Технология молока и молочных продуктов

• Название: Технология молока и молочных продуктов
• Анкор: Технология молока и молочных продуктов.doc
• Дата: 28.01.2017
• Размер: 3.66 Mb.
• Имя файла: Технология молока и молочных продуктов.doc
• Тип: Учебник; #380
• страница: 45 из 49

Глава 1. МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС В ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

ОСНОВНЫЕ УРАВНЕНИЯ МАТЕРИАЛЬНОГО БАЛАНСА

Материальный баланс служит для контроля производства, регулирования состава продукции, установления производственных потерь. С помощью материального баланса можно определить экономические показатели технологических процессов и способов производства (производственные потери, степень использования составных частей молока, расход сырья, выход готового продукта)

В основе материального баланса лежит закон сохранения вещества, записанный математически в виде двух уравнений.

Первое уравнение – это баланс сырья и вырабатываемых из него продуктов

(1)

где m_с, m_г, m_п – масса соответственно сырья, готового и побочного продуктов, кг, П – производственные потери, кг.

После переработки масса получаемых продуктов меньше массы переработанного сырья. Разницу между ними составляют производственные потери. Производственные потери выражают также в процентах от количества переработанного сырья:



откуда



Тогда уравнение (1) примет вид

(2)

Второе уравнение материального баланса составляют по массе сухих веществ молока или отдельных составных частей

Если составные части молока не претерпевают химических изменений в ходе технологических процессов, то количество их в сырье должно быть равно количеству в готовом и побочном продуктах. Баланс составных частей молока при его переработке можно составить так:

(3)

или



где ч_с, ч_г, ч_п – массовая доля составных частей молока соответственно в сырье, в готовом и побочном продуктах, %; П_ч, – потери составных частей молока, кг.

Потери выражают в процентах от составных частей молока, cодержащихся в сырье:



где n_ч – потери составных частей молока, %.

После подстановки П_ч в уравнение (3) второе уравнение материального баланса примет вид



или

(4)

Потери составных частей молока n_ч и потери сырья n, выраженные в процентах, численно равны.

Баланс можно составить по любой части молока – жиру Ж, сухому остатку молока С, сухому обезжиренному молочному остатку (СОМО) О. Так, баланс по жиру при сепарировании молока



где Ж_м, Ж_сл, Ж_об, – массовая доля жира соответственно в молоке, сливках и обезжиренном молоке, %; n_ж – потери жира при сепарировании, %

Для производства сухого и сгущенного молока баланс можно составить по сухому молочному остатку:

(5)

где m_сг – масса сгущенного молока, кг, С_н.м, С_сг – массовая доля сухого молочного остатка соответственно в нормализованном и сгущенном молоке, %; n_c.в – потери сухих веществ при производстве сгущенного молока, %.

В уравнении (5) отсутствует одно слагаемое, так как при сгущении и сушке побочный продукт (вода) не содержит сухих веществ молока.

Решая совместно первое (2) и второе (4) уравнения материального баланса, можно определить массу сырья по готовому продукту при известном составе сырья, готового и побочных продуктов или установить массу готового продукта по массе сырья:

(6)

(7)

(8)

Материальные расчеты обычно проводят с учетом производственных потерь. При ориентировочных расчетах ими пренебрегают. Массу сырья готового и побочных продуктов без учета потерь определяют по формулам

(9)

(10)

(11)

Необходимо определить массу сливок для производства 500 кг масла, если массовая доля жира в масле составляет 78 %, в сливках – 38, в пахте – 0,7%. Нормативные потери при производстве масла составляют 0,6 %.

Для решения задачи воспользуемся формулой (7):

Массу готового продукта по сырью или массу сырья по готовому продукту можно определить как алгебраическим методом (по формулам), так и графическим (по расчетному треугольнику).

Сущность способа расчета с помощью треугольника состоит в следующем. В вершинах треугольника записывают массовую долю одной из составных частей молока, содержащихся в сырье ч_с, в готовом ч_г и побочном ч_п продукта.
ч_г На внутренних сторонах треугольника

записывают значение массы сырья т_с,

ч_г – ч_с ч_г – ч_п готового т_ги побочного m_п продуктов

m_п m_c напротив соответствующей им массовой
им массовой доли составной части моло-

ч_с m_г ч_п ка. На внешних сторонах треугольника

ч_с – ч_п располагают величину разности между массовыми долями составных частей молока (расположенными в вершинах треугольника), полученную вычитанием из большей величины меньшей.

В соответствии с правилом расчетного треугольника составляют пропорцию: отношение внутренних сторон к внешним – величина постоянная для данного треугольника:



Из этого соотношения определяют необходимые величины.

ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ПОТЕРИ

При производстве различных молочных продуктов на молокопроводах, в емкостях, аппаратах и другом оборудовании задерживаются остатки сырья, готового и побочного продуктов. Часть сырья и продуктов расходуется на анализы. Все эти остатки сырья, готового и побочного продуктов составляют неизбежные технологические потери.

В целях контроля за производством разработаны нормы потерь, включающие только технологические потери. При этом не учитываются непроизводственные потери (потери от брака, неисправности оборудования и т. п.).

Нормативные потери устанавливают на основании экспериментальных замеров остатков сырья и жира на технологическом оборудовании.

Фактические потери в производстве рассчитывают по балансу жира или сухих веществ.

Потери представляют собой разность между массой жира или сухих веществ в сырье и массой их в готовом и побочном продуктах:





где П_ж, П_с.в – потери жира и сухих веществ, кг.

Потери выражают также и в процентах от переработанного жира, сухих веществ или сырья:



где п_ж, n_с.в – потери жира, сухих веществ, % от массы жира или сухих веществ в переработанном сырье.

СТЕПЕНЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ МОЛОКА

Вещества молока в процессе переработки полностью или частично переходят в готовый продукт. Некоторое их количество остается в побочном продукте. Этот процесс характеризуется показателем степени перехода составных частей молока, который обозначается буквой а с индексом, соответствующим составной части молока, и выражается в процентах или единицах.

Степень перехода а_ч определяет долю или процент составных частей молока, перешедших в готовый продукт, от количества их в переработанном сырье, т. е.

(12)

Если выразить массу продукта по формуле (7) и подставить это значение вместо m_г в формулу (12), то получим формулу для определения степени перехода составных частей молока по содержанию их в сырье, готовом и побочном продуктах, выраженную в единицах



или процентах



Степень использования И_гсоставных частей молока меньше степени перехода их в готовый продукт, и определяют ее по фактическим данным либо с учетом производственных потерь:

где И_ч– фактические и предельно допустимые потери составных частей молока, % количества в переработанном сырье.

Таким образом, степень использования составных частей молока зависит как от содержания их в побочном продукте, так и от производственных потерь.

Например, необходимо определить степень перехода и степень использования жира при производстве масла, если массовая доля жира в сливках составляет 35%, в масле – 82,5, в пахте – 0,4, потери – 0,4 %.

Степень перехода жира:



Степень использования жира

РАСХОД СЫРЬЯ И ВЫХОД ГОТОВОГО ПРОДУКТА

Норма расхода сырья представляет собой массу сырья в килограммах, затраченного на выработку 1 т готового продукта.

С учетом формулы (7) массу сырья, затраченного на получение 1 т готового продукта, рассчитывают по формуле



где Р_с– норма расхода сырья, кг на 1 т продукта; n – предельно допустимые потери, %.

По фактическим данным можно установить фактический расход сырья:

(13)

где Р_ф – фактический расход сырья, кг на 1т продукта; m_с, m_г – масса соответственно фактически затраченного сырья и полученного продукта, т.

Теоретический расход сырья вычисляют без учета потерь:

(14)

В настоящее время в промышленности при расчете норм расхода для отдельных продуктов приняты следующие формулы.

Норма расхода нормализованного молока на 1 т пастеризованного молока:



где n_ж – предельно допустимые потери жира при выработке сливок, % массы жира в переработанном молоке.

Норма расхода молока на 1 т сливок



где Ж_об – нормативная массовая доля жира в обезжиренном молоке, %; Норма расхода нормализованного молока на 1 т жирного творога



где И_ж – степень использования жира, %.

Норма расхода обезжиренного молока на 1 т нежирного творога



где 237,4 – количество белка, необходимое для выработки 1т нежирного творога с массовой долей влаги 77,5%, кг; Б_об – фактическая массовая доля белка в обезжиренном молоке, %; К – коэффициент, учитывающий потери обезжиренного молока на приемку, пастеризацию, хранение и фасование.

При годовом объеме переработки молока до 10000 и от 10001 до 25000 т K= 1,0028 от 25001 до 50000 т – K= 1,0021, от 50001 т и выше К = 1,0017.

Норма расхода молока на 1 т сливочного масла



где Ж_cл, Ж_м – массовая доля жира соответственно в сливках (при которой установлена нормативная массовая доля жира в пахте) и в молоке, %; Ж_об, Ж_мс, Ж_пх – нормативная массовая доля жира соответственно в обезжиренном молоке, масле, пахте, %; n_ж1 – предельно допустимые потери жира при выработке сливок, % массы жира в переработанном на масло молоке; п_ж2– предельно допустимые потери жира при переработке сливок в масло, % массы жира в сливках.

Норма расхода нормализованного молока на 1 т зрелого сыра



где Ж_с.в – нормативная массовая доля жира в сухом веществе зрелого сыра, %; В_с – нормативная массовая доля влаги в сыре; %; К – поправочный коэффициент на результат анализа пробы сыра, взятой щупом (для твердых корковых сыров 1,036, для бескоркового сыра 1,025, для мягких сыров 1); О_т – норма отхода сырной массы, % массы выработанного сыра; п_ж – предельно допустимые потери жира при производстве сыра, % массы жира в нормализованном молоке; О_ж – норма отхода жира в сыворотку, %.

Норма расхода обезжиренного молока и пахты на 1 т нежирного сыра и брынзы



где Вл, С – массовая доля соответственно влаги в зрелом сыре, сухих веществ в обезжиренном молоке или пахте, %; И_с– степень использования сухих веществ сырья.

Норма расхода нормализованного молока на 1 т сухого цельного молока



где С_сух.м, С_н.м – массовая доля сухих веществ соответственно в готовом продукте, нормализованном молоке, %; n_с.в – предельно допустимые потерн сухих веществ, % массы сухих веществ в переработанном нормализованном молоке.

Выходом готового продукта В (в %) называют массу готового продукта, полученную из ста единиц сырья. Выход продукта вычисляют по формуле


Для оценки товарных свойств перерабатываемого молока целесообразно рассчитывать выход без учета производственных потерь, так как они зависят от объема перерабатываемого сырья.

Выход молочных продуктов можно определить по одной из составных частей молока с учетом степени ее использования;



где ч_н.м – массовая доля составных частей молока в нормализованном молоке, %

Выход молочных продуктов зависит от содержания в исходном сырье жира, белка, лактозы и других составных частей молока, образующих основную массу продукта, от степени перехода их в готовый продукт и от массы влаги в продукте с растворенными в ней составными частями молока.

Например, определить при сепарировании молока выход сливок и норму расхода молока, если массовая доля жира в молоке 4%, в сливках – 35%, вобезжиренном молоке – 0,05%. Производственные потери составляют 0,15 %.

Выход сливок будет таким



Норма расхода цельного молока на 1 т сливок