Основным процессом при изготовлении кефира является ферментация подготовленного молока ассоциациями молочнокислых бактерий или кефирных грибках — это симбиоз молочнокислых, дрожжей, пропионовокислых и др. (На сегодняшний день еще до конца неизвестно, какие микроорганизмы входят в состав кефирных грибков). Существует два способа изготовления кефира: резервуарный и термостатный. В нашей стране кефир производят резервуарным способом путем пастеризацию, гомогенизации, сепарации, ферментации молочной смеси и охлаждения молочного сгустка. Объектом автоматизации является технологическая линия производства кефира резервуарным способом. При производстве кефира используются следующие виды сырья и материалы:
- молоко коровье цельное по ДСТУ 3662 — 97;
- молоко обезжиренное кислотностью не более 20оТ, полученное из молока коровьего цельного, которое соответствует условиям ДСТУ3662 — 97;
- молоко сгущенное обезжиренное по ТУ 49 — 206 — 95;
- молоко цельное сухое по ГОСТ 4495 — 87;
- молоко сухое обезжиренное по ГОСТ 10970 — 87;
- сливки по ТУ 10.0202789.08 — 89 и ТУ 10.02 — 867 — 90;
- концентрат грибковой закваски по ТУУ 46.39 ГО 278 — 99;
- вода питьевая по ГОСТ 28744 — 82;
На участке, который является объектом автоматизации, осуществляются следующие стадии технологического процесса:
- Приемка сырья, очистки, сепарация;
- Нормализация, гомогенизация, пастеризацию;
- Внесение бакконцентрата;
- Сквашивания и охлаждения продукта;
- Расфасовка, упаковка, маркировка
Свежее молоко поступает в выравнивающего бачке 2 из приемной емкости 1температурою 10оС и далее поступает в пластинчатой пастеризационно — охладительной установки 7 в секции нагрева, в которой оно нагревается до 38оС и поступает в сепаратор — молокоочиститель 3, где очищается от механических примесей. Далее молоко поступает в сепаратор — нормализатора 4 с температурой 37 оС, где выполняется получение продукта с нужным содержанием сухих веществ и жира, что позволяет увеличить срок хранения готового продукта. После этого, молоко под давлением 2 кг/см2 поступает в секции рекуперации пастреизацийно — охладительной установки, где нагревается пастеризованим молоком криз стенки труб до температуры 90 — 93 °С и направляется в гомогенизатора где осуществляется дробление жировых шариков на более мелкие, что приводит к предупреждению отстаивания сыворотки, улучшение качества готовой продукции. С гомогенизатора молоко снова поступает в пастеризационно — охладительной установки в секцию пастеризацию, где оно нагревается горячей водой до температуры 93 оС и затем подается в выдерживатель 6 на 5 — 10 минут для обеззараживания молока. Если молоко не достигло нужного температуры пастеризацию, то оно с помощью автоматического ходового клапана направляется в выравнивающий бачок. Далее молоко поступает в секцию рекуперации, где нагревает новые порции свежего молока для сепарации и в одновременно охлаждаясь. Далее молоко поступает в секцию нагрева, где охлаждается холодной водой до 20 оС. Далее молоко нагревается да температуры сквашивания 23оС острым паром и затем поступает к танку для сквашивания 8. Если молоко не достигло нужной температуры, то оно направляется с помощью автоматического ходового клапана в выравнивающий бачок. На следующем этапе молоко сквашивается закваской, состоящие из штаммов молочнокислых бактерий при температуре 21 — 25 оС. Эта стадия очень важна, потому что в этот период происходит основной процесс — молочнокислое брожение (гетероферментативных), от которого напрямую зависит качество полученного сгустка, т.е. кефира. Важно придерживаться нужных температур и времени брожения, который составляет примерно 8 — 10 часов. После созревания сгустка, его перемешивают и охлаждают путем представлены в рубашку танка ледяной воды до 3 — 10 оС. Затем охлажденный продукт поступающая на фасовку. В таблице приведены Нормы биотехнологического режима производства кефира.
Таблица — Нормы биотехнологического режима производства кефира
| Стадия производства кефира | Оборудование для производства кефира | Технологический параметр | Номинальное значение (0С, МПа, дм3, об/мин., м) | Допустимое отклонение |
|---|---|---|---|---|
| Прийом | Емкость для сырого молока |
уровень |
2,67 |
±0,2 |
| температура | 7 | ±2 | ||
| Очистка | Сепаратор — молокоочиститель |
температура частота вращения барабана |
38 108 |
±2 ±3 |
| Нормализация | Сепаратор — нормализатор |
температура |
37 |
±2 |
| давление на выходе | 2 |
±1 |
||
| расход нормализованного молока | 12,5 | ±1 | ||
| частота вращения барабана | 100 | ±3 | ||
| Гомогенезация | Гомогенезатор |
температура нагревания |
93 |
±2 |
| давление | 15 | ±2 | ||
| Пастеризация | Пастеризационно-охлаждающая установка |
темпераутра горячей воды |
96
|
±2 |
| температура молока в секции нагрева | 23 | ±2 | ||
| температура отработанной горячей воды | 88 | ±3 | ||
| температура ледяной воды | 1 | ±1 | ||
| температура холодной воды | 5 | ±3 | ||
| температура пара | 105 | ±2 | ||
| температура молока при пастеризации | 93 | ±2 | ||
| потери давления | 86 | ±1 | ||
| Сквашивание | Резервуар для сквашивания и заквашивания |
температура заквашивания |
23 |
±2 |
| количество оборотов мешалки | 16 | ±1 | ||
| температура молочного сгустка | 3-10 | ±2 | ||
| температура ледяной воды | 1 | ±1 | ||
| уровень | 2,67 | ±0,2 | ||
| расход закваски | 400 | ±100 | ||
| расход ледяной воды | 20 | ±2 | ||
| Перемешивание и охлаждение | Резервуар для сквашивания и заквашивания или охладитель |
температура молочного сгустка |
3-10 |
±2 |
| температура ледяной воды | 1 | ±1 | ||
| Разлив и упаковка | Холодильные камеры | температура охлаждения | 20 |
±1 |
| Хранение | Потребительская тара | температура хранения | 0-6 | ±1 |