Технолошки процес производње млечних производа

Индустрија за обраду и припрему млека је једна од најстаријих и најважнијих прехрамбених индустрија. Обрађује једну од најзначајнијих намерница у људској исхрани, млеко.

Млеко је производ лучења вимена сисара. Млеко које човек користи у својој исхрани највише потиче од крава и оваца, мада се у сведској индустрији користи кобиље, камиље, биволичино, млеко ирваса... Млеко различитих врста садржи исте компоненте, али је количина појединих састојака различита.

Млеко је течност сложеног хемијског састава, а чине га вода, беланчевине, масти, угљени хидрати, минералне материје и витамини.

Физичка својства млека су изглед, густина, тачка мржњења и степен киселости.

Непрозирност млека настаје услед тога што у њему има честица масти, протеина и неких минерала. Боја млека је променљива и може бити од беле до жуте.

Густина млека нормално варира између 1,028% и 1,034% у зависности од његовогсастава. Дакле, млеко је само незнатно гушће од воде ( воде=1,0).

Тачка мржњења млека варира између и .Просечна pH вредност млека се креће од 6,6 до 6,7.

- 1 -

Сир

После муже млеко које се сада прерађује у домаћинству сабирало би се у уређају за хлађење млека запремине , мини лактофризу, који би омогућио да десетак домаћинстава (у зависности од броја крава) сакупља млеко на једном пункту, хлади, одређије густину, млечну маст и испита квалитет сировине за сваки лактофриз понаособ. Са ових пункотва млеко се сакупља у цистерне постављене на камионску односно тракторску приколицу и довози у млекару.

Превоз млека у цистернама до млекаре врши се у раним јутарњим сатима тако да оно до млекаре буде транспортовано до , евентуално (што значи за летњи период) и (у зимским месецима).

Пошто се млеко довезе, из цистерне се пребацује у прихватни суд , који се налази ван просторије поред котла за пару. Затим се центрифугалном пумпом (I) преко филтера пребацује у дневни, велики лактофриз,

, који се користи за чување млека на температури .Млеко се затим центрифугалном пумпом (II) или пребацује

у суд са дуплим зидовима , где се догрева и врши стандардизација, што значи свођење масноће уз издвајање павлаке.

Павлака се одваја у млекарску канту . Обрано млеко се пастеризује и потхлађује на температуру сирења (у суд са дуплим зидовима или у суду за сирење ако има дупле зидове).

Млеку се затим додаје млекарска култура (сирило). Зависно од услова, згрушавање и добијање очврслог груса траје 2-3 сата после чега ножем груш сече на коцке , сачека се 10-15 минута да се одвоји сурутка услед чега груш потпуно очврсне.

Сурутка и груш се затим мешају 10-так минута и онда се целокупна маса пребацује у колица за пресовање сира. Већ у току пребацивања, већи део сурутке се оцеди кроз цев на дну суда и одлије се у суд за сурутку.

Преостали део сурутке после пресовања у сирарском погону се прикључује главном делу у суду за сурутку. Груш се обмота сирарским платном и пресује 4-5 сати, после чега као млади сир сече на коцке . Колица се одводе до базена за сољење где се комади убацују у раствор соли у води и у том расолу остају 12-18 сати. После овога, сир се слаже у пластичне канте и залива саламуром. Канте се односе у комору где се на температури од држе 15-20 дана. После 15 дана проверава се квалитет саламуре и иста мења или се долива док сир не огрезне. Након 15 дана сазрели сир је спреман за тржиште.

Јогурт

- 2 -

Справљење јогурта се врши у суду од са дуплим зидовима. Прво се изврши стандардизација млека, затим пастеризација, онда хлађење на температури ферментације. Онда се врши убацивање квасца и почиње ферментација. После завршене ферментације јогурт се хлади на . Све ове радње се обављају у истом суду (дупликатор). Јогурт се испушта ручно у различиту амбалажу, пакује и односи на тржиште.

Павлака

Павлака која се добија приликом стандардизације млека се пастеризује и сакупља, два, три дана, држи се у хладљачи и сваког другог, трећег дана врши се бућкање павлаке. Добијени маслац се пакује у картонске кутије (као блок), за снабдевање пекара и остало тржиште. Маслац се упакован складишти у хладњачи.

Млекарске културе за сир и јогурт производе се у уређају за припрему култура. Културе за сир и јогурт производе се наизменично, сваки други дан, у количини потребној за два радна дана. Припремљена култура се чува у хладњачи до коришћења.

Након завршеног циклуса прераде, сваког дана се опрема пере ручно, топлим раствором детерџента. Цевовод се повезује међусобно у круг и пере помоћу пумпециркулацијом топлог раствора детерџента. Након прања детерџентом врши се испирање опреме и цеви водом до неутралне реакције.

Материјалан биланс

- 3 -

(приближан)

Полази се од млека са ~3,6% млечне масти

са ~2,8% мм ~ са ~3% мм ~млека за јогурт млека за сир

mмлека = ρмлека · 500lmмлека = 999,7 · 0,5mмлека = 499,85kg ≈ 500kg

за јогурт: mмлека = ρмлека · 200dm3 = 999,7 · 0,2m3 = 199,94 ≈ 200kgза сир: mмлека = ρмлека · 300dm3 = 999,7 · 0,2m3 = 299,91 ≈ 300kg

Запремина издвојене млечне масти је:

чисте масноће издвојене из дела млека за прављење јогурта

чисте масноће издвојенен из дела млека за прављење сира

ако се ова масноћа издвоји у виду павлаке са 3.6% мм

Енергетски биланс

- 4 -

За рад млекаре у периоду кувања и пастеризације потребно је обезбедити:- врела вода _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ у периоду кувања- бунарска вода _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ у периоду хлађења- ледена вода _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ у периоду потхлађивања- електрична енергија _ _ _ _ _ _ 30kW инсталисане снаге

Спецификација радне снаге

1. Пословођа сиране SSS 1 особа2. Главни сирар SSS 2 особе3. Помоћни сирар KV 1 особа4. Ложач KV 1 особа5. Електричар KV 1 особа6. Радник на одржавању KV 1 особа7. Лаборант SSS 1 особа8. Возач за сакупљање и транспорт млека SSS 1 особа укупно 9 особа

Спецификација опремеI варијанта прераде до сира

- 5 -

У један лактофриз сакупља се млеко из 10-ак домаћинстава

- 6 -

Канте за млеко 15-20 литара

А сваки лактофриз је око 150l и налазе се на откупним пунктовима у селима

Потребно је једно превозно средство

сабирци у млекарицрпка I филтер Велики латкофриз од 500l

за чување млека од црпка II

грејање и кување млека 500l

сепаратор

обрано млеко павлака

300l 10l

II варијанта прераде до јогурта

- 7 -

Колица за пресовање сира 4-5 сати и сече на коцке

Базен са 20% саламуром

Зрење сира у комори 15-20 дана и сир је у кантама спреман за тржиште

У један лактофриз сакупља се млеко из 10-ак домаћинстава.

Расхлађивач млека (лактофриз)

- 8 -

Канте за млеко 15-20 литара

А сваки лактофриз је око 150l и налазе се на откупним пунктовима у селима

Потребно је једно превозно средство

сабирци у млекарицрпка I филтер Велики латкофриз од 500l

за чување млека од црпка II

Грејање и кување млека

Затим се јогурт разлива у амбалажу

Бућкањем павлаке добија се маслац1. стандардизација

млека2. кисељење (ферментација)

пропелерска мешалица ход = dm

пречник мешалице пречник суда

површина дебљина лима број обртаја мешалице

средња температура

За температуру млека од из литературе узимамо: 15 5

15°C -10 -10

Да би одредили αмлека морамо израчунати Re критеријум као ход мешања са пречником мешалице као карактеристичном величином.За израчунавање Nu узимамо једначину Nu са мешалицом:

- 9 -

0,3

D=0,9

Pr (bar)V (m3)T (°C)

Радни флуидмлеконалив

0,55

Помоћни флуидфреон

30,01-10

0,995 m

млеко

фреон

αмлека

За одређивање αфреона узимамо физичке величине фреона на температури од -10°C, па следи:

Код слободне конвенције израчунавања коефицијента прелаза α, користи се једначина за одређивање Nu дата као:

Ако је у интервалу од 104 до 109 узимамо да је ; .

αфреона

За расхлађивач млека потребно је фреона, што значи да је фреона.

- 10 -

Црпка I

- 11 -

За црпку I имамо следеће податке:

- пречник цеви - дужина цевовода

- коефицијенат искоришћења - апсолутна храпавост

месни отпори

па се на основу ових података може израчунати снага црпке:

- 12 -

1m

1,1m

0,4m

1,6m

0,4m

0,3m

0,5m

За и из таблице се очитава да је:

Црпка која се користи за ове потребе мора да задовољи следеће услове:

.

Базен ледене воде

- 13 -

Пропелерска мешалица:

Приликом пуњења базен ледене воде се пуни водом из водовода на па имамо:

За tводе из табеле је дато:

- 14 -

Pr (bar)V (m3)T (°C)

Радни флуидВоданалив

31

Помоћни флуидФреон

40,020-10

αводе

αфреона

1 12

-10 -10

Ово важи само за почетну фазу, а пошто вода која се користи за хлађење се не испушта већ кружи од базена ледене воде до дупликатора за јогурт и сир, на том путу назад се греје од 1°C до 3°C.

За температуру воде од 2°C узимамо из табеле следеће податке:

αводе

- 15 -

За транспорт ледене воде користи се црпка следећих карактеристика :

За хлађење воде користи се фреон на и потребно је фреон, односно .

Котао за топлу воду

Количина топлоте (у облику топле воде) потребна за загревање млека у дупликатору за јогурт и сир производи се у котлу а износи:

А то значи да котао треба да даје негде око 560MJ топлоте за врелу воду. Количина воде потребна за загревање дуплигатора за јогурт и сир износи:

За транспорт вреле воде користи се центрифугална црпка.Она мора да задовољи следеће услове:

За јогурт:

- 16 -

За сир:

Обично се уграђује и помоћна црпка истих карактеристика да би у случају квара главне она могла да се употреби.

Дупликатор за сир

- 17 -

За температуру од 40°C узимамо из таблице да је:

За Ако усвојимо да се вода хлади од 110°C до 90°C онда имамо:

- 18 -

0,23

0,69

0,759Pr (bar)V (m3)T (°C)

Радни флуидМлеко

0,372

Помоћни флуидВода

30,091110

5 72 105 18 110 90

За измењивач са мешалицом једначина за израчунавање је:

При израчунавању узима се пречник мешалице:

αмлека

Пошто смо млеко загрејали до 72°C додајемо му млекарску културу за сирење и уз постепено хлађење сводимо га на , па је: 72°C 12°C 71 5 температура од 7°C је усвојена 1°C 7°C

Са дијаграма

.

- 19 -

Дупликатор за јогурт

- 20 -

За температуру од 50°C узимамо из таблице следеће податке:

Qмлека

Qмлека

Из табеле 14 за .

Ако усвојимо да опада са 110°C на 100°C, онда је:

5 95

- 21 -

0,20

0,60

0,66Pr (bar)V (m3)T (°C)

Радни флуидМлеконалив

0,295

Помоћни флуидВода3,00,05110

105 5 110 100

За израчунавање са мешалицом једначина за израчунавање Nu :

За израчунавање Re се узима пречник мешалице:

αмлека

Након загревања млеко се хлади са 95°C на 42°C, додаје му се млекарска култура и врши се процес ферментације добијање јогурта. Млеко се хлади водом t = 1°C, која се при том загрева до 20°C (усвојено). 95 42 94 22 1 20

Када смо млеко охладили и додали културу, даље хладимо јогурт до 5°C, а вода се загрева до 3°C (усвојено). 42 5 41 2 1 3

- 22 -

Када се ово хлађење млека (јогурта) заврши, онда се приступа паковању јогурта у одговарајућу амбалажу. За израчунавање снаге мешалице која се користи у дупликатору за јогурт узимамо да је:

,

па из дијаграма узимамо да је .

.

- 23 -