Проект цеху з виробництва казеїну знежиреного (стр. 2 из 6)
Теплова обробка зерна необхідна для обсушки (зневоднювання) зерна і зниження його бактеріального обсіменіння.
Сутність теплової обробки складається в поступовому підвищенні температури сироватки і зерна до 60°С. Тривалість обробки при 60°С до готовності зерна близько 10 хв. В процесі теплової обробки зерно безперервно перемішують. Потім сироватку зливають і приступають до промивання казеїну. В процесі коагуляції казеїну кислою сироваткою тривалість обробки зерна казеїну при 60°С 15 хв.
Оцінку якості зерна здійснюють візуально: при гарній обсушці стиснуте в долоні готове зерно легке розсипається.
Проводять триразове промивання з метою видалення домішок лактози, солей, кислоти і жиру. При коагуляції казеїну кислою сироваткою температура води при першому промиванні 62±1°С, другому 22±2°С, третьому 20°С і нижче.
При коагуляції казеїну соляною і молочною кислотою температура води при першому промиванні 37,5±2,5°С, другому 23,5 ±1,5°С, третьому 20°С і нижче. Тривалість витримки казеїну при кожному промиванні 15…20 хв.
Витрата промивної води складає 25…30% від маси переробленого на казеїн знежиреного молока.
Казеїнове зерно з масовою часткою вологи 80% зневоднюють до 61±1% шляхом пресування або центрифугування.
Пресування казеїну необхідно робити в приміщенні з температурою повітря (16±2)°С.
Дроблення казеїну-сирцю роблять з метою одержання однорідного зерна розміром 4…7 мм у поперечнику. Температура повітря при сушінні казеїну в камерних сушарках на початку процесу 40…45°С, наприкінці 55…60°С. У сушарках тунельного типу відповідно 50…55 і 70…75°С.
У сушарках з вихровим псевдозрідженим шаром температура повітря, що надходить, 120…130°С, а температура повітря, що відходить, 60…70°С. Тривалість сушіння залежить від конструкції сушильного апарата. Масова частка вологи в сухому казеїні не більш 12%.
Пакування і маркування казеїну роблять відповідно до ДСТУ 23651-79 у паперові непросочені мішки з мішками-вкладишами з поліетилену.
Казеїн харчовий зберігають при температурі 0…10°С і відносної вологості повітря не більш 85%.
Однією з найважливіших умов вироблення казеїну високої якості є правильне сепарування молока й одержання обрату з низьким вмістом жиру, оскільки жирність казеїну в значній мірі визначається жирністю вихідного обрату. При вмісті жиру в обраті 0,02…0,03%, що може бути отримане при правильній експлуатації сепараторів, забезпечується одержання казеїну з низьким вмістом жиру (1,0…1,1%). Вміст жиру в обраті 0,05% також забезпечує вироблення казеїну експортних кондицій, тобто з жирністю не більш 1,5%. При жирності обрату вище 0,05% одержання експортного казеїну практично неможливо: жирність в цьому випадку перевищує допустимі норми і ціна на казеїн знижується як мінімум на 10%.
Основні фактори, що впливають на поліпшення ступеня знежирення:
- зниження продуктивності сепаратора на 20…30% проти паспортної;
- підтримка температури сепарування на рівні 40…45°С;
- контроль тиску на виході вершків і знежиреного молока;
- контроль жирності вершків;
- рівномірність подачі молока на сепарування.
Наступний важливий етап - процес коагуляції. Він впливає не тільки на кінцеву якість, але і на економію сировини.
Як відомо, технологія виробництва казеїну-сирцю безперервним способом досить істотно відрізняється від технології виробництва його на устаткуванні безперервної дії. Це розходження полягає насамперед у тому, що тривалість коагуляції і формування згустку в багато разів скорочується в порівнянні з виробленням за традиційною технологією і складає не більш 1,5…2 хвилин. Регулюючи умови проведення цього етапу в потоці, можна одержувати готовий продукт із різними властивостями. Тут, поряд з повнотою демінералізації, глибиною коагуляції, найбільш важливі такі властивості одержуваного казеїнового зерна, як його пружність і міцність, вони є одними з головних показників якості продукту на першій стадії процесу - коагуляції. На цій стадії позначаються такі фактори, як вид і концентрація коагулянту, температура і рн коагуляції, тривалість витримки згустку, швидкість його руху разом із сироваткою, умови формування зерна і спосіб відділення від сироватки.
З урахуванням міжнародної практики і попиту на казеїн на світовому ринку можливе використання як коагулянту при осадженні казеїну в потоці як молочної, так і соляної кислот. Перевага в нашій країні була віддана соляній кислоті, як більш дешевій і менш дефіцитній. Паралельно з кислотою використовується і рідка кисла сироватка, у зв'язку зі сформованими традиційно умовами його використання. З концентрацією коагулянту і його видом зв'язані розміри одержуваного зерна, його структурно-механічні властивості, величина втрат білка в сироватці у вигляді пилу, а також ступінь розведення сироватки, що бажано звести до мінімуму. При використанні концентрації 1,3…1,4Н(1300…1400°Т) виходить зерно з найкращими структурно-механічними властивостями, завдяки яким легко здійснюється наступна обробка казеїну і скорочуються втрати білка.
Оптимальна температура змішування висококонцентрованого коагулянту з вихідною сировиною складає 8…12°С. Вибір температури здійснюється з обліком того, що при виробництві казеїну у великих масштабах ведеться резервування сировини, при цьому фізико-хімічні зміни обумовлюються температурою і тривалістю збереження. При низьких температурах 0…6°С відбуваються глибокі зміни білкової і сольової частини молока, що приводять, зокрема, до порушення стійкості колоїдної системи. Через зазначене вище, а також через те, що у великих масштабах виробництва глибоке охолодження всієї сировини завдає великих витрат холоду, а потім - для підігріву до температури коагуляції значної витрати пари, що перешкоджає максимальній агрегації часток казеїну, інтервал від 0 до 6°С для змішування використовувати небажано.
На стадії змішування коагулянту з вихідною сировиною завершується, так названа "хімічна" фаза коагуляції - придушення буферності молока, зрушення рн до ізоелектричної крапки казеїну, відщіплення кальцію від казеїнат-кальцій-фосфатного комплексу, що при підвищенні температури приводить до моментальної видимої коагуляції казеїну.
Структура згустку, що утворюється, знаходиться в прямій залежності від його активної кислотності (рн) і температури. Найкращі структурно-механічні властивості, менші втрати білка і достатній ступінь демінералізації досягається при рн 4,60…4,50 і температурі 40…48°С. Ці ж умови сприяють і поліпшенню синергетичних властивостей казеїну і максимального ступеня дегідратації, що дає можливість замінити тривалу стадію обсушки зерна, необхідну при традиційному технологічному процесі. При цих же параметрах досягається і більше використання білка і сухих речовин.
Достатній ступінь демінералізації казеїну на лінії при значеннях рн коагуляції, близьких до 4,6 говорить про можливості одержання при цьому продукту з низьким вмістом золи, оскільки зольність його є одним з найважливіших показників якості.
Великий вплив на характеристики одержуваного згустку робить швидкість руху його разом із сироваткою в коагуляторі: зі зниженням швидкості знижуються і втрати білка, особливо - у вигляді пилу.
Таким чином, при коагуляції білків молока в потоці, що рухається, необхідно враховувати також вплив швидкості на процес структуроутворення. Перевищення її оптимального значення викликає руйнування вже сформованого згустку. У зв'язку з зазначеною продуктивністю лінія не повинна перевищувати 4500…5000 л/год по знежиреному молоку.
Після коагуляції і витримки згустку випливають етапи відділення сироватки і промивання зерна з метою максимального видалення небілкових компонентів молока. Для більш повного відділення сироватки і зниження залишкової кількості її, що попадає в промивну воду, необхідно правильно з одночасним відділенням сироватки вести процес поділу згустку на зерна, тобто - здійснювати стадію формування зерна, що сприяє:
- зниженню забруднення промивної води сироваткою, а, отже, і коагулянтом, що утримується в ній;
- більш повному використанню ефекту підкислення промивної води сірчаною кислотою для поліпшення фізичних властивостей згустку.
Промивання проводиться з метою можливо більш повного звільнення казеїну від усіх небілкових компонентів (молочної кислоти, молочного цукру, солей і частково жиру). Промивання відіграє вирішальну роль в одержанні казеїну з низькою кислотністю; у ретельно промитому казеїні нижче кислотність, менше золи, він у меншому ступені піддається псуванню.
Усі наступні за промиванням операції: пресування, дроблення і сушіння повинні безупинно випливати одна за іншою щоб уникнути погіршення якості казеїну (підвищення кислотності, розкладання білка, зміни кольору й ін.).
2.3 Продуктовий розрахунок
Схема напрямку переробки сировини при виробництві сухого казеїну зображена на схемі 2.3.1
Схема 2.3.1 Схема напрямку переробки сировини
Для знаходження кількості знежиреного молока, що йде на виробництво 10000 кг сухого казеїну використовуємо формулу 2.3.1:
де (2.3.1)Кс.к – маса сухого казеїну, 10000 кг;
Км.зн – кількість молока знежиреного, кг;
См.зн – масова частка сухих речовин в знежиреному молоці, 8,6 %;
К’с.р – коефіцієнт використання сухих речовин у виробництві сухого казеїну, 0,268%;
Вс.к – масова частка вологи в сухому казеїні, 10,5%.
За допомогою формули 2.3.1, знаючи кількість готового продукту, а саме сухого казеїну, знаходимо кількість знежиреного молока:
(2.3.2)