Upload
alina-bancila
View
2.609
Download
4
Embed Size (px)
DESCRIPTION
obtinerea branzei proaspete de vaci
Citation preview
Universitatea „ Vasile Alecsandri”, din Bacău
Facultatea de Inginerie
Specializarea: Ingineria Produselor Alimentare
Proiect la „ Tehnologii şi utilaj în industria laptelui”
Temă proiect:
Proiectarea unei secţii de prelucrare a laptelui în vederea obţinerii de brânză
proaspătă de vaci cu un conţinut de grăsime de 25%, cu o capacitate de o tonă pe
lună produs finit
Coordonator: Student:
Asist. Univ. Dr. Ing. , Georgiana
Vasilica Alisa Aruş Grupa:
1031 A
2011-2012
1
Cuprins
Memoriu justificativ
Introducere
Capitolul I. Elemente de inginerie tehnologică
1.1. Caracteristicile materiilor prime şi auxiliare
1.2. Caracteristicile materialelor şi ambalajelor
1.3. Caracteristicile produsului finit
1.4. Analiza factorilor tehnologici
1.5. Variante tehnologice de obţinere a brânzei proaspete de vacă
1.6. Descrierea variantei tehnologice adoptate
1.6.1. Etapele fabricării brânzei proaspete de vaci
1.7. Chimismul proceselor tehnologice
1.8. Bilanţ de materiale, randamente de fabricaţie şi consumuri specifice
1.9. Bilanţ termic
Capitolul II. Subprodusele de fabricaţie
Capitolul III. Concluzii
Anexe
Bibliografie
3
4
5
5
7
8
9
11
12
13
17
19
27
29
30
31
32
2
Memoriu justificativ
Pe parcursul evoluţiei sale istorice, omul a dezvoltat multe tehnologii de
prelucrare a alimentelor existente în natură, datorită modificărilor nutriţionale suferite. Pe
lângă dezvoltarea de tehnologii de prelucrare a alimentelor, el a reuşit să îmbunătăţească
şi chiar să perfecţioneze aceste tehnologii pentru a obţine produse superioare din punct de
vedere calitativ.
Prezentul proiect descrie modalitatea de obţinere a brânzei proaspete de vaci.
Brânza proaspătă de vaci se clasifică în mai multe tipuri, în funcţie de grăsime.
Aceasta poate fi grasă (peste 40% grăsime), semigrasă (cel puţin 20 % grăsime) şi slabă
(cu maxim 20% grăsime).
Produsul finit poate fi obţinut prin mai multe metode: metoda clasică, metoda
mecanizat cu separator de coagul şi procedeul mecanizat în vana Schullenburg.
În aceast proiect, pentru a ajunge la produsul finit brânză proaspătă de vaci cu
25% grăsime, am ales ca metodă de obţinere, procedeul mecanizat cu separator de
coagul.
3
Introducere
Brânzeturile sunt produse lactate importante în alimentaţia omului. Ele conţin o
serie de elemente cu valoare nutritivă ridicată de care organismul are nevoie: substanţe
proteice (componente de bază), grăsime, săruri minerale, vitamine, etc.
Imediat după preparare, componenţa chimică a brânzeturilor este apropiată de cea
a materiei prime din care au provenit (lapte + smântână).
Din punct de vedere energetic şi datorită aportului caloric, brânzeturile sunt
importante în dieta zilnică.
Brânzeturile se fabrică într-o gamă largă de sortimente: în funcţie de materia
primă utilizată sau în funţie de procedeul de obţinere adoptat.
La nivel industrial, brânzeturile se obţin în fabrici moderne, dotate cu instalţii şi
utilaje care asigură aplicarea tehnologiei de fabricaţie specifică fiecărui sortiment.
Unele produse se pot obţine şi la nivel casnic, în gospodării, ca de exemplu:
brânza de vacă, brânza telemea, caşul, etc. Pentru obţinerea unor produse de calitate este
necesar să se respecte anumite reguli în procesul de fabricare.
4
Capitolul I. Elemente de inginerie tehnologică
1.7. Caracteristicile materiilor prime şi auxiliare
Materia primă folosită la obţinerea brânzei proaspete de vaci este laptele de vacă,
pasteurizat, normalizat şi răcit la 23-28ºC.
În gospodăriile din mediul rural, se foloseşte laptele crud, proaspăt muls. Primele
aspecte privind calitatea materiei prime folosite la obţinerea brânzei proaspete sunt:
Să fie natural, să provină de la animale sănătoase, să aibă culoarea, gustul şi
mirosul caracteristice;
Să fie proaspăt muls, curat, să aibă aciditate normală (să nu fie acru);
Să nu se folosească în procesul de producţie colostrul.
Pentru a realiza un produs de calitate, laptele care urmează a fi prelucrat trebuie să
îndeplinească o serie de condiţii organoleptice, fizico-chimice şi microbiologice.
Proprietăţile organoleptice se referă la aspect, consistenţă, culoare, miros, gust,
permit aprecierea calităţii laptelui pentru consumul direct, alegerea căii de valorificare
ulterioară printr-un procedeu tehnologic, depistarea falsurilor, prevenirea sau remedierea
eventualelor surse de alterare.
Aspectul: se consideră un lapte normal cel care are un aspect fizic macroscopic
omogen, o uşoară opalescenţă la întinderea unei picături de lapte sub formă de
film.
Consistenţa: un lapte normal de calitate prezintă o fluiditate caracteristică, nefiind
nici prea vâscos, nici prea fluid sau prea mucilaginos.
Culoarea: laptele de vacă are culoare alb mată, cu nuanţe discrete specifice
animalului de la care provine. Nuanţa este determinată de cantitatea şi
granulometria grăsimilor şi de prezenţa pigmenţilor: caroten şi clorofilă
Mirosul: agreabil, specific, în funcţie de specia animalului de la care provine.
Gustul: plăcut, caracteristic, uşor dulceag.
Gradul de impuritate: cantitatea de impurităţi solide pe unitate de volum de lapte,
numărul de microorganisme pe unitate de volum de lapte. În funcţie de gradul de
impuritate, deosebim trei clase de calitate: calitatea I cu maxim 0,2 mg/L
5
impurităţi, calitatea a II a cu valori cuprinse între 0,2-0,5 mg/l şi calitatea a III a
cu minim 0,5 mg/l impurităţi.
Caracteristici fizico-chimice:
Densitatea laptelui: este criteriul de bază în aprecierea comercială a laptelui. În
general, densitatea relativă este de 1027-1034 kg/m3, iar densitatea medie este de
1030 kg/m3 la laptele de vacă.
Conţinutul de grăsime: pentru brânza proaspătă de vaci se foloseşte lapte cu 5%
grăsime.
Aciditatea: poate fi exprimată în valori titrabile sau în valori de pH. Laptele
proaspăt are caracter amfoter, uşor acid. pH-ul are valori cuprinse între 6,3-6,5.
Aciditatea totală este de 16-18ºT, dar la recepţie se cer valori de 19-24ºT. Pentru
brânzeturi se foloseşte laptele cu aciditate mai mare de 20ºT.
Punctul de congelare: oferă criterii de apreciere a integrităţii laptelui, deoarece
punctul crioscopic la lapte este de -0,555ºC şi acesta tinde spre 0ºC atunci când
laptele este falsificat cu apă.
Punctul de fierbere: reprezintă un indiciu de falsificare a laptelui având în vedere
oscilaţiile punctului de fierbere sub sau peste 100,5ºC la presiune normală.
De asemenea pentru depistarea falsificării laptelui cu apă se mai fac determinări
privind conductibilitatea electrică, tensiunea superficială şi vâscozitatea.
Căldura specifică: pentru laptele normal aceasta ia valori cuprinse între 0,92-0,94
cal/g∙K.
Conductibilitatea electrică: se referă la rezistenţa pe care o manifestă laptele la
trecerea unui curent electric. Valorile acestei mărimi sunt de 175-200 Ω.
Indicele de refracţie: 38-40ºZeiss.
Tensiunea superficială: cu cât tensiunea superficială este mai mare, cu atât
capacitatea de udare a laptelui este mai mică. Pentru laptele normal, tensiunea
superficială este de 52-54 dyne/cm2.
Vâscozitatea laptelui: laptele este de circa două ori mai vâscos decât apa, iar
ridicarea temperaturii sau diluarea laptelui cu apă reduce valoarea acestui
parametru.
6
Proprietăţi microbiologice: parametrii microbiologici şi toxicologici (metale
grele, reziduuri chimice) trebuie să se încadreze în limitele maxime admise stabilite prin
legislaţia sanitară şi sanitar veterinară în vigoare. Laptele proaspăt muls este un mediu
favorabil dezvoltării microorganismelor ce pot fi intrinseci (microflora esnţială: bacterii
utile precum bacteriile lactice) sau extrinseci (microflora de infecţie: bacterii dăunătoare).
Pe lângă bacterii mai întâlnim şi drojdii, mucegaiuri şi bacteriofagi.
La fabricarea brânzei proaspete de vaci, laptele integral se normalizează prin
adăugare de smântână, iar după pasteurizarea laptelui se adaugă culturi lactice şi clorură
de calciu.
Acestea sunt considerate materii auxiliare la obţinerea brânzei proaspete de vaci.
Bacteriile lactice se introduc în procesul tehnologic sub formă de maia de bacterii
lactice acidifiante şi aromatizante (Streptococcus lactis, Streptococcus diacetilactis).
Smăntâna joacă un rol important pentru obţinerea brânzei proaspete de vaci cu
25% grăsime, deoarece normalizează laptele integral la un conţinut de 5% grăsime, dorit
pentru fabricarea brânzei semigrase.
1.8. Caracteristicile materialelor şi ambalajelor
Brânza proaspătă de vacă se ambalează în conformitate cu reglementările sanitar
veterinare. Prin ambalare se previne contactul cu mediul înconjurător (aer, lumină,
umiditate), deshidratarea (uscarea) şi infectarea cu microorganisme (drojdii, mucegaiuri)
Ambalajele se folosesc în funcţie de sortimentul de brânză. Cele mai frecvent
utilizate sunt:
Hârtia imitaţie de pergament prezintă avantajul că este mai rezistentă şi nu se
înmoaie când se umezeşte. Se utilizează pentru păstrarea pe scurtă durată.
Folia de aluminiu este superioară din punct de vedere calitativ. Este impermeabilă
la vaporii de apă, prin folosirea ei se evită deshidratarea produsului.
Ambalaje de sticlă: borcane acoperite cu celofan umezit.
7
Materiale plastice, folosite din ce în ce mai mult datorită rezistenţei mecanice şi
permeabilităţii diferenţiate faţă de vapori şi gaze.
Pungi din material plastic, pentru brânza telemea maturată, fără saramură.
1.9. Caracteristicile produsului finit
Brânzeturile sunt produse nefermentate sau fermentate, alcătuite în principal din
cazeină, care formează matricea proteică în care este înglobată grăsimea, cantităţi
variabile de lactoză, săruri minerale, vitamine.
Gama sortimentală de brânzeturi este foarte mare, diferitele sortimente
deosebindu-se între ele prin materia primă folosită şi prin procesul tehnologic care
determină caracteristicile senzoriale, fizico-chimice şi microbiologice.
Din punct de vedere organoleptic, brânza trebuie să prezinte următoarele
caracteristici:
Aspect: pastă omogenă, curată, fără eliminare de zer.
Consistenţă: pastă fină, cremoasă, nesfărâmicioasă. Se admite consistenţă slab
grunjoasă la brânza semigrasă şi slabă.
Culoare: albă până la alb-gălbuie, uniformă în toată masa
Miros: plăcut, de fermentaţie lactică, fără miros străin
Gust: plăcut, de fermentaţie lactică, fără gust străin (acru, amar, de mucegai, de
afumat, de drojdii, etc.)
Proprietăţile fizico-chimice pe care trebuie să la îndeplinească brânza sunt:
Grăsime raportată la substanţa uscată, minimum %: pentru brânza foarte grasă 50,
pentru brânza grasă 27, pentru brânza semigrasă 20, pentru brânza slabă 5.
Substanţă uscată, minimum %: pentru brânza foarte grasă 40, pentru cea grasă 30,
semigrasă 20, pentru brânza slabă 20
Substanţe proteice, minimum %: brânză foarte grasă-14, grasă-15, semigrasă-
15.5, slabă-17.
8
Aciditatea, ºT, maximum: brânză foarte grasă-190, grasă-190, semigrasă-200,
slabă-210. aciditatea brânzei proaspete comerciale poate fi cu mai mare cu maxim
10ºT.
Temperatura la livrare este de maximum 8ºC indiferent de tipul de brânză.
Din punct de vedere microbiologic, în brânza proaspătă de vacă se găsesc:
bacteriile lactice provenite din microflora esenţială a laptelui, enzime coagulante,
germeni, celule somatice şi Stafilococus Aureus.
Brânza proaspătă de vacă cu un conţinut de 25% grăsime (raportat la substanţa
uscată) face parte din categoria brânzeturilor semigrase.
1.4. Analiza factorilor tehnologici care influenţează realizarea producţiei şi
calitatea produsului finit
Obţinerea unor produse de calitate superioară, uniformă şi constantă, este
asigurată prin urmurirea desfăşurării procesului tehnologic în timpul fabricării
brânzeturilor, cu respectarea parametrilor recomandaţi.Este necesar la obţinerea
diferitelor şarje de brânzeturi să se determine principalii parametrii ai procesului de
fabricaţie care se înscriu într-o fişă tehnologică.Astfel există posibilitatea de a se face o
analiză a modului cum s-a desfăşurat procesul de fabricaţie, fie pentru a lua unele măsuri,
preântâmpinând apariţia unor defecte, fie pentru a putea interpreta cauzele apariţiei
acestor defecte. Fişele tehnologice pot fi detaliate sau simplificate, cuprinzând numai
principalii parametri ai procesului de fabricaţie. Aceste fişe tehnologice au o importanţă
deosebită în special la fabricarea brânzeturilor semitari, pentru că la acest tip de
brânzeturi pot să apară defecte de desen, de consistenţă şi balonare.
Pentru aprecierea calităţii brânzeturilor se efectuează o serie de determinări, care
permit să se stabilească dacă produsul respectiv se încadrează în prevederile standardelor
sau specificaţiilor technice şi dacă acestea pot fi date în consum. Controlul constă din:
1.verificarea ambalării şi marcării
2.examenul organoleptic
3.analiza chimică şi microbiologică
9
1. Verificarea ambalării şi marcării: Controlul calitativ începe prin verificarea
ambalării, marcării, şi aspectului exterior al brănzeturilor, asupra unui număr de ambalaje
sau bucăţi stabilite prin standarde, în funcţie de mărimea lotului analizat şi caracteristicile
produsului.
2. Examenul organoleptic: Caracteristicile organoleptice ale produsului se
determină conform instrucţiunilor prevăzute în standarde, după ce probele de examinat se
aduc la temperatura de 15...20°C. Examenul organoleptic se efectuează în ordinea
următoare: aspect exterior şi interior, culoare, consistenţă, miros şi gust.
Aspectul exterior: se observă dacă forma este reglementară sau prezintă bombări;
starea cojii (prezenţa crăpăturilor, a mucegaiului). În cazul bucăţilor parafinate, se
controlează uniformitatea şi integritatea stratului de parafină.
Aspectul în secţiune: se examinează într-o secţiune proaspăt făcută, prezenţa
impurităţilor, dacă pasta este omogenă, stratificată, buretoasă etc. În cazul brânzeturilor
tari cu desen caracteristic, se examinează prezenţa, forma şi repartiţia ochiurilor de
fermentare.
Culoarea: se examinează atât la exterior, cât şi în secţiune, observând nuanţa şi
uniformitatea ei.
Consistenţa pastei: se apreciază în momentul tăierii, prin gustare. Se apreciază în
primul rând dacă este omogenă şi, în funcţie de sortiment, caracteristicile: moale,
onctuasă, tare, cauciucoasă, sfărâmicioasă, nisipoasă.
Mirosul şi gustul: se analizează aroma produsului şi se degustă. Se apreciază dacă
gustul este specific şi aroma expresivă, caracteristice produsului respectiv. Se constată
prezenţa unor mirosuri şi gusturi străine (acru, amar,rânced, de nutreţ, drojdii, mucegai)
3. Recoltarea probelor şi pregătirea probelor pentru analiză: Pentru analiza de
laborator, este necesară recoltarea unei probe medii de circa 200 g produs. În cazul
brânzeturilor cu consistenţă moale, se ia probe din cel puţin trei locuri diferite ale masei
de brânză, se taie bucăţi subţiri pe toată grosimea bucăţii. Penru celelalte brânzeturi, în
special de format mare, mostrele se iau cu ajutorul unei sonde metalice, din diferite
straturi. Probele recoltate se păstrează în vase de sticlă bine închise. Înainte de analiză
proba se mărunţeşte şi se mojarează pentru omogenizare.
10
A. Determinarea conţinutului de apă: Umiditatea brânzeturilor poate fi
determinată prin: metoda uscării în parafină, metoda uscării în etuvă.
B. Determinarea conţinutului de grăsime: Conţinutul de grăsime din brânză se
determină prin metoda acid-butirometrică, ca şi în cazul analizei laptelui. Se foloseşte
însă un butirometru special Van Gulik.
Determinarea acidităţii: Aciditatea este o caracteristică importantă a produsului
finit, în special la brinzeturile proaspete. De asemenea controlul acidităţii se efectueză şi
în cursul procesului de fabricaţie, pentru a se urmări modul de desfăşurare a acestuia.
Aciditatea se poate determină prin titrare sau prin determinarea pH-ului (cu ajutorul
indicatoarelor sau cu pH-metru).
1.5. Variante tehnologice de obţinere a brânzei proaspete de vacă
Pentru fabricarea brânzei proaspete, în funcţie de prelucrarea coagului se întâlnesc
următoarele procedee: cel clasic (la vane şi cazane nemecanizate) şi cele mecanizate.
Procedeul de fabricaţie clasic: laptele de vacă se normalizează la conţinutul de
grăsime conform normelor în vigoare, în funcţie de sortimentul de brânză prospătă de
vaci ce trebuie fabricat.
Pasteurizarea laptelui se poate realiza în cazane sau în vane cu pereţi dubli, la
temperatura de 63-65ºC, timp de 30 minute, fie în instalaţiile de pasteurizare cu plăci la
temperatura de 71-73ºC, timp de 20-30 secunde.
Procedeul de fabricaţie mecanizat în vana Schullenburg: pentru mecanizarea
procesului de fabricare a brânzei, mai ales a fazei de scurgere a zerului, se foloseşte vana
mecanizată de tip Schullenburg.
Această vană este compusă din vana de coagulare propriu-zisă (fixă) şi bazin-
presă cu site (mobil) pentru zer, acţionat hidraulic, cu funcţionare automată.
Procedeul de fabricaţie mecanizat cu separator de coagul: cu ajutorul
separatorului centrifugal se realizează o separare continuă a zerului din masa de coagul.
Aceste instalaţii au o capacitate de producţie mare, asigură igienă perfectă întregului
proces, însă cu acest separator se poate obţine doar brânza dietetică din lapte smântânit
(Dâmboviţa).
11
Schema bloc a variantei tehnologice adoptate
smântână
Culturi lactice
Enzimă coagulantă
Zer
Zer
Fig. 1. Procesul de obţinere a brânzei proaspete de vacă
12
Pasteurizarea laptelui
Racirea laptelui
Pregătirea laptelui pentru închegare
Închegarea laptelui
Scoaterea coagului din vană
Pastificarea şi răcirea brânzei
Ambalarea brânzei
Clorură de calciu
Depozitarea brânzei
Recepţia laptelui
Filtrarea laptelui
Normalizarea laptelui
Prelucrarea coagului
1.6.2. Etapele fabricării brânzei proaspete de vaci
1. Recepţia calitativă
Este o importantă operaţiune a procesului tehnologic ce trebuie executată cu
multă atenţie. Aceasta constă în determinarea parametrilor calitativi prevăzuţi în STAS în
normele igienico sanitare:
proprietăţi organoleptice: aspect, consistenţă, culoare, miros, şi gust.
proprietăţi fizice şi chimice: aciditate, densitate, conţinut de grasime, substanţă
uscată, titru proteic, gradul de impurificare şi temperatura.
proprietăţi biochimice: proba reductazei.
parametrii microbiologici: numărul total de germeni, numărul celulelor somatice
şi Stafilococus Aureus.
La secţiile de fabricare a brânzeturilor este indicat ca aceste determinări să fie
completate periodic cu proba coagulării laptelui care oferă indicaţii preţioase, în baza
cărora se pot face aprecieri privind comportarea laptelui la închegare.
2. Recepţia cantitativă
Este operaţiunea prin care se stabileşte cantitatea de lapte recepţionat de către
secţia de fabricaţie şi se face volumetric prin măsurarea întregii cantităţi, care apoi se
exprimă în litri. Modul în care se efectuează măsurarea sau cântărirea diferă în funcţie de
dotarea secţiei şi de tipul ambalajelor în care este transportat laptele.
3. Filtrarea şi curăţirea laptelui
Cu toate măsurile ce se iau, în lapte pătrund pe căi diferite, destul de multe
impurităţi formate din particule de praf, păr de animale, murdărie din grajd, resturi de
nutreţ, nisip, care trebuiesc îndepărtate înaintea trecerii laptelui la prelucrare, operaţiune
ce se face prin filtrare şi prin curăţirea cu curăţitoare centrifugale. Cea mai simplă metodă
de filtarare constă în trecerea laptelui prin mai multe straturi de tifon (4-6 straturi),
13
operaţiune ce poate fi făcută în mai multe locuri ale traseului tehnologic înaintea
pasteurizării, cum ar fi: la umplerea cilindrului de măsurare, la golirea laptelui în bazinul
de recepţie, la golirea în vanele de prelucrare. Un sistem de filtrare mai perfecţionat
constă în utilizarea filtrelor cu material filtrant executat dintr-o ţesătură metalică specială
din inox. Acestea asigură filtrarea laptelui în flux continuu şi au construcţie simplă, fiind
uşor de demontat pentru spălare şi curăţire.
4. Normalizarea laptelui
În funcţie de conţinutul de grăsime, brânza proaspătă de vacă se clasifică în patru
tipuri: foarte grasă, grasă, semigrasă, şi slabă. Toate produsele lactate ce se fabrică
trebuie să aibă conţinutul de grăsime conform standardelor în vigoare. Dintre aceste
sortimente cele mai fabricate şi solicitate de consumatori sunt: branza grasă, cu min. 27%
grăsime raportată la substanţa uscată şi branza slabă, cu max. 20 % grăsime raportată la
substanţa uscată, iar pentru obţinerea acestora, laptele se normalizează la conţinutul de
grăsime.
5. Pasteurizarea laptelui
Este importantă pentru că asigură distrugerea bacteriilor patogene permite
uniformizarea calităţii culturilor pure de bacterii lactice şi a altor culturi în vederea
dirijării procesului de maturare, îmbogăţeşte consumul specific datorită reţinerii în brânză
a unei părţi din proteinele serice (lactalbumina si lactoglobulina). Pasteurizarea laptelui
destinat fabricării brânzeturilor proaspete se face în funcţie de utilajul existent în fabrică
şi anume la temperatura 63-65ºC,, în vană cu pereţi dubli timp de 20-30 minute, pentru
asigurarea calităţii din punct de vedere microbiologic.
14
6. Răcirea laptelui
După pasteurizare laptele este răcit la temperatura de închegare, cuprinsă între 22-
25ºC, ce variază în funcţie de anotimp şi de temperatura din interiorul secţiei de
fabricaţie.
7. Pregătirea laptelui pentru coagulare
După pasteurizare laptele se răceşte la temperatura de 22-25ºC. Temperatura de
coagulare se alege între aceste limite, în funcţie de sortimentul care se fabrică, precum şi
de utilajele în care se face prelucrarea laptelui, adică de posibilităţile de menţinere a
temperaturii în timpul procesului de maturare şi coagulare a laptelui. În laptele
pasteurizat şi răcit la temperatura de coagulare, se adaugă maiaua de bacterii lactice
acidifiante şi aromatizante 1-1,5%, de la caz la caz se adaugă clorura de calciu 10-15g la
100 l lapte pentru restabilirea echilibrului de ion de calciu solubil.
8. Închegarea laptelui
Se realizează, de regulă cu ajutorul enzimelor coagulante de origine animală
(cheag, pepsină) sau microbiene (enzime coagulante de origine microbiană).
Pentru coagularea a 10 kg lapte se foloseşte 1 g de cheag lichid. Închegarea se
face timp de 40 min, la o temperatură de 35ºC.
Cantitatea de cheag necesară coagulării se stabileşte după formula:
C = L * S / 600 * t
unde:
C = cantitatea necesară de soluţie de cheag, în l;
L = cantitatea de lapte care trebuie închegată, în l;
S = timpul în care a avut loc coagularea probei, în s;
t = timpul în care va trebui să coaguleze.
15
9. Prelucrarea coagulului
Prelucrarea coagulului constă dintr-o mărunţire fină cu ajutorul agitatoarelor
vanei, iar coagulul fluidificat urmează a fi trecut în separator şi astfel se elimină zerul.
10. Scoaterea coagulului din vană
Se realizează prin trecerea masei de coagul fluidificat în separatorul de coagul cu
ajutorul unei pompe cu debit continuu. Se recomandă utilizarea pompelor cu paleţi.
Între pompă şi separator se intercalează o sită pentru a opri intrarea impurităţilor
mecanice mai mari care ar putea înfunda orificiile de la partea inferioară a tobei. Imediat
după filtru este montat un regulator de presiune, cu care se reglează debitul, şi un vizor
pentru controlul alimentării separatorului cu coagul.
Toba se aseamană din punct de vedere constuctiv cu cea a unui separator-
curăţitor. Talerele au găuri prin care se ridică coagulul la exterior, intervalele dintre talere
sunt orientate de la exterior la interior. Toba separatorului de coagul, în comparaţie cu
tobele obişnuite, are prevăzute spaţii în care se depun impurităţile (nămolul de
separator).
În tobă are loc separarea coagulului de zer. Coagulul scurs, fiind mai greu,
pătrunde prin nişte orificii situate la circumferinţa exterioară a tobei, se loveşte de
peretele vertical şi cade într-un jgheab colector dispus în jurul tobei. De aici brânza este
împinsă prin intermediul unor raclete rotative în pâlnia colectoare, de unde cu ajutorul
unei pompe este trimisă direct la maşina de pastificat şi răcit.
11. Pastificarea şi răcirea brânzei
Brânza proaspătă presată în mod corespunzător, este trecută cât mai repede la
maşina de pastificat, unde este răcită la temperatura de 6...10ºC, prevenindu-se astfel
creşterea acidităţii.
Maşina de pastificat utilizată este formată dintr-un corp cilindric cu pereţi dubli,
prin care circulă agentul de răcire (apă cu gheaţă cu temperatura de 0-1ºC), iar în
16
interiorul cilindrului este prevăzut cu un şnec de o construcţie specială, cu nervuri, ce se
roteşte acţionat de electromotorul cu reductor.Brânza proaspătă introdusă în pâlnia de
alimentare este împinsă continuu de către şnec spre orificiul de evacuare, prevăzut cu o
sită fină, prin care trece brânza şi de unde este introdusă în bidoane sau cărucioare pentru
a fi ambalată în ambalaje mici.
12. Ambalarea brânzei
În funcţie de destinaţie brănza de vaci poate fi ambalată în :
ambalaje mari (de transport): bidoane de aluminiu sau material plastic de 10-
15kg pentru produsul destinat consumurilor colective, pentru preparate culinare
sau de patiserie;
ambalaje mici (de desfacere): pachete de formă paralelipipedică din folie
metalizată, pungi, pahare sau caserole din material plastic cu greutatea de 0,200-
0,500kg, pentru desfacerea în reţeaua comercială.
13. Depozitarea brânzei
Brânza proaspătă de vacă ambalată în ambalaje mari (bidoane de 10-15kg) sau în
ambalaje mici (pachete din folie metalizată, pahare sau caserole din material plastic
aşezate în navete de pvc) se depozitează în camere frigorifice curate, dezinfectate, bine
aerisite, fără mirosuri străine, la temperatură maximă de 8 grade şi umiditatea relativă a
aerului de 80-85%.
1.7. Chimismul proceselor tehnologice
În procesul de coagulare cazeina şi cele trei forme ale ei, (α, β, γ) în prezenţa
căldurii şi a unor enzime din cheag precipită sub forme diferite. Formele α şi β precipită,
obţinându-se aşa numitul coagul de brânză. Pentru ca procesul de coagulare a cazeinei să
aibă loc, trebuie ca cele două variante α şi β să se afle într-o proporţie de peste 90%.
17
Există o a patra variantă denumită K-cazeină, care constă într-un complex de
interfaţă pentru celelalte trei forme structurale. K-cazeina este alcătuită, printre altele, de
galactoză galactozamină, motiv pentru care este denumită glicoproteină, caracterizată
printr-o mare solubilitate a ionilor de calciu. Cazeina K este un substrat specific al
chimozinei din cheag şi coagulează sub formă de para-K-cazeină.
Coagularea reprezintă înainte de toate un proces chimic.
COO COOH
Cazeina Can + 2nHCl Cazeina +NcaCl2
COO COOH
Cazeină + enzimă coagulantă paracazeină
+ Săruri de calciu
Paracazeinat de calciu
18
1.8. Bilanţ de materiale
1. Depozitarea:
BA
BE
(BM): GmBA = GmBD
BA = BD = 1000 kg/lună = 1,89 kg/h
Unde:
BA = Brânză ambalată;
Bd = Brânză depozitată
2. Ambalarea:
Bpr
BA P1 = 0,01%(BM): GmBpr = GmBA + P1
Bpr = 1.89 + 0.0001 · Bpr
Bpr = 1.89 / (1 – 0.0001)
19
Depozitare
Ambalare
Bpr = 1,8902 kg/h
P1 = 0,0001 · 1,8902
P1 = 0,0002 kg/h
Unde:
Bpr = brânză pastificată şi răcită;
BA = brânză ambalată;
P1 = pierderi la ambalare
3. Pastificarea şi răcirea:
Cp
Bpr P2
(BM): GmCp = GmBpr + P2
Cp = Bpr + 0.004 · Cp
Cp = Bpr / (1 – 0.004)
Cp = 1,8902/0,996
Cp = 1,8977 kg/h
P2 = 0,004 · 1,8977
P2 = 0,0076 kg/h
Unde:
Cp = coagul presat;
Bpr = brânză pastificată şi răcită;
P2 = pierderi la pastificare şi răcire.
20
Pastif. şi răcire
4. Scoaterea coagului din vană
Cpr
Cp Z1 P3
(BM): GmCpr = GmCp + GmZ1 + P1
GmZ = (µL - µB)
Z = 88-80 = 8%, de unde:
2% din zer se pierde la prelucrarea coagului;
6% se pierde la scoaterea coagului din vană.
Cpr = Cp + 0,06 · Cpr + 0,015 · Cpr
Cpr = Cp / (1 – 0,06 – 0,015)
Cpr = 1,8977 / 0,925
Cpr = 2,0516 kg/h
Z1 = 0,06 · 2,0516 = 0,1231 kg/h
P3 = 0,015 · 2,0516 = 0,0308 kg/h
Unde:
Cpr = coagul prelucrat;
Cp = coagul presat;
Z1 = zer;
P3 = pierderi la scoaterea coagului din vană.
21
Scoaterea coagului
5. Prelucrarea coagului:
Lî
Cpr Z2 P4
(BM): GmLî = GmCpr + GmZ2 + GmP4
Lî = Cpr + 0,02 · Lî + 0,001 · Lî
Lî = Cpr / (1 – 0,02 – 0,001)
Lî = 2,0516 / 0,979
Lî = 2,0956 kg/h
Z2 = 0,02 · 2,0956
Z2 = 0,0419 kg/h
P4 = 0,001 · 2,0956
P4 = 0,0021 kg/h
6. Închegarea laptelui
Lîns E
Lî P5
(BM): GmLîns + GmE = GmLî + GmP4
Lîns + 0,015 · Lîns = Lî + 0,01 · ( Lîns + E )
Lîns = Lî / (1 + 0,0015 - 0.01 – 0.00015)
Lîns = 2,0956 / 1,0049
22
Prelucrarea coagul
Închegarea
Lîns = 2,0854 kg/h
E = 0,015 · 2,0854
E = 0,0313 kg/h
P5 = 0,01 · ( 2,0854 + 0,0313 )
P5 = 0,0211 kg/h
Unde:
Lîns = lapte însămânţat;
Lî = lapte închegat;
E = enzime coagulante;
P5 = pierderi la închegarea laptelui.
7. Pregătirea laptelui pentru închegare
Lr CaCl2 C.L.
Lîns P6
(BM): GmLr + GmCaCl2 + GmC.L. = GmLîns + GmP6
Lr + 0,00015 · Lr + 0,015 · Lr = Lîns + 0.0001 (Lr + 0.00015 · Lr + 0,015 · Lr)
Lr = Lîns / (1 + 0,00015 + 0,015 – 0,001 – 0,00000015 – 0,000015)
Lr = 2,0854 / 1,0141 = 2,0564 kg/h
CaCl2 = 0,00015 · 2,0564 = 0,0003 kg/h
C.L. = 0,015 · 2,0564 = 0,0308 kg/h
P6 = 0,001 · (2,0564 · 0,0003 · 0,0308) = 0,001 · 2,0875 = 0,0021 kg/h
23
Pregătirea laptelui pentru închegare
8. Răcirea:
Lp
Lr
(BM): Lp = Lr = 2,0564 kg/h
9. Pasteurizarea:
LN
LP P7
(BM): GmLn = GmLp + P7
LN = LP + 0,004 · LN
LN = LP / (1 – 0.004)
LN = 2.0564 / 0.996 = 2,0647 kg/h
P7 = 0.004 · 2.0564 = 0,0083 kg/h
10. Normalizarea:
LF SLN
(BM): GmLf + GmS = GmLn
Pentru obţinerea brânzei proaspete de vaci cu 25% grăsime se foloseşte un lapte
de 5% grăsime. Se ajunge la acest procentaj de la un lapte integral de 3,2% grâsime,
adăugând smântână cu 12% grăsime.
Pentru aflarea cantităţii de lapte şi a cantităţii de smântână utilizate la normalizare
se foloseşte metoda: pătratul lui Pearson.
24
Răcirea
Pasteurizare
Normalizare
3,2 7
12 1,8
Astfel, pentru fiecare 7 părţi de LF cu 3,2% grăsime se adaugă 1,8 părţi de
smântână cu 12% grăsime.
8,8................7
2,0647..........x
X = (2,0647 · 6) / 8,8 = 1,6424 kg/h Lf
S = LN – LF
S = 2.0647 – 1.6424 = 0,4223 kg/h
11. Filtrarea:
Lr
LF P8
(BM): GmLr = GmLf + GmP8
Lr = LF + P8
Lr = LF + 0,001 · Lr
Lr = LF / (1 – 0,001)
Lr = 1,6424 / 0,999 = 1,644 kg/h
P8 = 0,001 · 1,644 = 0,0016 kg/h
12. Recepţia:
LI
Lr
25
5
Filtrare
Recepţia
(BM): GmLi = GmLr
LI = Lr = 1,644 kg/h
Consumuri specifice şi randamente de fabricaţie:
1. Randament de fabricaţie
η = (cantitatea de produs finit / cantitatea de materie primă) · 100
η = [cantitatea de brânză / (cantitatea de LI + cantitatea de S)] · 100
η = [1,89 / (1,644 + 0,4223)] · 100
η = 91,47%
2. Consumuri specifice
Csp = cantitatea de materie primă / cantitatea de produs finit
Csp(Li) = 1,644 / 1,89 = 0,86
Csp(S) = 0,4223 / 1,89 = 0,22
Csp(CL) = 0,0308 / 1,89 = 0,016
Csp(CaCl2) = 0,0003 / 1,89 = 0,00016
Csp(E) = 0,0313 / 1,89 = 0,017
1.9. Bilanţ termic
1. Pasteurizare:
26
LN20ºC
Ab80ºC Ab70ºC
LN63ºC
GmAb = GmLn · (rLn / rAb)
rAb 80ºC = 2310 kj/kg
rAb 70ºC = 2333 kj/kg
rAb = (2310 + 2333) / 2 = 2321,5 kj/kg
rLn 20ºC = 2453 kj/kg
rLn 63ºC = 2310 kj/kg
rLn = (2453 + 2310) / 2 = 2381,5 kj/kg
Ab = 2.0647 · (2381.5 / 2321.5)
Ab = 2.12 kg/h
2. Răcirea
LP63ºC
Ar20ºC Aru
30ºC
Lr20ºC
27
Pasteurizare
Racire
GmAr = GmLn · (rL / Cpmed · ΔT)
Cpmed = 4190 kj/kg · K
ΔT = 30ºC – 10ºC = 20ºC
ΔT = 303.15 K + 283.15 K = 20 K
Ar = 2.0564 · (2381.5 / 4190 · 20)
Ar = 0.058 kg/h
Capitolul II. Subprodusele de fabricaţie şi posibilităţi de valorificare, reciclare,
depoluare a mediului
Subprodusul obţinut la fabricarea brânzei proaspete de vaci este zerul.
Acesta are în componenţa sa substanţe valoroase din substanţa uscată a laptelui,
precum: cazeină, lactoză, vitamine şi microelemente.
Având în vedere compoziţia în substanţe nutritive, vitamine şi săruri minerale, se
apreciază că valoarea alimentară a 3 kg de zer este echivalentă cu cea a unui kg de lapte,
valoarea energetică fiind de 795 – 1046kJ/kg, în funcţie de conţinutul în lactoză (Zalasko,
M.V., 1990).
Deversarea lui poluează mediul natural, consumul biologic de oxigen (CBO) fiind
50 g/l la zer în comparaţie cu aproximativ 0,3 g/l al apelor reziduale evacuate de centrele
urbane.
28
Utilizarea zerului pentru irigarea terenurilor duce, în timp, la o mineralizare
excesivă, iar ca hrană pentru animale nu este eficientă din punct de vedere economic, 1kg
proteină realizându-se din 1,7 tone de zer.
Valorificarea zerului se poate face pe cale biotehnologică asupra componentelor
valoroase ale zerului, prin cultivarea de tulpini fungice selecţionate din medii naturale,
incluse în colecţia MIUG, aparţinând genurilor Geotrichum şi Kluyveromyces.
Prin asimilarea compuşilor organici se reduce conţinutul de substanţe dizolvate,
încât prin separarea mecanică a biomasei proteice brute, aceasta poate fi valorificată în
alimentaţie şi furajare, iar lichidul rezultat poate fi deversat în apele naturale, fără
implicaţii ecologice.
Folosirea zerului in calitate de mediu nutritiv pentru obţinerea de biomasă prin
metabolizarea aerobă a lactozei a permis cercetătorilor selecţionarea de microorganisme
capabile să producă randamente superioare de conversie a lactozei, să stabilească condiţii
tehnologice optime şi să elaboreze procedee industriale de fabricaţie (Hrantov G.H.,
1976, Wasserman, A.E. 1956,1970).
Prin cultivarea tulpinilor fungice selecţionate, indiferent de aciditatea şi conţinutul
de lactoză iniţial al zerului, după 48 ore de fermentare se obţine o reducere de peste 70%
a substanţelor solubile dizolvate.
Acest fapt ne permite să apreciem că biotehnologia de valorificare a nutrienţilor
din zer prin cultivarea de tulpini fungice selecţionate şi conversia acestora în proteină
fungică conduce la obţinerea unui efluent epuizat ce nu mai prezintă risc din punct de
vedere ecologic.
Capitolul III. Concluzii
Prin realizarea acestei teme, am învăţat fluxul tehnologic de obţinere a brânzei
proaspete de vaci cu 25% grăsime (semigrasă).
29
Este foarte important să se respecte cu stricteţe toate indicaţiile procesului
tehnologic, pentru ca să nu apară defecte la produsul finit.
Aceste defecte pot fi: consistenţă sfărâmicioasă, aciditate ridicată (în cazul
folosirii unei cantităţi prea mari de culturi lactice, în cazul scurgerii întârziate a zerului,
depozitarea brânzei la temperaturi ridicate, etc.), gust amar (cantitate mare de enzimă
coagulantă), gust de drojdie, gust de mucegăit (prelucrarea în condiţii neigienice).
Se recomandă adoptarea unui procedeu de fabricaţie mecanizat cu un separator de
coagul, care asigură o calitate superioară produsului finit.
În procesul tehnologic, la normalizarea laptelui se adaugă smântână pentru a
creşte conţinutul de grăsime a laptelui integral şi totodată creşte şi conţinutul de grăsime
al brânzei proaspete de vaci.
Astfel, randamentul de fabricaţie este de 91,47%.
Anexe
Tabel cu bilanţ global de materiale
Fig.1. Schema bloc de operaţii
Fig. 2. Linia tehnologică de obţinere a brânzei proaspete de vaci
30
Fig. 3. Desenul de ansamblu al utilajului principal: separator de coagul
Bibliografie
Aruş V. A. „Tehnologii şi utilaj în industria laptelui – note de curs”
Azzouz A. „Utilaj şi tehnologie în industria laptelui – îndrumar de laborator”,
Casa Editorială Demiurg Iaşi 2001
31
Azzouz A. „Utilaj şi tehnologii în industria laptelui – partea a III-a, Derivatele
lactate”, Casa Editorială Demiurg Iaşi 2000
Bibire L. „Aparate utilizate în industria alimentară - curs” 2000
Chintescu G. „Produse şi preparate lactate obţinute în gospodărie”, Editura
Tehnică Bucureşti 1986
Chintescu G. „Îndrumător pentru tehnologia brânzeturilor”, Editura Tehnică
Bucureşti
Gavrilă L. „Operaţii unitare 1 – note de curs”
SR 3664 „Brânză proaspătă de vacă”
Nr. Crt. Materiale Intrări Ieşiri U.M.1 Brânză ambalată 1,89 1,89 kg/h2 Brânză depozitată 0 1,89 kg/h3 brânză pastificată şi răcită 1,8902 1,8902 kg/h4 pierderi la ambalare 0 0,0002 kg/h5 coagul presat 1,8977 1,8977 kg/h6 pierderi la pastificare şi răcire 0 0,0076 kg/h7 coagul prelucrat 2,0516 2,0516 kg/h8 zer1 0 0,1231 kg/h9 pierderi la scoaterea coagului din vană 0 0,0308 kg/h
10 lapte închegat 2,0956 2,0956 kg/h11 zer2 0 0,0419 kg/h12 pierderi la prelucrarea coagului 0 0,0021 kg/h13 lapte însămânţat 2,0854 2,0854 kg/h
32
14 enzime coagulante 0,0313 0 kg/h15 pierderi la închegarea laptelui 0 0,0211 kg/h16 lapte răcit 2,0564 2,0564 kg/h17 clorură de calciu 0,0003 0 kg/h18 culturi lactice 0,0308 0 kg/h
19pierdei la pregătirea laptelui pentru închegare 0 0,0021 kg/h
20 lapte pasteurizat 2,0564 2,0564 kg/h21 lapte normalizat 2,0647 2,0647 kg/h22 pierderi la pasteurizare 0 0,0083 kg/h23 smântână 0,4223 0 kg/h24 lapte filtrat 1,6424 1,6424 kg/h25 pierderi la filtrare 0 0,0016 kg/h26 lapte recepţionat 1,644 1,644 kg/h27 lapte integral 1,644 1,644 kg/h
TOTAL 23,5031 23,5031 kg/h
Bilanţ global
33