являются комплексы оборудования для производства мороженого, включающие сепараторы-сливкоотделители, дозаторы и резервуары для смешивания компонентов молочной смеси, насосы, сепараторы - молокоочистители и гомогенизаторы, фризеры непрерывного действия, а также пастеризаторы. В завершающий комплекс для получения готовой продукции входят закалочные камеры, морозильные аппараты и машины для фасования готовой продукции в потребительскую тару.[2].

1.2 Цель и задачи курсового проектирования

Для большинства малых предприятий, производящих мороженое, характерен низкий уровень технологии производства и использование физически изношенного и морально устарелого оборудования. Использование несовершенного оборудования и отсталых технологий, помимо потерь сырья и готовой продукции, увеличивает трудоемкость производства, влияет на экологию и увеличивает энергозатраты. Только разработка и внедрение нового прогрессивного оборудования позволит вывести производство мороженого на необходимый уровень развития и выпускать конкурентоспособную продукцию.

Необходимо также внедрять современные технологии, ориентированные на местное сырьё и обеспечивающие выпуск продукции стабильного качества.

Основной целью данного курсового проекта является изучение технологической линии изготовления мороженого в условиях малого предприятия на основе современного оборудования и по современной технологии.

В соответствии с поставленной целью выдвигались следующие задачи:

- провести анализ современных технологий и техники для производства мороженого и рассмотреть теоретические основы производства мороженого;

- изучить характеристику сырья, готового продукта и методы их технохимического контроля;

- рассмотреть технологическую схему производства мороженого и дать её описание;

- провести расчёт материального баланса производства;

- описать конструкцию и принцип действия основного и вспомогательного оборудования;

- провести инженерные расчёты оборудования.

Внедрение данного проекта обеспечит выпуск на малом предприятии конкурентоспособного мороженого, вкусного и недорогого.

2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Характеристика мороженого

Мороженое - сладкий освежающий продукт, получаемый путем взбивания и замораживания молочных или фруктово-ягодных смесей с сахаром и стабилизаторами, а для некоторых видов - с добавлением вкусовых и ароматических наполнителей.

Для мороженого характерна высокая пищевая ценность и хорошая усвояемость организмом человека. В этом продукте, выработанном на молочной основе, содержатся молочный жир, белки, углеводы, минеральные вещества, витамины A, группы B, D, E, P.

В мороженом, в состав которого входят плоды или ягоды, богатые витамином C, содержится значительное количество этого витамина.

Молочный жир, как известно, по сравнению с другими пищевыми жирами является наиболее ценным. Он отличается приятным вкусом, высокой усвояемостью, уникален по составу, включающему несколько десятков жирных кислот, в том числе незаменимых. В рецептуры некоторых видов мороженого входят также растительные жиры (как самостоятельно, так и в сочетании с молочным жиром), полезные для организма человека.

В мороженом молочный жир находится в виде мельчайших жировых шариков, окруженных липопротеиновыми оболочками. Белки оболочек жировых шариков отличаются повышенным содержанием таких незаменимых аминокислот, как аргинин, фенилаланин и треотин. Благодаря тонкодисперсному состоянию жира облегчается его усвояемость, что увеличивает пищевую ценность мороженого. Белки в мороженом на молочной основе представлены в основном казеином; сывороточные белки - альбумин и глобулин - частично коагулируют при пастеризации смесей мороженого. Кроме этих белков, как уже указывалось, в мороженом находятся белки оболочек жировых шариков. Белки мороженого являются полноценными белками и усваиваются лучше других пищевых белков.

Углеводы в мороженом представлены сахарозой и молочным сахаром (лактозой). В мороженом, содержащем фруктовое сырье, обычно присутствуют и простые сахара - глюкоза и фруктоза. Углеводы являются существенными источниками энергии для организма человека.

Мороженое содержит такие важные минеральные вещества, как натрий, калий, кальций, фосфор, магний, железо и многие другие.

При расчетах пищевой и энергетической ценности мороженого, которое расфасовывают в вафельные изделия: стаканчики, сахарные рожки, сахарные трубочки и конусы, учитывают также пищевую и энергетическую ценность этих изделий, содержащихся в порции продукта.

В среднем энергетическая ценность молочных и фруктовых видов мороженого составляет 560,7--616,2 кДж/кг, сливочного -- до 836,0 кДж/кг, пломбира -- до 1010 кДж/кг. Содержание углеводов в мороженом составляет от 14 до 25 %, жира -- 3,5 - 15 %, белков -- 3,5 -- 4,5 %, минеральных веществ -- до 0,7 %. Мороженое усваивается организмом на 95 -- 98 %.

Мороженое должно обладать высокими вкусовыми достоинствами, достигаемыми за счет удачно подбираемого количественного сочетания составных частей смеси, содержащихся в определенных рекомендованных формулой сбалансированного питания соотношениях.

Мороженое должно характеризоваться достаточной взбитостью, гомогенностью структуры, не слишком сильно охлаждать полость рта, медленно таять.

Закаленное мороженое классифицируют по виду продукта и наполнителя (по составу) и по виду фасования. По виду продукта и наполнителя оно подразделяется на основные и любительские виды Мороженое любительских видов вырабатывают в сравнительно меньших количествах, чем мороженое основных видов.[9].

Основные виды: молочное, сливочное, пломбир, плодово-ягодное, ароматическое.

Любительские виды:

- мороженое, вырабатываемое на молочной основе;

- мороженое, вырабатываемое на плодово-ягодной или овощной основе:

- мороженое, вырабатываемое из плодов, ягод и овощей с добавлением

молочной основы;

- мороженое, вырабатываемое с использованием куриных яиц:

- многослойное мороженое;

- мороженое специального назначения;

- мороженое, содержащее кондитерский жир. [6].

Микробиологические показатели мороженого контролируются в каждой партии и должны отвечать следующим требованиям:

- количество мезофильных аэробных и факультативно-анаэробных микроорганизмов, КОЕ в 1 г, не более - 1 х 10 ⁵ ;

- бактерии группы кишечных палочек в 0,1 г - не допускаются;

- патогенная микрофлора в т.ч. сальмонелы в 25 г - не допускаются;

- St. aureus в 1 г - не допускаются. [2].

2.2 Характеристика сырья

Для изготовления мороженого применяют следующие группы и виды сырья:

1) молоко и продукты переработки молока:

- молоко коровье цельное, нормализованное, обезжиренное, кислотностью не выше 19 °Т, концентрированное, сгущенное с сахаром, сухое;

- сливки из коровьего молока, сливки сгущенные с сахаром, сливки сухие;

- масло коровье несоленое, масло сливочное крестьянское, любительское, бутербродное;

- сыворотка молочная несоленая, сыворотка молочная сгущенная, сыворотка молочная сухая;

- концентрат структурирующий пищевой, концентрат сывороточный белковый, полученный методом ультрафильтрации;

- казеины пищевые;

- пахта свежая кислотностью не выше 19 °Т, полученная при производстве несоленого сладко-сливочного масла, сгущенная, сгущенная с сахаром, сухая;

- какао со сгущенным молоком и сахаром, кофе натуральный со сгущенным молоком и сахаром;

- кисломолочные продукты (йогурт, простокваша, ацидофилин, ряженка, кефир, кумыс, творог)

2) растительные жиры (масла): масло коровье;

3) яйца куриные, яичные продукты и полуфабрикаты и их заменители;

4) закваски бактериальные на чистых культурах молочнокислых микроорганизмов, закваски бактериальные симбиотические;

5) смеси сухие и жидкие для мороженого;

6) фрукты, ягоды овощи, продукты их переработки:

- фрукты, ягоды, овощи свежие;

- фрукты, ягоды, овощи быстрозамороженные;

- варенье из фруктов, ягод, овощей;

- соки плодовые, ягодные, овощные натуральные, с мякотью (пюре), с сахаром; соки плодовые, ягодные, овощные концентрированные;

- сухофрукты, виноград сушеный;

- экстракты плодовые и ягодные высшего сорта;

- сиропы плодовые и ягодные, ароматические;

- джемы, повидло, цукаты, конфитюр плодово-ягодный;

- плоды и ягоды протертые или дробленые с сахаром, пасты фруктовые и ягодные, наполнители плодово-ягодные, фруктово-ягодные;

- порошки плодово-ягодные

7) орехи: грецкие, фундук, миндаль;

8) бобы: арахис;

9) семена: подсолнух очищенный, мак, кунжут;

10) вкусовые и ароматические вещества:

- сахар песок, песок рафинированный, пудра рафинадная;

- мед: натуральный, искусственный;

- сахаристые вещества: фруктоза, глюкозный и фруктозный сироп, декстроза, патока крахмальная;

- сахарозаменители: сорбит, ксилит и другие;

- какао-порошок, какао тертое, кофе натуральный, цикорий, чай;

- ванилин, ваниль, арованилон;

- кислота лимонная (Е 330), виннокаменная (Е 334), яблочная (Е 296);

- эссенции ароматические пищевые;

- пищевые натуральные и идентичные натуральным ароматизаторы;

- пряности: корица, гвоздика, кориандр, мускатный орех, кардамон;

11) красители пищевые: соки клюквенный, смородиновый, свекольный, краситель из свекольной массы (Е 162), краситель из выжимок винограда (Е 163), каротин (Е 160а), экстракт аннато (Е 160в);

12) стабилизаторы, эмульгаторы:

- мука пшеничная хлебопекарная высшего сорта;

- крахмал картофельный, кукурузный, в том числе желирующий, окисленный;

- агар пищевой (Е 406), агароид, альгинат натрия пищевой (Е 401), желатин пищевой, казеинат натрия, метилцеллюлоза водорастворимая (Е 461), карбоксиметилцеллюлоза (Е 466), пектин (Е 440), каррагенат (Е 407), гуаровая камедь (Е 412), камедь рожкового дерева (Е 410), ксантановая камедь (Е 415), моно- и диглицериды жирных кислот (Е 471);

13) витамины: кислота аскорбиновая, каротин, поливитаминные комплексы и премиксы;

14) минеральные вещества и микроэлементы;

15) биологически активные пищевые добавки с витаминно-минеральными комплексами;

16) глазурь или сырье для ее изготовления;

17) вафельные изделия или сырье для изготовления вафельных изделий;

18) декороэлементы, полуфабрикаты или сырье для изготовления декороэлементов: крем, желе, мягкая карамель, мармелад, кондитерские изделия, шоколад, отходы вафельные, фрукты и ягоды сушеные;

19) натрий двууглекислый;

20) соль поваренная пищевая;

21) вода питьевая.

Конкретный перечень сырья, используемого для изготовления мороженного, со ссылкой на НД должен быть указан в рецептурах для каждого конкретного вида мороженого, согласованных и утвержденных в установленном порядке. [10].

Молочные продукты. Основным видом сырья при выработке мороженого на молочной основе являются молочные продукты. К ним относятся молоко цельное и обезжиренное, сливки различной жирности, сыворотка молочная осветленная, а также сгущенное и сухое молоко (цельное и нежирное сгущенное с сахаром, молоко сгущенное обезжиренное, молоко сухое цельное и обезжиренное, сливки сухие), какао со сгущенным молоком и сахаром, кофе натуральный со сгущенным молоком и сахаром, сухие смеси мороженого, закваска молочная, масло несоленое сладкосливочное и любительское высшего сорта, пахта кислотностью не более 19 °Т. [12].

Сахаристые вещества. При выработке мороженого применяют сахар-песок, сахарный сироп, сахарную пудру, мед пчелиный, патоку крахмальную (карамельную), кукурузный сироп, глюкозу кристаллическую, сорбит и ксилит пищевые. Сорбит и ксилит имеют сладкий вкус, безвредны для организма и применяются при выработке мороженого для больных сахарным диабетом. [13].

Стабилизаторы. В смесь для любого вида мороженого обязательно входят стабилизаторы. Эти вещества обладают свойствами гидрофильных коллоидов и большой способностью к набуханию, они связывают свободную воду и повышают вязкость смеси. Добавление стабилизаторов в смесь обеспечивает нежную структуру мороженого, при замораживании в продукте не образуется крупных кристаллов льда. Мороженое приобретает более высокую сопротивляемость таянию и лучше сохраняет структуру при резервировании. В промышленности находит применение целый ряд стабилизаторов: желатин пищевой, агар, агароид, альгинат натрия, казеинат натрия, модифицированный желирующий крахмал, метилцеллюлоза, пектин яблочный и свекловичный, обычный картофельный и кукурузный крахмал, мука пшеничная высшего сорта. Смеси для плодово-ягодного мороженого имеют более низкую вязкость, чем молочные смеси. Кроме этого, повышенная кислотность плодово-ягодных смесей оказывает разрушающее действие на стабилизаторы. В связи с этим, при выработке мороженого плодово-ягодных видов для улучшения его взбитости масса вносимого стабилизатора должна быть больше, чем при выработке мороженого на молочной основе. [14].

Плодово-ягодное сырье. Для приготовления мороженого используют разнообразные плоды и ягоды, как культурные (слива, абрикос, смородина и др.), так и дикорастущие (ежевика, морошка, клюква и др.). Их применяют свежими и замороженными, в виде пюре, соков, сиропов, варенья, джемов, повидла и пульпы. За последние годы для производства мороженого все большее распространение получают огородные и бахчевые культуры: морковь, помидоры, дыни и ревень. Их используют как в свежем виде, так и в виде овощных соков, пюре и паст. В плодах, ягодах, овощных и бахчевых культурах содержится значительное количество углеводов, минеральных солей, органических кислот и витаминов. [15].

Вкусовые и ароматические вещества. Для улучшения вкуса и запаха в мороженое вносят вкусовые и ароматические вещества, которые очень разнообразны. К ним относятся какао-порошок, кофе натуральный, чай, шоколад, различные орехи и др. В эту группу добавок входят: кондитерские изделия (вафли, цукаты, мармелад, карамель и др.), пряности (ваниль, ванилин, гвоздика, корица, мускатный орех и др.), кислоты пищевые органические (лимонная, яблочная и др.), эфирные масла (апельсиновое, мандариновое и др.), эссенции ароматические пищевые (лимонная, апельсиновая и др). [14].

Яичные продукты. При выработке некоторых видов мороженого в смесь вносят куриные яйца или яичный порошок. Это повышает вкусовые качества, улучшает взбитость и структуру продукта. Применяют только куриные яйца пищевые или яичный порошок. [16].

Пищевые красители. Для большинства видов мороженого в случае необходимости применяют пищевой концентрированный краситель, полученный из выжимок темных сортов винограда, а также соки -- свекольный, клюквенный, смородиновый и др. [17].

2.3 Описание технологической схемы производства мороженого

Машинно-аппаратурная схема комплекса технологического оборудования для производства мороженого приведена на рисунке 1.



Рисунок 1-- Машинно-аппаратурная схема комплекса технологического оборудования для производства мороженого.

В процессе приемки молоко цельное и обезжиренное, сливки взвешиваются, оценивается их качество и в охлаждаемых резервуарах 1 при температуре не выше 6 °С.

Смеси для мороженого приготавливают из подготовленного сырья в соответствии с рецептурами, рассчитанными исходя из фактического наличия сырья, его состава и качества. Сырье для получения смеси на молочной основе загружают в смесительные ванны 2 в такой последовательности: жидкие продукты (молоко, сливки, вода), сгущенные молочные продукты, затем сухие молочные продукты, сахар, вкусовые наполнители и стабилизаторы.

Для более полного и быстрого растворения сухих продуктов смесь нагревают до 35…40 °С и тщательно перемешивают. Затем для удаления нерастворившихся частиц и примесей ее фильтруют на дисковых, плоских, пластинчатых фильтрах.

Для смешения компонентов сырья используют сливкосозревательные ванны 7 и ванны длительной пастеризации, а также аппараты для выработки сырного зерна.

Стабилизаторы вносят в смесь до пастеризации, в процессе пастеризации или после охлаждения пастеризованной смеси.

Желатин и агар вводят из емкости 8 в смесь в виде 10 %-ного водного раствора, метилцеллюлозу - в виде 1 %-ного раствора, а другие стабилизаторы используют в сухом виде.

Пектин заливают холодной водой в соотношении 1:20 и нагревают до полного растворения при постоянном перемешивании, а затем кипятят в течении 1…2 мин. Приготовленный раствор фиьтруется и вводится в смесь до пастеризации.

Пюре из плодов получают в варочных котлах, а также в протирочной машине. Для хранения смесей используют изотермические емкости вместимостью 2000…10000 литров.

Жидкие компоненты дозируются насосами-дозаторами, а сыпучие - специальными весовыми бункерами 3 .

Полученная в емкости для смешивания 4 смесь сначала фильтруется, а затем подвергается пастеризации.

Фильтрация смесей осуществляется на цилиндрических фильтрах, имеющих две камеры, которые работают поочередно. Производительность фильтров 2000…4600 кг/ч, давление фильтрации 0,2…0,25 МПа.

После фильтрации смесь поступает на пастеризацию. В пластинчатых пастеризационных установках 6 смесь пастеризуется при температуре 80…85 °С с выдержкой 50…60 с, а в трубчатых - при аналогичной температуре или при температуре 92…95 °С без выдержки.

Для улучшения структуры мороженого и уменьшения отстаивания жира при фризеровании проводится гомогенизация в гомогенизаторах 5 жиросодержащих смесей при температуре, близкой к температуре пастеризации. При одноступенчатой гомогенизации применяют давление от 12,5 до 15 МПа для молочной смеси, от 10 до 12,5 МПа для сливочной смеси и от 7 до 9 МПа для пломбира.

После гомогенизации смесь охлаждается до 2…6 °С в пластинчатых охладителях 9. Применение агара, агароида и других равноценных стабилизаторов позволяет перерабатывать охлажденную смесь без дальнейшей выдержки. При использовании желатина смесь требуется выдерживать в течение 4…12 часов (созревание смеси). В процессе созревания в результате связывания воды стабилизатором и белками увеличивается вязкость смеси. Общая длительность созревания смеси не должна превышать 24 часов. Затем смесь поступает на фризерование.

При этом преследуется две цели: насыщение смеси воздухом и ее замораживание.

Степень насыщения смеси воздухом оценивается по взбитости, которая представляет собой отношение объема воздуха в мороженом к первоначальному объему смеси, выраженная в процентах. Минимальная взбитость должна быть не ниже 50 % (молочное мороженое), 60 % (сливочное мороженое и пломбир), 35…40 % (плодово-ягодное мороженое). Взбитость повышается при увеличении содержания СОМО, количества стабилизатора и дисперсности жира, а также при уменьшении содержания жира и сахара. Смеси, приготовленные с использованием сухих молочных продуктов, взбиваются лучше, чем с применением жидкого молока. Взбитость мороженого зависит также от конструктивных особенностей фризеров. В хорошо взбитом мороженом средний размер воздушных пузырьков не должен превышать 60…70 мкм. При взбитости 100 % в 1 г мороженого содержится около 8,3 млн. воздушных пузырьков с общей площадью поверхности 0,1 м² .

Начальная температура замораживания смеси мороженого составляет минус 2,0…минус 3,5 °С. Температура смеси при выходе из фризера обычно устанавливается минус 5…минус 7 °С.

Вымороженная вода образует кристаллы, средний размер которых в мороженом составляет 50…100 мкм. Получение более крупных кристаллов нежелательно, так как они ощущаются на вкус и ухудшают структуру продукта. Главными условиями получения мелких кристаллов являются хорошее перемешивание смеси в процессе замораживания и высокая скорость охлаждения.

Мороженое, вышедшее из фризера, по консистенции и внешнему виду напоминает крем. После фризерования мороженое фасуется и замораживается (закаливается) до минус 15…минус 18 °С. Закаливание следует осуществлять интенсивно, чтобы не допустить увеличение размеров кристаллов льда более чем до 60…80 мкм.

Мороженое фасуется в брикеты на фавлях по 100 г, стаканчики из вафель и бумажные по 100 г, вафельные рожки по 100 г, пачки по 250 г и брикеты на палочке (эскимо) по 50 и 100 г. Торты из мороженого выпускают массой 0,25…3,0 кг, кексы 0,5…1,0 и пирожные 0,1 кг.

Готовое мороженое хранится в холодильных камерах при температуре воздуха минус 20…минус 23 °С. Допустимые колебания температуры не должны превышать ±2 °С. Резкие колебания температуры мороженого приводят к укрупнению в нем кристаллов льда, в результате чего ухудшается его качество.

Допустимая продолжительность хранения 1,0…1,5 мес (молочное мороженое), 1,5…2,0 мес (сливочное) и 2,0…3,0 мес (пломбир). Длительность хранения снижается для мороженого с повышенным содержанием влаги, мелкофасованного и при наличии наполнителя.[8].

2.4 Расчет материального баланса производства мороженого

На каждой стадии возможно возникновение технологических потерь.

Величины потерь определяются путём анализа результата работы аналогичных производств. Эти потери приведены в таблице 1.

Таблица 1--Технологические потери при производстве мороженого

Наименование технологической операции	Потери, %
Предварительная обработка молока	0,5
Подготовка смеси	0,5
Пастеризация и гомогенизация	0,75
Охлаждение и созревание	0,35
Фризерование	0,2
Фасование, закаливание, дозакаливание, упаковка	0,8

Расчет материального баланса на производство 1000 кг мороженого

Таблица 2--Стадия фасования, закаливания, дозакаливания и упаковки мороженого

Расход	Приход
Продукция на выходе	кг	%	Потери	кг	%	Продукция на входе	кг	%
Готовое мороженое	1000	99,2	На фасование	8	0,8	Фризерован-ное мороженое	1008	100

Таблица 3--Стадия фризерования

Расход	Приход
Продукция на выходе	кг	%	Потери	кг	%	Продукция на входе	кг	%
Фризеро-ванное мороженое	1008	99,0	На фризе-ровку	10	0,2	Созревшая смесь	1018	100

Таблица 4--Стадия охлаждения и созревания

Расход	Приход
Продукция на выходе	кг	%	Потери	кг	%	Продукция на входе	кг	%
Созревшая смесь	1018	98,65	На созревание	14	0,35	Гомогенизи-рованная смесь	1032	100

Таблица 5--Стадия пастеризации и гомогенизации

Расход	Приход
Продукция на выходе	кг	%	Потери	кг	%	Продукция на входе	кг	%
Гомогенизированная смесь	1032	97,9	На го-могенизацию	22	0,75	Готовая смесь	1054	100

Таблица 6--Стадия подготовки смеси

Расход	Приход
Продукция на выходе	кг	%	Потери	кг	%	Продукция на входе	кг	%
Готовая смесь	1054	97,4	На подго-товку	28	0,5	Предваритель-но обрабо-танное молоко	1082	100

Таблица 7--Стадия предварительной обработки молока

Расход	Приход
Продукция на выходе	кг	%	Потери	кг	%	Продукция на входе	кг	%
Предвари-тельно обработан-ное молоко	1082	96,9	На обра-ботку	35	0,5	Цельное молоко	1117	100

Вывод: для производства 1000 кг мороженого с учетом потерь потребуется 1117 кг молока.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОРУДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА МОРОЖЕНОГО

3.1 Описание конструкции и принципа действия оборудования

Одним из главных оборудований при производстве мороженого является шестеренчатый насос.

Насос - машина, преобразующая механическую энергию двигателя в механическую энергию состояния жидкости с целью ее подъема, перемещения или получения сжатых газов.

Насос состоит из корпуса 1, к которому крепиться с одной стороны при помощи винтов 13 крышка 2. С другой стороны на штифты 23 центрируется фланец 3 и закрепляется шпильками 21, шайбами 19 и гайками 14. В корпусе устанавливаются шестерня 4 и вал 7, на конце которого выполнены зубья. Цилиндрический конец вала посажен на подшипники 18, установленные во фланце 3. На свободном конце вала 7 закреплен установочным винтом 12 шкив 5. Для передачи вращательного движения на валу установлена шпонка 22. Вращательное движение двигателя с помощью клиноременной передачи через шкив 5 передается на ведущий вал 7, находящийся в зацеплении с шестерней 4. Вал 7 вращается по часовой стрелке, а шестерня 4 - против ее (см. вид слева, местный разрез). При выходе зубьев из зацепления в полости насоса образуется вакуум, в который засасывается жидкость и перегоняется зубьями шестерен по цилиндрическим отверстиям - корпуса насоса фланцу 8. Герметизация шейки вала 7 в месте его выхода из корпуса осуществляется кольцом 16.

Шестерённый насос с внешним зацеплением работает следующим образом. Ведущая шестерня находится в постоянном зацеплении с ведомой и приводит её во вращательное движение. При вращении шестерён насоса в противоположные стороны в полости всасывания зубья, выходя из зацепления образуют разрежение (вакуум). За счёт этого из гидробака в полость всасывания поступает рабочая жидкость, которая, заполняя впадины между зубьями обеих шестерён, перемещается зубьями вдоль цилиндрических стенок колодцев в корпусе и переносится из полости всасывания в полость нагнетания, где зубья шестерён, входя в зацепление, выталкивают жидкость из впадин в нагнетательный трубопровод. При этом между зубьями образуется плотный контакт, вследствие чего обратный перенос жидкости из полости нагнетания в полость всасывания невозможен.[1].

3.2 Инженерные расчеты оборудования

При расчете гомогенизатора определяются его производительность, степень раздробления жировых частиц при гомогенизации, мощность, необходимая для работы гомогенизатора.

Производительность гомогенизатора V (в мі/с) рассчитывается как производительность плунжерного насоса:

V=рdІSnZц, (3.2.1)

где d- диаметр плунжера, м;

- S-ход плунжера, м;

- n- частота вращения коленчатого вала, с;

- Z-количество плунжеров;

- ц- объемный КПД насоса (ц=0,8-0,85).

Степень раздробления жировых шариков при гомогенизации можно охарактеризовать диаметром, который они имеют после обработки в гомогенизаторе. При давлении гомогенизации [(30-200)*10 Па] и температуре продукта 60°С средний диаметр жирового шарика (в м) можно рассчитать по формуле:

, (3.2.2)

где р - давление гомогенизации, Па.

Мощность, необходимую для работы гомогенизатора (в Вт), определяют по формуле для расчета мощности насоса:

, (3.2.3)

где p-давление, создаваемое плунжерами гомогенизатора (давление перед клапаном), Па;

з - механический КПД гомогенизатора (з=0,75).

При гомогенизации в результате перехода механической энергии в тепловую температура молока повышается.

Существует линейная зависимость изменения температуры молока ?t от давления:

?t=, (3.2.4)

где р - давление гомогенизации.

Произведя расчет гомогенизатора, получим:

Производительность гомогенизатора:

V=0,04І*3,14*0,06*150*3*0,8=5,72 мі/с.

Средний диаметр жировых шариков:

,

d ср = 0,00085 м.

Мощность привода гомогенизатора:

N=5,72*20*0,75=41,52 Вт

Перепад температур процесса:

?t=,

?t=5,22°С.

3.3 Организация эксплуатации и ремонта оборудования

При приемке оборудования в эксплуатацию производится обязательная проверка актов на скрытые работы и протоколы испытаний с обследованием и проверкой основных показателей технической характеристики.

Правильная техническая эксплуатация оборудования требует закрепления оборудования за производственной бригадой под ответственность мастера или бригадира, а при индивидуальном обслуживании - за производственным рабочим.

Электродвигатели, гомогенизаторы и пусковая аппаратура должны быть тщательно заземлены; необходимо систематически проверять состояние заземляющих устройств.

Во время эксплуатации у приводов должны быть защитные кожухи.

Запрещается проводить ремонт, смазку, чистку и мойку на ходу машины. Исправность предохранительного клапана и его регулирование на максимальное допустимое рабочее давление надо обязательно проверять каждый раз перед работой.

К работе на данном оборудовании допускаются только лица, изучившие устройство и принцип действия машины и соответственно проинструктированные.

Перед началом работы необходимо убедиться в исправности крышек и устройств, удерживающих крышки в открытом (или закрытом) положении; проверить действие электроблокировочных устройств, отключающих электропривод при открывании крышки; отсутствие в емкостях посторонних предметов и остатков продуктов от предыдущей смены.

В процессе работы оборудование во избежание несчастных случаев запрещается зачищать емкости, брать пробы, удалять комки.

При эксплуатации гомогенизатора, во избежание перегрева и заклинивания рабочих органов, не допускается длительная работа без заполнения рабочей средой.

Размещение гомогенизатора на станине должно обеспечивать удобный доступ к нему для монтажа трубопроводов и наблюдения за работой.

Гомогенизатор может быть установлен в любом положении с учетом минимальных изгибов и длины входных и выходных трубопроводов технологической линии. Размещение гомогенизатора должно обеспечивать гарантированное заполнение рабочей камеры и трубопроводов рабочей смесью. Гомогенизатор следует монтировать на жестком основании, исключающим вибрацию.

Если в машине замечены механические неисправности (шум, стук, затрудненное включение механизмов), нужно вызвать слесаря для устранения повреждения; если неисправность обнаружена в электрооборудовании, следует вызвать электромонтера.[1].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

технологический мороженое сырье продукт

Рассмотрели теоретические основы производства мороженого и провели анализ современного оборудования и технологии его изготовления.

Изучили характеристику сырья, готового продукта и методы их технохимического контроля.

Рассмотрели технологическую линию производства мороженого. Изучили конструкцию и принцип действия основного и вспомогательного оборудования. Рассчитали материальный баланс производства мороженого. Провели инженерные расчеты основного оборудования.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Томбаев Н. И. Справочник по оборудованию предприятий молочной промышленности.-М.: Издательство «Пищевая промышленность», 2005.- 254с.

2. Степанова Л. И. Справочник технолога молочного производства. Технологии и рецептуры. В трех томах. Т. 1. Цельномолочные продукты - СПб: ГИОРД, 2007. - 384 с.

3. Твердохлеб Г. В., Даланян З. Х., Чекулаева Л. В., Шиллер Г. Г. Технология молока и молочных продуктов. - М.:Агропромиздат, 2005.-463 с.

4. Золотин Ю. П. и др. Оборудование предприятий молочной промышленности/ Ю. П. Золотин, М. Б. Френклах, Н. Г. Лашутина - М.: Агропромиздат, 2005.-270 с.

5. Бредихин С.А. Технология и техника переработки молока - М.: Колос, 2008 - 399 с.;

6.Крусь Г. Н. и др. Технология молока и молочных продуктов/Г. Н. Крусь, А. Г. Храмцов, З. В. Волокитина, С. В. Карпычев; под ред. А. М. Шалыгиной.-М.: КолосС,2005.-455 с, ил.

7. Кладий А.Г, Шаманов А.В. Мороженое - это бизнес благородный и благодарный, вечный и верный, мировой и мирный. М.: Парус, 2007.

8. Машины и аппараты пищевых производств. - в 2-х кн. - С.Т. Антипов и др. - М.: Высш. шк., 2001. - 703с.;

9. Шидловская В.П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов. Справочник. - М.: Колос, 2006. - 280с.

10. Технологии пищевых производств/ А. П. Нечаев, И. С. Шуб, О. М. Аношина и др.; Под ред. А. П. Нечаева. - М.: КолосС, 2005. - 768.:ил.

11. ГОСТ Р 52175-2003 Мороженое молочное, сливочное и пломбир. Технические условия, М.: ИПК Издательство стандартов, 2003.-23 с.

12. ГОСТ Р 52996-2008 Молоко и молочне продукты, 2008.-11 с.

13. ГОСТ 12571-98 Сахар. Метод определения сахарозы, 1998.-13с.

14. ГОСТ Р 53039-2008 Пищевые добавки для молочних продуктов, 2008.-17с.

15. ГОСТ 22371-77 Консервы. Плоды и ягоды протертые или дробленые,

1977.-13с.

16. ГОСТ Р 53155-2008 Продукты яичные жидкие и сухие пищевые, 2008.-12с.

17. ГОСТ Р 52481-2005 Красители пищевые. Термины и определения, 2005.-11с.

Размещено на Allbest.ru