Маргарин — это высококачественный жир на основе растительных масел и животных жиров в натуральном и переработанном виде с добавлением различных компонентов.

Маргарин представляет собой высокодисперсную эмульсию жира и воды, что наряду с высокой температурой плавления определяет его высокую усвояемость — 94%. Биологическая ценность обусловливается содержанием полиненасыщенных жирных кислот, фосфатидов, витаминов.

Сырье. В производстве маргарина используют основное и вспомогательное сырье.

К основному сырью относятся жировая основа (до 82%), которая во многом определяет качество готового продукта, а ее физико-химические показатели и реологические характеристики предопределяют эти свойства маргарина. Важнейшими показателями маргарина являются температура плавления, твердость, содержание твердой фазы.

Температура плавления маргарина зависит от состава жировой основы. Накопление однокислотных высокоплавких глицеридов придает повышенную твердость, а разноплавких — мягкость.

Для жировых основ маргарина важны легкоплавкость, пластичность, намазываемость.

Легкоплавкость характеризуется температурой полного расплавления, которая зависит от содержания и количественного соотношения твердой и жидкой фракций. Чем выше содержание твердой высокоплавкой фракции, тем ниже легкоплавкость.

Пластичность является свойством тела препятствовать деформации и зависит от соотношения твердых и жидких глицеридов. Установлено, что хорошей пластичностью и намазываемостью обладают жиры, в которых твердых глицеридов содержится 15—30%, и это соотношение не меняется в интервале температур от 10 до 30 "С.

Структурно-реологические характеристики маргарина определяются областью его использования и способом фасовки.

В качестве жидкой жировой фазы маргарина используют различные рафинированные растительные масла, обезличенные по вкусу и запаху. В нашей стране основным сырьем для производства маргарина служит подсолнечное масло, в Западной Европе — рапсовое, в США — соевое.

Рецептурный состав твердой жировой основы для маргарина значительно колеблется в зависимости от источников жирового сырья и традиций страны. В рецептурах низкокалорийного маргарина широко используют твердые растительные масла — кокосовое, пальмовое, пальмоядровое. В настоящее время производство пальмового масла занимает второе место в мире после соевого. При введении в рецептуру этих масел получают более пластичную консистенцию маргарина.

В Германии в настоящее время в некоторые сорта маргарина вводят смальц (свиной жир) с температурой Плавления 28—36 °С.

В брусковом твердом маргарине жировая основа содержит 80% саломаса и 20% жидкого жира, обычно растительного масла.

В наливном маргарине это соотношение иное: количество жидких жиров составляет 40—50% общего количества жировой основы.

К вспомогательному сырью относятся: сливочное масло, молоко, поваренная соль, сахар, ароматизаторы, эмульгаторы, витамины, консерванты, вода. Вспомогательное сырье (за исключением сливочного масла и эмульгаторов) образует водно-молочную фазу маргарина: Согласно действующих рецептур бутербродных и молочных маргаринов количество водно-молочной фазы составляет 17,75%, в шоколадном — до 37,8%. Низкокалорийный маргарин и пасты содержат 40—60% водно-молочной фазы, которая во многом Определяет органолептические свойства готового продукта. /

В настоящее время выпускают также безмолочный маргарин. Тем не менее в некоторые его виды вводят сквашенное молоко, сквашенные сливки или 1,0—1,5% сухого обезжиренного молока или казе-ината натрия. При использовании молочных белков в производстве низкокалорийного маргарина большое значение имеет применение консервантов. В нашей стране для этой цели разрешено использовать бензойную и сорбиновую кислоты в сочетании с лимонной. В Дании и Голландии используют сорбат калия и сорбиновую кислоту. В США и Великобритании разрешено использовать как бензойную и сорбиновую кислоту, так и их калийные и натриевые соли.

Для повышения микробиологической стойкости маргарина в водную фазу вводят лимонную и молочную кислоты в количестве, обеспечивающем рН продукта 4,5—6,0. Для повышения стойкости твердых жиров к окислению в маргарин вводят антиокислители — бутилокситолуол и бутилоксианизол — в количестве 0,02%. Для усиления действия антиокислители добавляют в смеси с лецитином, токоферолом и лимонной кислотой.

В водную фазу вводят также поваренную соль, количество которой колеблется в разных странах от 0,15 до 2,0%. Соль цридает маргарину солоноватый вкус, уменьшает разбрызгивание при использовании его для обжаривания пищи.

Поскольку маргарин является эмульсией, то для ее стабилизации используют эмульгаторы, которые распределяются на поверхности диспергированной жидкости в виде тонкой пленки и препятствуют слиянию двух подсистем эмульсии.

Эмульгаторы, используемые в маргариновом производстве, должны отвечать следующим требованиям: быть физически безвредными; стабилизировать высокодисперсную и устойчивую эмульсию; способствовать удержанию влаги в маргарине при механической обработке и в процессе производства; обладать антиразбрызгивающими свойствами; обеспечивать стойкость маргарина при хранении.

В нашей стране для производства маргарина используют эмульгаторы МГД (моноглицериды дистиллированные) и MFM (мойогли-цериды мягкие). Обычно эмульгаторы вносят в количестве 0,6%.

В Дании фирма «Grinsted» выпускает большой ассортимент эмульгаторов для маргарина различной жирности, которые широко используют во всем мире. Наиболее распространены эмульгаторы Димодан (дистиллированные моноглицериды), Эмульдан (смесь различных моноглицеридов), Амидан (эфиры моноглицеридов с молочной кислотой), Лецидан (смесь моноглицеридов и лецитина), Лактодан (эфиры моноглицеридов с молочной кислотой), Промодан (эфиры пропиленгликоля). Применение эфиров моноглицеридов с органическими кислотами обеспечивает минимальное разбрызгивание при использовании маргарина для обжаривания пищевых продуктов.

В США и Великобритании выпускают эмульгатор на основе жирных кислот растительного масла и животного жира. Во Франции в качестве эмульгатора применяют обезжиренный лецитин в смеси с фосфодитилхолином, фосфодитилэтаколамином, фосфодитили-нозитом.

В качестве стабилизаторов структуры низкокалорийного маргарина используют желатин, пектин, агар, альгинаты, пектиновые кислоты.

Для повышения биологической ценности маргарина в него вводят витамины A, D 2 , D 3 . В некоторые виды маргарина в водную фазу вносят витамин С, оказывающий синергическое действие на антиокислители и консерванты.

В состав всех видов маргарина вводят вкусовые и ароматические добавки. Одним из крупнейших поставщиков ароматизаторов является фирма «Naarden» (Нидерланды). В России в маргариновом производстве используют как ароматизаторы Naarden, так и отечественные ароматизаторы ВНИИЖ. Так, для бутербродного и наливного маргарина разработана композиция, состоящая из жирорастворимого ароматизатора ВННИЖ-17 и водорастворимого ВНИИЖ-43М, придающая маргарину вкус и аромат сливочного масла. Для придания маргарину пикантного вкуса используют вкусовые добавки, придающие продукту аромат лимона, земляники, персика, шоколада.

Наибольшим спросом пользуется маргарин бутербродный слабожелтого цвета, при производстве которого в качестве красителей были применены каротин и аннато. В настоящее время выпускают также маргарин розового, коричневого (шоколадного) и других цветов.

Производство маргарина. Существуют две технологические схемы: периодического и непрерывного действия. Независимо от технологической схемы производство маргарина состоит из следующих операций: приемки и подготовки сырья; составления рецептуры маргарина; темперирования и смешивания жировой основы, молока и добавок; эмульгирования; охлаждения и кристаллизации; пластической обработки, фасовки и упаковки.

Приемка сырья заключается в оценке его качества по установленным показателям.

Подготовка сырья включает обязательную рафинацию растительных масел и саломасов, пастеризацию и сквашивание молока, зачистку сливочного масла.

Составление рецептуры маргарина проводят в соответствии с его назначением и наименованием.

Темперирование — это доведение до определенной температуры всех компонентов рецептурной смеси: жировой основы — на 4—5 "С выше температуры плавления; молока — до 15—20 °С.

Эмульгирование — распределение одной жидкости в другой в виде капель в специальных смесителях (эмульгаторах) при энергичном перемешивании. Для производства низкокалорийного маргарина, необходимо более сильное эмульгирование, которое обычно достигается путем рециркуляции эмульсии.

При охлаждении маргариновой эмульсии происходит процесс кристаллизации и рекристаллизации с переходом менее устойчивых кристаллических (метастабильных) через промежуточные к устойчивым (стабильным) кристаллическим модификациям, что составляет суть явления полиморфизма.

При медленном охлаждении маргариновой эмульсии происходит последовательная кристаллизация глицеридов в соответствии с их температурой застывания. В результате образуются крупные кристаллы, характерные для наиболее высокоплавкой устойчивой кристаллической формы, которая обусловливает неоднородность структуры готового продукта, что придает маргарину грубость вкуса, мучнистость И мраморность консистенции. В процессе хранения такой маргарин становится хрупким. При быстром охлаждении образование кристаллов начинается при температуре ниже температуры застывания. При этом образуются более низкоплавкие, менее устойчивые кристаллические формы.

Таким образом, используя способность маргарина к переохлаждению, можно получить мелкокристаллическую структуру, обладающую высокой пластичностью, легкоплавкостью, необходимыми консистенцией и другими органолептическими свойствами.

Схема периодического действия основана на принципе: холодильный барабан — вакуум-комплектор. Смесь компонентов по рецептуре из смесителя направляют в эмульсатор, где получают высокодисперсную эмульсию. Затем эмульсию подают на холодильные барабаны, температура поверхности которых от —18 до —20 "С, для охлаждения и кристаллизации. Эмульсия подается на поверхность барабана в виде тонкой пленки и в таком виде застывает. Застывшую эмульсию снимают с поверхности барабана специальным ножом. При этом образуется стружка, которая попадает в бункер и направляется в вакуум-комплектор для пластической обработки.

Вакуум-комплектор — это шнекосмесительная машина, в которой маргарин уплотняется при перемешивании сначала верхними, а затем нижними шнеками. В процессе механической обработки из стружки под вакуумом при некотором тепловом воздействии удаляется избыток воздуха и влаги. Стружка гомогенизируется и приобретает консистенцию сливочного масла.

Из вакуум-комплектора маргарин выходит при температуре 12— 16 °С, его упаковывают и отправляют на хранение и выдержку.

Непрерывные схемы производства. Производство маргарина па линии фирмы «Джонсон». В состав этой линии входят емкости для жировой смеси и добавок, автоматические весы, насос-дозатор, три смесителя, насос-эмульсатор, двойной фильтр, уравнительный бак, переохладитель, структуратор и фасовочно-упаковочные автоматы.

Подготовленные жиры, раствор эмульгатора, жирорастворимые добавки подают в общую емкость автоматических весов и взвешивают. Затем компоненты жировой и водно-молочной фаз перекачивают насосами в смесители, где происходит эмульгирование мешалками с частотой вращения 46 об./мин и температурой 38—40 °С.

Эмульсию пропускают через насос-эмульсатор в течение 5 мин и направляют в третий смеситель, где она тщательно перемешивается и подается на двойной фильтр, а затем в уравнительный бак с паро-водной рубашкой и поплавковым клапаном. Затем эмульсия температурой 38-40 °С поступает в четырехцилиндровый переохладитель (вотатор). После охлаждения эмульсия имеет температуру 10—13 "С.

При упаковке в пачки маргариновую эмульсию через распределительное устройство и фильтры структураторы подают в кристаллизатор и фасовочно-упаковочные автоматы. При упаковке в монолит маргариновую эмульсию из вотатора подают на аппарат декристаллизатор и далее — в двухузловую жиронаполнительную машину типа «Роберте».

Производство мягкого наливного маргарина на линии «Шредер». В состав этой линии входят: две емкости, два смесителя, насос-эмульсатор, насос высокого давления, пастеризатор, комбинатор, кристаллизатор, фасовочно-упаковочные автоматы.

Дозирование компонентов рецептуры производится с помощью микропроцессорной техники в автоматическом режиме. Каждый компонент отвешивается в количествах согласно рецептуры и перекачивается в смеситель, где они перемешиваются с помощью мешалок с частотой вращения 30—35 об./мин при температуре 39—43 °С.

Из смесителя эмульсия насосом-эмульсатором перекачивается в расходный смеситель, откуда стойкая эмульсия поступает в трехцилиндровый насос высокого давления и под давлением 1-5 мПа подается в пастеризатор, где пастеризуется при температуре 80—85 °С и охлаждается до 39—43 °С.

Из пастеризатора маргариновая эмульсия по трубопроводу поступает в комбинатор, состоящий из трех охлаждающих цилиндров и одного цилиндра для дополнительной механической обработки. В комбинаторе эмульсия охлаждается до 10—13 "С за счет испарения жидкого аммиака. В цилиндре для дополнительной обработке происходит перекристаллизация маргарина с выделением скрытой теплоты кристаллизации с повышением температуры на 2—3 "С. Далее через кристаллизатор маргарин поступает на фасовочные автоматы, где фасуется в стаканчики из поливинилхлорида. Стаканчики транспортируют по наполнительному конвейеру и направляют на упаковочные автоматы.

Технология производства маргаринов

Производство брусковых и мягких маргаринов осуществляют непрерывным или периодическим способом, включающим в себя следующие основные стадии:

Подготовка жирового сырья. Хранение и темперирование рафинированных дезодорированных масел и жиров;

Подготовка молока;

Подготовка эмульгаторов и других нежировых компонентов;

Приготовление эмульсии;

Получение маргарина, переохлаждение, кристаллизация маргариновой эмульсии. Механическая (пластическая) обработка маргарина;

Расфасовка, упаковка, штабелирование готовой продукции.

Процесс получения мягких маргаринов осуществляют на линиях фирмы «Джонсон», «Альфа-Лаваль», «Шредер» или «Корума».

Подготовка растительных масел, жиров и сливочного масла. Рафинированные дезодорированные жиры и масла хранят в баках жиро-хранилища раздельно по видам не более 24 ч. Температура хранения твердых жиров и масел должна быть на 5-10 °С выше их температуры плавления. Для предотвращения окисления рафинированных дезодорированных масел и жиров рекомендуется их хранить в атмосфере инертного газа — азота или диоксида углерода.

Сливочное масло освобождают от тары и загружают в камеру с плавильным конусом. Температура расплавленного сливочного масла должна быть в пределах 40-45 °С. Однородность консистенции расплавленного масла поддерживается с помощью мешалки или насоса путем рециркуляции.

Подготовка эмульгаторов. Для равномерного распределения и повышения эффективности действия эмульгаторов дистиллированные моноглицериды растворяют в рафинированном дезодорированном растительном масле в соотношении 1:10 при температуре 80-85 °С. В этот же раствор при температуре 55-60 °С добавляют мягкие моноглицериды, после чего при необходимости вводят фосфатидный концентрат в количестве, предусмотренном рецептурами. Комплексный эмульгатор, применяемый вместо композиции моноглицеридов, растворяют в рафинированном дезодорированном масле в соотношении 1:15 при температуре 65-75 °С. Если используют импортный эмульгатор, то его растворяют в рафинированном дезодорированном масле в соотношении 1: 10 при температуре 48-55 о С.

Подготовка красителей, витаминов, ароматизаторов. Для придания мягким маргаринам цвета применяют масляные растворы натурального бета-каротина, выделенного из моркови, тыквы, пальмового масла, микробиологического бета-каротина, красителей куркумы и семян аннато. Красители и витамины разводят в дезодорированном растительном масле. Ароматизаторы вводят непосредственно в жировую или водно-молочную фазы маргарина.

Подготовка молока и вторичных молочных продуктов. Молоко коровье цельное пастеризуют, а затем охлаждают до температуры 23-25 °С.

Сквашивание молока осуществляют биологическим путем или кислотной коагуляцией.

При использовании сухого молока его разбавляют водой из расчета получения не менее 8,5% обезжиренных сухих веществ в готовом растворе.

При использовании вторичных молочных продуктов их растворяют при перемешивании в воде в соотношении 1:3 — для сухой молочной сыворотки; 1:6 — для сывороточных белковых концентратов (КСБ). Полученные растворы нагревают до температуры 85-90 °С и 60-65 °С соответственно, выдерживают в течение 30 мин, охлаждают и подают в расходные емкости на производство.

Подготовка лимонной кислоты и водорастворимых ароматизаторов. Лимонную кислоту используют в виде 1-10%-ного водного раствора, в который одновременно вводят водорастворимые ароматизаторы.

Подготовка соли, сахара, консервантов и крахмала. Соль используют в виде насыщенного раствора 24-26%-ной концентрации.

Сахар или подсластители используют при производстве десертных мягких маргаринов в виде водного раствора 30%-ной концентрации.

Консерванты (бензойную, сорбиновую кислоты, бензоат натрия) используют в низкожирных мягких маргаринах при вводе молока, особенно в летний период и при повышенных температурах хранения. Консерванты растворяют в воде в соотношении 1: 2.

Крахмал сначала растворяют в холодной воде в соотношении 1: 2, затем заваривают горячей водой до соотношения 1: 20, выдерживают 30 мин, охлаждают и передают в расходную емкость.

Приготовление эмульсии. Компоненты маргарина в соответствии с рецептурой смешивают в вертикальном цилиндрическом смесителе, в котором происходит также предварительное эмульгирование. Внутри смесителя находится винтовая мешалка с частотой вращения 59,5 об./мин. К корпусу смесителя прикреплены отбойники, которые не позволяют смеси закручиваться по ходу вращения. Смеситель снабжен водяной рубашкой. Продукт поступает через штуцер и выходит через спускной патрубок. Грубая эмульсия из смесителя поступает затем в эмульгатор центробежного типа, рабочим органом которого являются два вращающихся и два неподвижных диска, в пространство между которыми поступает эмульсия. Диски вращаются со скоростью 1450 об./мин., обеспечивая интенсивное диспергирование эмульсии до размера частиц диаметром 6-15 мкм.

Получение маргарина.

После эмульгатора маргариновая эмульсия, пройдя через уравнительный бак с насосом высокого давления, подается в переохладитель, который является одним из основных аппаратов для получения маргариновой продукции и обеспечивает эмульгирование, охлаждение и механическую обработку эмульсии. Переохладитель состоит из нескольких одинаковых цилиндров — теплообменников, работающих последовательно.

Блок цилиндров трехсекционного переохладителя установлен в верхней части аппарата, каждый из цилиндров представляет собой теплообменник типа «труба в трубе» с теплоизоляцией. Первая внутренняя труба является рабочей камерой, в которой расположен полый вал, куда подается горячая вода для предотвращения налипания маргариновой эмульсии. На валу закреплены двенадцать ножей, вал вращается с частотой 500 об./мин. Пространство между второй и первой трубой занимает испарительная камера для охлаждающего агента — аммиака, который подается системой трубопроводов. Маргариновая эмульсия, охлаждаясь, кристаллизуется на поверхности внутренней трубы и снимается ножами. Температура эмульсии на выходе из третьего цилиндра 12-13 °С.

Затем эмульсия поступает в кристаллизатор, где ей придаются необходимые кристаллическая структура, требуемая твердость, однородность и пластичность, необходимые при фасовке маргарина. Основными узлами кристаллизатора являются фильтр-гомогенизатор и три секции — коническая и две цилиндрические, в которых маргарин медленно движется к конической насадке и затем в фасовочный автомат. Компенсирующее устройство обеспечивает прерывистую подачу маргарина на фасование. Температура при этом повышается до 16-20 °С за счет теплоты кристаллизации.

При охлаждении маргариновой эмульсии происходит сложный процесс кристаллизации и рекристаллизации триглицеридов жировой основы маргаринов, определяющий важнейшие качественные показатели готовой продукции — консистенцию, пластичность и температуру плавления.

При достаточно высоких температурах содержание твердой фазы в жировых основах мягких маргаринов невелико, и они представляют собой суспензию твердых триглицеридов в жидких. По мере снижения температуры наименее растворимые высокоплавкие триглицериды начинают выделяться из расплава в виде кристаллов и содержание твердой фазы увеличивается. При охлаждении маргариновой эмульсии протекает сложный процесс кристаллизации, в основе которого лежат явления полиморфизма, связанные с переходом менее устойчивых (метастабильных) низкоплавких кристаллических а-форм через промежуточные ромбические Р -формы к устойчивым (стабильным) высокоплавким кристаллическим модификациям. В мягких маргаринах кристаллы жира обычно присутствуют в Р -форме. Переход в Р-форму отрицательно влияет на структурно-реологические свойства мягких маргаринов из-за образования крупных кристаллов с более плотной упаковкой молекул, с высокими температурой плавления и плотностью. Для обеспечения однородной пластичной структуры мягких маргаринов эмульсию после глубокого охлаждения подвергают интенсивному перемешиванию и длительной механической обработке. Кристаллизация маргариновой эмульсии в сочетании с механической обработкой приводит к возникновению мелкодиспергированных кристаллов твердой фазы, которые образуют в жидкой фазе коагуляционные структуры. При этом твердая и жидкая фракции жировой основы мягких маргаринов распределяются равномерно, и готовый продукт не теряет текучести при наливе в коробочки из полимерных материалов, приобретает пластичную консистенцию, сохраняющуюся длительное время при температурах 5-7 °С. Нарушение режимов кристаллизации и охлаждения приводит к порокам маргаринов, которые невозможно устранить механической обработкой.

Полученный таким образом маргарин подается в балансовую емкость разливочно-упаковочного агрегата, который дозирует (150-500 г) и расфасовывает маргарин в стаканчики из полимерных материалов (полистирол, полипропилен), запаивает металлизированными крышечками.

Для производства низкожирных маргаринов необходимо более сильное эмульгирование, которое достигается путем рециркуляции эмульсии. Во время рециркуляции следует по возможности избегать попадания воздуха в эмульсию. При производстве молочных низкожирных маргаринов следует особое внимание уделить интенсивности перемешивания. В случае чрезмерного эмульгирования может произойти реверсия фазы и эмульсия будет разрушена. Кроме этого, особое внимание уделяется правильности подбора состава жировой и водно-молочной фаз, количеству и типу эмульгатора, строгому соблюдению технологического режима. Технология производства перед стадией фасовки предусматривает стадию декристаллизации, необходимую для того, чтобы низкожирный продукт на стадии фасовки при розливе имел полужидкую пастообразную консистенцию. Для этого применяют декристаллизаторы, разрушающие кристаллическую структуру продукта с целью образования мелкокристаллической структуры и блестящей поверхности продукта.

Одним из распространенных за рубежом способов производства низкожирных маргаринов является следующий: часть жира эмульгируют с водной фазой, оставшуюся часть перекристаллизовывают при механической обработке, охлаждают и смешивают с эмульсией, маргарин упаковывают. Соотношение эмульгированного и неэмульгированного жира 65: 35 или 35: 65. Эмульсия содержит 50-65% жира. При температуре 17-23 °С эмульсию с величиной рН 4,4 смешивают с жиром, предварительно 5-20% неэмульгированного жира выкристаллизовывают. Для этого жир охлаждают до 7-18 °С в тонком слое на переохладителе. Перед упаковкой продукт гомогенизируют.

В соответствии с требованиями физиологов суточное потребление жиров должно составлять 95—100 г. При этом должно быть следующее соотношение жирных кислот: полиненасыщенные — 20—30%, мононенасыщенные — 40—50%, насыщенные — 20—30%. Следует отметить, что ни один из природных жиров не соответствует указанным нормам. Так, это соотношение следующее (в %): в подсолнечном масле — 65: 25: 10; в сливочном масле — 5: 40: 55;. в свином жире — 10: 50: 40; в рыбьем жире — 30: 50: 20. Кроме того, в сливочном масле и животных жирах содержится холестерин, в растительных маслах отсутствуют витамины А и D, жиры рыб легко окисляются и нестойки при хранении.

Маргарин является продуктом с заданными свойствами. Технология производства маргарина позволяет изменить рецептуру в соответствии с требованиями физиологов. Для разных возрастных групп, профилактического и диетического питания могут быть подобраны различные составы маргарина с содержанием 40—60% линолевой кислоты, с введением биологически активных веществ и др.

Маргарин — это жировой продукт, который получают из высококачественных пищевых жиров, молока, сахара, соли, эмульгаторов и прочих компонентов.

Маргарин по запаху, вкусу, консистенции, цвету близок к сливочному маслу. Маргарин высококалорийный и легкоусвояемый продукт. Калорийность 100 г маргарина — 752 ккал (3123 кДж). Усвояемость маргарина — 97,5%.

В качестве жировой основы маргарина применяется саломас.

Саломас образуется в процессе гидрогенизации (жидкие жиры насыщаются водородом и переходят в твердое состояние). Саломас может быть растительным и китовым в зависимости от исходного сырья.

В производстве маргарина используются натуральные рафинированные масла, животные жиры высшего сорта.

В состав маргарина добавляют вкусовые, ароматические вещества, красители, эмульгаторы, консерванты. Для повышения биологической ценности добавляют витамины; молоко для облагораживания вкуса.

Подготовленная по рецептуре жировая смесь смешивается, подвергается эмульгированию. Эмульсия охлаждается, кристаллизируется, обрабатывается для придания однородной консистенции.

По назначению маргарины подразделяются на марки:

— мягкие (ММ) — для употребления в пищу, в домашней кулинарии, для общественного питания и в пищевой промышленности;

— жидкие (МЖК) — для выпечки и жарения, в домашней кулинарии и общественном питании;

(МЖП) — для хлебопекарного производства для выпечки булочных и кондитерских изделий;

— твердые (МТ) — в кондитерском, кулинарном и хлебом карном производстве;

(МТС) — для слоеного теста;

(МТК) — для изготовления кремов, суфле, начинок, конфет Птичье молоко и других кондитерских изделий.

Маргарины также подразделяют на бутербродные, столовые и для промышленной переработки.

Ассортимент: Домашний, Радуга, Чудесница, Хозяюшка, Пышка, Шоколадный, Сливочный, Столичный, Россиянка, Молочный и др.

Требования к качеству

Маргарин должен быть без посторонних запахов, консистенция однородная, пластичная, поверхность среза блестящая; вкус выраженный молочный или молочнокислый со сливочным оттенком.

Температура плавления жира для жидких — 17—38°С, мягких — 25—36°С; твердых — 27—38°С.

Дефекты маргарина: салистый, прогорклый привкус, резко выраженный вкус растительного масла, выступание капель воды (плохое эмульгирование), крошливая и мягкая консистенция (нарушение технологии производства), мучнистая или творожистая консистенция, плесневение.

Не допускается в маргарине содержание бактерий группы кишечной палочки и других патогенных микроорганизмов.

Упаковка. Маргарин упаковывают в картонные, фанерные ящики, в барабаны и бочки. Для розничной торговли маргарин расфасовывают брусками, заворачивают в пергамент, кашированную фольгу массой нетто от 200 до 500 г, в стаканчики и коробки полимерные массой нетто от 100 до 500 г.

Маркировка. На этикетке указывают товарный знак, наименование предприятия-изготовителя, его адрес, массу нетто, состав основных компонентов, пищевую ценность, дату выработки, срок хранения, номер стандарта.

Хранение. Маргарин хранится в холодильных камерах при температуре 0—4°С — 45 дней, при температуре от -10 до -20°С — 60 дней. Срок хранения зависит от вида упаковки и от температурного режима хранения. Импортный маргарин хранится более длительный срок (до 6 мес.), в его состав вводят консерванты и антиокислители.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

• Введение

• 2. Технологический расчет
• 3. Конструктивный расчет
• 3.2 Расчет конструктивных размеров тепловой «рубашки» смесителя
• 3.3 Конструктивная схема «рубашки» аппарата
• 4. Тепловой расчет

5. Кинематический расчет

• Заключение
• Список литературы
• Введение
• Масложировая отрасль занимает около 13% от общего объема реализуемой продукции всей пищевой промышленности, является важнейшей и сложнейшей отраслью народного хозяйства. В структуре отрасли имеется: прессовые, экстракционные, маргариновые, мыловаренные предприятия и заводы по производству синтетических моющих средств.
• За последнее десятилетие произошло значительное техническое перевооружение предприятий масложировой промышленности. Большая часть предприятий оснащена комплексными линиями и установками, в которых достигнута непрерывность процессов. Внедрены новые технологические операции, более совершенное оборудование, осуществляется комплексная механизация и автоматизация процессов.
• Маргариновая промышленность - одна из отраслей масложировой промышленности, призванная организовать выработку твердых пищевых жиров в основном из растительных масел с добавкой некоторого количества животных жиров. Она по составу и свойствам во многом превосходит сливочное масло, например по содержанию полиненасыщенных жирных кислот, также называемых эссенциальными (не заменимыми) которые являются важным компонентом и оказывают лечебное профилактическое действие для организма человека.
• В настоящее время маргариновую продукцию вырабатывают и потребляют почти во всех странах мира. Годовой обьем производства этой продукции превышает 7 млн. т.
• Промышленное производство маргарина было организованно в 1870 году французским химиком Меж - Мурье который предложил эмульгировать часть говяжьего жира с молоком, полученная охлажденная смесь была названа маргарином, что означает жемчуг. Маргарин -- это высококачественный жир на основе растительных масел и животных жиров в натуральном и переработанном виде с добавлением различных компонентов.
• С середины 60-х годов проводится техническое перевооружение маргаринового производства с внедрением новейших автоматических линий непрерывного действия, в которых весь процесс - от приготовления эмульсии до фасовки готовой продукции - проводится в системе закрытых аппаратов. Этот период характеризуется интенсификацией производства, увеличением мощности предприятий на тех же производительных площадях, улучшением качества выпускаемой продукции и ростом производительности труда.
• Технологический процесс производства маргарина складывается из следующих операций:
• 1. Подготовка жирового сырья. Хранение и темперирование рафинированных, дезодорированных жиров и масел.
• 2. Подготовка молока. Нормализация или восстановление молока. Очистка. Пастеризация молока. Сквашивание молока молочно - кислыми бактериями. Охлаждение молока.

3. Подготовка эмульгаторов и др. не жировых компонентов. Растворение эмульгаторов в масле, ароматизаторов в масле или воде. Очистка воды. Подготовка лимонной кислоты, сахара, витаминов, консервантов, красителей.

4. Приготовление эмульсии. Дозирование и смешивание компонентов. Тщательное перемешивание. Эмульгирование.

5. Получение маргарина. Переохлаждение. Кристаллизация. Механическая (пластическая) обработка маргарина.

Маргариновая продукция - типичный представитель пищевых жиров, употребление которых является обязательным для организма человека. Маргариновая продукция - это маргарин и жиры специально назначения. Модифицированные жиры - основа для производства вышесказанной продукции. Маргарин - наиболее распространенная водно-жировая эмульсия. Его делят на бутербродный, столовый, для промышленной переработки; высший и первый сорта; высокожирный, с пониженной жирностью, низкокалорийный. По консистенции разделяют твердый брусковый, мягкий наливной, взбивной. В РФ поступают также различные партии импортного маргарина. ГОСТ 240-85 определяет требования к качеству продукции, упаковке, маркировке, транспортировке и хранению маргарина.

1. Технология приготовления маргарина

1.1 Технология приготовления маргарина и кулинарных жиров

Производство маргарина и кулинарных жиров осуществляют в линиях непрерывного действия производительностью от 2,5 до 5 т/ч.

На рисунке 1 приведена MAC производства фасованного маргарина. Принцип работы заключается в следующем. Предварительно подготовленные рецептурные компоненты водно-молочной (со-j левой раствор, молоко, вода, ароматизаторы и витамины) и жировой (дезодорированное масло, саломас, эмульгатор, краситель (и др.) фаз из расходных резервуаров 7 -- 6насосами-дозаторами 7 ? и дозирующей станцией 8 подаются на автоматические тензометрические весы 9, где осуществляется взвешивание набора рецептурных компонентов.

Далее водно-молочная и жировая фазы поступают в смеситель 10. Здесь образуется водно-молочная и жировая эмульсии, которые затем насосом-эмульсатором 77 направляются в следующий смеситель 10, где формируется маргариновая эмульсия. Маргариновую эмульсию пропускают через фильтры 12 и направляют в бак 13, в котором поддерживается постоянный уро-(вень. Далее насосом высокого давления 14 она последовательно (Прокачивается через все установленное оборудование.

Вначале эмульсия поступает на переохладитель 15, т. е. переходит из жидкого состояния в вязкопластичное. Затем в зависимости от вида фасовки ее направляют на линию фасовки в крупную; тару массой 10, 15 и 20 кг либо в пачки массой 200 и 250 г.

На линии фасовки маргарина в пачки переохлажденная маргариновая эмульсия делителем потока 16 делится на две равные части, фильтруется в фильтрах 77 и поступает в кристаллизаторы 18, где происходит окончательная кристаллизация эмульсии. На кристаллизаторах расположены компенсирующие устройства 19, которые поддерживают постоянное давление системе. При повышенном давлении маргарин сбрасывается в бак возврата маргариновой эмульсии 22, где она полностью декристаллизуется и возвращается в смеситель 10.

Маргарин фасуется в пачки на роторных автоматах 20, затем пачки передаются в автомат 21 для укладки в короба, закрытия и бандероливания их. После этого короба штабелируют и передают на склад.

В линии фасовки маргарина в крупную тару после переохлаждения эмульсия поступает в декристаллизатор 23, в котором происходит уменьшение вязкости маргарина с целью облегчения его фасовки. Далее маргарин фасуется на автомате 24 в короб и отправляется на склад, где происходит декристаллизация маргарина.

Рис. 1 - MAC производства фасованного маргарина непрерывным способом

1.2 Производственная программа

Среднесуточная производительность завода равно 10 т хозяйственного мыла

Рабочий день 16 часов в две восьмичасовые смены.

Для расчетов принята непрерывная рабочая неделя. Число рабочих суток 355 дней в году. Раз в неделю происходит очистка оборудования.

1.3 Оборудование для приготовления маргарина

Вертикальная емкость (рис. 2) предназначена для приемки и хранения молока на маргариновых заводах. Состоит из патрубка 1 для наполнения молоком, мотор-редуктора и вертикального вала 2, внутреннего резервуара 3, водяной охлаждающей рубашки 4, термоизоляции 5, мешалки 6, упорного подшипника 7, крана для слива молока 8, опор 9, крана охлаждающей воды 10 и патрубка для слива молока 11.

Рис. 2 - Вертикальная емкость для хранения молока

Техническая характеристика вертикальной емкости для молока

Вместимость, л 2000 (6000; 10000)

Частота вращения мешалки, мин-1 29

Пластинчатый пастеризатор молока служит для уничтожения микроорганизмов с помощью нагрева молока, его устанавливают в схеме подготовки молока к производству маргарина (рис. 3). Состоит из секций регенерации 3, пастеризации 4, водного охладителя 5 и рассольного охладителя 6.

Работа пастеризатора происходит следующим образом. Молоко поступает в уравнительный бак 10, откуда насосом 12 подается в секцию регенерации 3, в которой нагревается до температуры 61...62°С. Регулятор 11 обеспечивает постоянство потока холодного молока. Подогретое и регенерированное молоко направляется в центробежный сепаратор-очиститель 9, конструкция которого аналогична конструкции сепаратора, изображенного на рис. 60. После очистки от механических загрязнений молоко возвращается из очистителя в секцию пастеризации 4 и здесь нагревается горячей водой до температуры 74 °С.

Рис. 3 - Схема подготовки молока

Техническая характеристика пластинчатого пастеризатора молока

Производительность, л/ч 3000

Расход пара, кг/ч, 350

Расход артезианской воды, м3/ч 9

Расход рассола, м3/ч 9

Площадь поверхности теплообмена секций, м2:

пастеризации 4,5

регенерации 1,3

охлаждения холодной водой 2,65

охлаждения рассолом 2,65

Габаритные размеры, мм 1600x1650x2200

Из секции пастеризации молоко поступает в выдерживатель 8, из которого возвращается в секцию регенерации, где охлаждается холодным молоком до температуры 20 °С. Из секции регенерации молоко последовательно проходит секции водяного и рассольного охлаждения. При рассольном охлаждении молоко выходит температурой 4°С.

Горячая вода из бойлера 2 подается в секцию пастеризации насосом 7. Установка работает автоматически. В начале работы недогретое молоко возвращается в бак 10 через автоматический клапан 7.

Ванна для сквашивания молока (рис. 4) предназначена для проведения биохимического процесса с помощью молочнокислых бактерий (закваски). В молоке происходит сбраживание молочного сахара с превращением его в молочную и другие органические кислоты. При этом молоко свертывается, образуя однородную вязкую массу.

Ванна представляет собой овальный корытообразный резервуар 1 с прямыми торцевыми стенками, имеющими пароводяную рубашку 2. Внутри ванны помещена плоская трубчатая пустотелая мешалка 9, совершающая маятниковое движение, которое она получает от электродвигателя 13 через приводной механизм 7.

Температуру молока в ванне поддерживают при помощи воды, рассола и пара, подаваемых в пароводяную рубашку. Пропуская через рубашку проточную охлаждающую воду, снижают температуру молока до 20... 30°С. Если молоко нужно охладить до 6... 8 °С, то через трубы мешалки пропускают охлаждающий рассол, который поступает через парубок 77 и возвращается в холодильную установку через патрубок 8.

Для нагревания острый водяной пар пускают через дырчатый змеевик 6, уложенный по дну рубашки. Пар нагревает воду, а она, в свою очередь, нагревает молоко. Сквашенное молоко спускают из ванны через кран 3.

Ванна имеет шатровую крышку 10, которая поднимается и опускается при помощи механизма вращения рукоятки 12. Для спуска воды из рубашки служит патрубок 4. Ванну устанавливают на фундамент при помощи стоек 5.

Техническая характеристика ванны для сквашивания молока

Вместимость, л 800 (1500; 2000)

Частота колебаний мешалки, мин-1 12

Мощность электродвигателя, кВт 1,0

Цилиндрический смеситель служит для тщательного перемешивания компонентов маргариновой эмульсии и обеспечения стабильного температурного режима перемешивания.

Техническая характеристика цилиндрического смесителя

Вместимость, л 2380

Частота вращения мешалки, мин-1 60

Габаритные размеры (длинахвысота), мм 1250x2025

Рис. 4 - Ванна для сквашивания молока

Корпус 10 цилиндрического смесителя (рис. 5) цилиндрической формы установлен на четыре опоры 13, его дно 7 имеет уклон к спускному патрубку 12. Верхняя плоская крышка 5 открывается с двух противоположных сторон. В крышке находится патрон 8 для термостата. Внутри смесителя смонтированы винтовая мешалка 2 и вертикальные отбойные планки 9, обеспечивающие хорошее перемешивание. Мешалка приводится в движение электродвигателем 7через редуктор 6, который установлен на специальной траверсе, помещенной над крышкой аппарата.

Смеситель снабжен пароводяной рубашкой 3, благодаря чему температура эмульсии поддерживается на определенном уровне. Вода в рубашку поступает по патрубку 14, а из рубашки переливается через патрубок 4. Готовая эмульсия сливается через патрубок 12. Уровень в аппарате контролируется датчиком 11.

Все части смесителя, соприкасающиеся с компонентами, выполнены из нержавеющей стали.

Рис. 5 - Цилиндрический смеситель

Овальный смеситель (рис. 6) имеет то же назначение, что и цилиндрический. Он выполнен в виде овального корпуса 7 с плотно закрытой крышкой 11. Для обогрева и охлаждения смесителя служит пароводяная рубашка 2, в которую (в зависимости от условий) пускают через патрубок 3 острый водяной пар или через трубу 6 холодную зоду.

Внутри корпуса помещены под углом 90° друг к другу две многополостные мешалки 5, приводимые в движение от помещенного на траверсе 10 электродвигателя 9 через редуктор 8.

Сливки и жировую смесь подают в смеситель через патрубки со стеклянными фонарями 7. Полученную эмульсию выводят через патрубок, расположенный в самой низкой точке наклонного днища аппарата 4.

Техническая характеристика овального смесителя

Рабочая вместимость, л 1500

Частота вращения мешалок, мин"1 70...80

Мощность электродвигателя, кВт... 1,5

Рис. 6 - Овальный смеситель

2. Технологический расчет

2.1 Расчет цикла работы смесителя периодического действия

Цикл работы аппарата называется оборотом. Время полного оборота складывается из затрат времени на продолжительность операции.

Время оборота (цикла) для вертикального цилиндрического смесителя будет складываться следующим образом.

Операция Время, мин

1. Заполнение…………………………………………………………15

2. Перемешивание……………………………………………………15

3.Опорожнение……………………………………………………….20

Таким образом, время полного оборота для смесителя периодического действия составляет:

ц= заг+ см + выгр,где

ц - время полного оборота (цикла)смесителя, мин.;

заг, см, выгр - время одной операции, соответственно, мин.

ц = 15+15+20 = 50 мин.

ц = 50 мин. = 0,8 ч

2.2 Расчет массы загружаемого сырья

Массу загружаемого сырья мы рассчитываем из формулы расчета объёма аппарата.

где Vапп - обьем аппарата; Vапп=1,2 м3 (по условию задания);

с- плотность загружаемого сырья, (табличная величина); плотность сливочного масла с = 928 кг/м3 .

ц - коэффициент заполнения аппарата сырьем, который определяется опытным путем. Для основной технологической аппаратуры (смесителя)

ц = 0,7-0,8. Принимаем что ц=0,8.

m=V*с*ц = 1,2*928*0,8 = 890,88 кг.

Таким образом, масса загружаемого сырья смесителя периодического действия составляет 890,88кг.

2.3 Расчет производительности смесителя периодического действия

При продолжительности полного цикла работы аппарата фц = 0,83 ч, массе загружаемого сырья m = 890,88 кг,производительность (кг/ч) определяют по формуле:

где m - масса загружаемого сырья = 890,88 кг;

время загрузки в смеситель, заг = 0,25 ч;

время смешивания, см = 0,25 ч;

время выгрузки из смесителя, выгр = 0,33 ч.

Таким образом, производительность смесителя периодического действия составляет кг/ч.

3. Конструктивный расчет

Под конструктивным расчетом понимается расчет основных конструктивных размеров машин и аппаратов (высоты и диаметра или ширины и высоты).

В начале конструктивного расчета определяем объем аппарата (м3) исходя из его загрузки по формуле; в нашем случае обьем аппарата дан в задании на курсовой проект Vапп = 1,2м3.

3.1 Расчет конструктивных размеров смесителя

Следующим этапом конструктивного расчета будет определение геометрического объема аппарата (м3) по формуле:

Vгеом. апп = Vц.+ Vу. ц.

где Vц. - объем цилиндра;

Vу. ц. - объем усеченного цилиндра.

D - диаметр аппарата, м;

hц. - высота цилиндра аппарата, м;

hу.ц. - высота усеченного цилиндра аппарата.

Приравниваем геометрический оббьем аппарата Vгеом. апп. к обьему аппарата исходя из его загрузки Vапп., т.к. они должны быть равными:

Подставим в равенство расчетные формулы для нахождения обьема аппарата и формулу(1), для нахождения геометрического обьема аппарата.

где б - угол наклона днища цилиндра; б должен быть в радиусе 35?,принимаем б=5?

Б - угол наклона, б = 5єC (по условию задания)

Так как в уравнении 2 содержится 3 неизвестных оно не решается. Поэтому мы выразим два неизвестных через третий. Для этого примем следующие соотношения:

Подставим значение в уравнение:

2,4рD3+0,15рD3=9,6

Примем D= 1,06м.

Из соотношения 3, находим высоту цилиндрической части аппрата:

hц. = 1,2D = 1,2Ч1,06 = 1,272 м.

Из соотношения 4, находим высоту усеченной цилиндрической части аппрата:

hу.ц = 0,15D = 0,15Ч1,06 = 0,159 м.

Общая высота аппарата: hц.+ hу.ц=1,272+0,159 = 1,431 м.

3.3 Расчет конструктивных размеров тепловой «рубашки» смесителя

«Рубашечная» поверхность теплопередачи

«Рубашечная» поверхность теплопередачи состоит из цилиндрического аппарата (1) и «рубашки» (2), охватывающая только часть цилиндрической поверхности аппарата и его днище.

3.4 Конструктивная схема «рубашки» аппарата

Вначале рассчитывается высота «рубашечной» поверхности нагрева из уравнения равенства поверхности теплообмена, найденной из теплового расчета, к геометрической поверхности «рубашечной» поверхности.

где F - поверхность теплообмена, найденная из теплового расчета, м2;

Fгеом.руб. - геометрическая поверхность «рубашки», м2.

Поскольку «рубашка» охватывает не только боковую поверхность аппарата, но и его днище, то формула примет вид:

где hр - высота «рубашки», м.

из формулы (5) выражаем высоту «рубашки»:

4. Тепловой расчет

4.1 Расчет расхода воды на нагрев эмульсии

Расчет расхода теплоносителя (воды) определяется из уравнения теплового баланса составляемого для данного теплового процесса.

Приходную часть данного уравнения (6) можно записать в следующем виде:

Qприхода= Q1продукта+ Q2воды+ Q3мет.апп

Q1продукта - тепло, приходящее с продуктом, Дж;

Q2воды - тепло, приходящее с водой, Дж;

Q3мет.апп. - тепло, приходящее с металлом аппарата, Дж.

W-расход объема воды; кг

С1воды - теплоемкость воды при t1воды; Дж/кг К.

температуры воды на входе в аппарат, С.

Расходную часть уравнения (6) можно представить в следующем виде:

Qрасхода = Q4+ Q5 + Q6 (8)

Q4 - тепло, уходящее с нагретой эмульсией, Дж;

Q5 - тепло, уходящее с водой, Дж;

Q6 - тепло, уходящее с нагретым металлом аппарата, Дж.

W-расход объема воды; кг

с2воды - теплоемкость воды приt2воды;Дж/кг К.

температуры воды на выходе из аппарата, кг.

Подставим значения в уравнение и получим:

Полезное тепло (Дж) можно определить по следующей формуле:

Подставим значения

Подставив в общем виде в уравнение теплового баланса операции нагрева растительного масла приходную и расходную части получим следующее уравнение:

Расчетные данные:

m пр. = 890,88 кг; (см. пункт 3.1.2.)

(принимается)

КДж/кг

t1воды = 80°С, t2воды = 50°С;

с1воды = 4,185 кДж/кг; с2воды = 4,18 кДж/кг.

Принимаем: W=150,58

где, ч. [см. подраздел 3.1.1.]

Принимается: Wуд. = 602,32 кг/ч.

Определить количество полезного тепла проходящего через поверхность теплопередачи можно по формуле:

Qполезное = Q4 - Q1

Qполезное = 890,88*0,39*40-890,88*0,6*20 = 13897,728-10690,56 = 3207,168

Принимаем: Qполезное = 3207,168

4.2 Расчет площади поверхности нагрева тепловой «рубашки» смесителя

Поверхность нагрева или охлаждения рассчитывается из основного уравнения теплопередачи, которое записывается следующим образом:

где Q - количество тепла, проходящего через поверхность теплопередачи (определяется из уравнения теплового баланса без учета тепловых потерь), Дж;

F - поверхность нагрева, м2;K - коэффициент теплопередачи, Дж/м2 град час; К=75 Дж/м2 град час ;

tср - средняя разность температур между продуктом и теплоагентом, град 0С;

ф - время операции нагрева, ф=0,5ч. (см. пункт 3.1.1.).

Среднюю разность температур между теплоносителем и продуктом можно определить графическим способом:

Расчетная схема к определению

По графику мы получили что:

Tб=60°C; ?tм=10°С.

где - большая разность температур между тепло или хладоносителем и продуктом на входе и выходе из аппарата;

Меньшая разность температур между теплоносителем на выходе и входе из аппарата;

Найдем среднюю разность температур по формуле:

Мы получили что: ?tср =45,4°С

Решая уравнение относительно нагрева (м2) получим формулу для ее определения:

5. Кинематический расчет

Электродвигатель с частотой вращения - 920 об/мин;

Частота вращения валов - 60 об/мин;

Мощность электродвигателя - 1,5 кВт

5.1 Расчет общего передаточного отношения привода

Принимаем:

5.2 Расчет передаточных отношений каждой передачи привода

Общее передаточное отношение складывается из произведения передач приводов.

зубчатой передачи.

Принимаем:=3

5.3 Расчет кинематических элементов для каждой передачи привода

Кинематическим элементом зубчатой передачи является число зубьев колеса.

Для первой передачи:

м колесе. Принимаем ;

Для второй передачи:

м колесе.

Принимаем ;

Принимаем:

5.4 Расчет частоты вращения каждого вала кинематической схемы

Расчет частоты вращения вала первой передачи:

Расчет частоты вращения вала второй передачи:

Принимаем:

Гомогенизатор (рис. 7) предназначен для диспергирования водно-жировой эмульсии с целью раздробления жировых включений на более мелкие жировые частицы в результате интенсивного механического воздействия на продукт. Состоит из станины 1, в которой находится поршневой насос и гомогенизирующая головка 12. Насос приводится в движение от электродвигателя 14 через горизонтальный вал 15, эксцентриковый вал 2, шатун 3 и поршень (скалка) 4.

Эмульсия поступает через подающий канал 5, всасывающий клапан 6 и направляется в нагнетательный клапан 7, гомогенизирующую головку 12 и выходит через выходной патрубок 8.

Работа гомогенизирующей головки происходит следующим образом. При движении поршня 4 слева направо в цилиндре образуется разрежение. Благодаря этому из подающего канала 5 через всасывающий клапан 6 в цилиндр поступает подготовленная в смесителе грубая водно-жировая эмульсия.

При последующем движении справа налево поршень выталкивает из цилиндра эмульсию через нагнетательный клапан 7 в гомогенизирующую головку 12. Здесь эмульсия продавливается через образованный вогнутым седлом и выпуклым золотником зазор, который составляет 0,5...0,8 мм. Регулируют этот зазор при помощи штока 11 и опирающейся на него пружины 9. Проворачивая маховичок 10 в ту или другую сторону в большей или меньшей степени, прижимают золотник к седлу клапана, увеличивая \ или уменьшая зазор. С уменьшением щели давление в гомогенизаторе повышается и соответственно усиливается диспергирование эмульсии.

Рис. 7 - Гомогенизатор

Техническая характеристика гомогенизатора

Производительность, кг/ч ………4000

Давление в гомогенизирующей головке, МПа 2...2,5

Давление в гомогенизаторе контролируется монометром. Если оно превышает заданное, срабатывает предохранительный клапан и избыток эмульсии выводится из головки. Из гомогенизатора эмульсия отводится через патрубок 8. Поршень и шток во избежание утечки эмульсии уплотняют при помощи сальникового устройства 13.

Эмулъсатор служит для получения высокодисперсной эмульсии маргарина так же, как и гомогенизатор. Состоит (рис. 8) из корпуса 7, крышки 3 с патрубками 4 для выхода эмульсии, двух подвижных дисков 2 и 8 и двух неподвижных дисков 5 и 7, гайки 5, приводного вала 9, полумуфты 10 привода электродвигателя, сальника 77 и входного патрубка 12.

Эмульсатор центробежного типа работает следующим образом. Эмульсия через патрубок 12 поступает в пространство между вращающимися 2, 8 и неподвижными 6, 7 дисками. За счет центробежных сил, возникающих при вращении дисков, эмульсия под действием создаваемого напора проходит в зазорах между дисками, где и подвергается интенсивному диспергированию.

Рис. 8 - Эмульгатор

Техническая характеристика эмулъсатора

Производительность, кг/ч До 5000

Частота вращения дисков, мин-1 1450

Зазор между дисками, мкм 6... 15

Напор эмульсии, МПа 0,05

Переохладитель (вотатор) предназначен для охлаждения маргариновой эмульсии в тонком слое для проведения процесса кристаллизации, т.е. постепенного перевода эмульсии из жидкого состояния в твердое. Состоит (рис. 9) из станины 4, на которой установлены рабочие цилиндры 2, электродвигатель привода 3, редуктор 5 и аммиачная система 7. Рабочие цилиндры изготовлены из углеродистой стали с хромированной внутренней поверхностью. Нержавеющую сталь для изготовления цилиндров не применяют вследствие того, что ее теплопроводность меньше, чем углеродистой стали. Корпус 8 рабочего цилиндра имеет аммиачную рубашку 7 и крышку выхода эмульсии 6. Внутри цилиндра вращается полый вал 9 за счет шестерен 11 редуктора 5 привода. На валу крепятся ножи 10.

Рис. 9 - Переохладитель (вотатор)

Работа переохладителя протекает следующим образом. Маргариновая эмульсия температурой 35...40°С последовательно прокачивается насосом высокого давления по всем цилиндрам переохладителя.

Рабочие цилиндры переохладителя охлаждаются испаряющимся аммиаком температурой 17 °С, который подается насосом от аммиачной системы в испарительные рубашки 7 рабочих цилиндров 2, имеющих разъемы. Нижняя часть рубашки имеет корыто для жидкого аммиака, который по специальным каналам переходит в испарительные камеры, активно охлаждая рабочий цилиндр.

Аммиак после охлаждения цилиндра отводится в жидкостный отделитель по аммиачной системе машины. Поверхность наружной трубы покрывается слоем теплоизоляции, защищенной снаружи кожухом из стального листа. За счет охлаждения аммиаком происходит переохлаждение маргариновой эмульсии и, как следствие, начинается процесс ее кристаллизации.

Для предотвращения прилипания маргариновой эмульсии к стенкам цилиндра из-за низкой температуры хладагента на валу рабочих цилиндров по всей длине укреплены ножи 10 из термически обработанной нержавеющей стали. Ножи по конструкции несколько различаются между собой направлением скоса лезвий по концам. Каждый нож крепится к валу тремя шпильками, концевые ножи -- четырьмя. Крепление ножей жесткое. В нерабочем положении они могут смещаться в горизонтальном и вертикальном направлениях.

В рабочем состоянии под действием центробежной силы, развиваемой при вращении вала, лезвие ножа плотно прилегает к внутренней поверхности цилиндра и равномерно снимает с нее охлажденную эмульсию. Для предотвращения прилипания маргариновой эмульсии к валу в него по внутренней трубке вводят горячую воду температурой 36...40°С. Охлажденная вода из внутренней полости вала отводится через специальное устройство. Заканчивается вал шлицевой частью для соединения его с шестернями 11 редуктора 5 привода переохладителя.

Техническая характеристика переохладителя

Частота вращения ножей, мин"1 500...700

Время пребывания маргариновой эмульсии, с 14... 16

Мощность электродвигателя привода валов, кВт 22...93

Кристаллизатор (рис. 10) предназначен для окончательного формирования структуры маргарина, в результате чего он приобретает необходимую консистенцию. Представляет собой горизонтальный аппарат, состоящий из трех секций 2. При входе маргарина в секции кристаллизатора установлен фильтр-гомогенизатор 1, служащий для улавливания механических примесей и дополнительной обработки маргариновой эмульсии.

Три секции аппарата имеют обогреваемую рубашку, где циркулирует вода температурой 24... 30°С. Температура маргарина на выходе кристаллизатора должна быть 10... 12°С. На входном конце кристаллизатора имеется компенсирующее устройство (на рис. 10 не показано) для поддержания в системе постоянного давления.

Кристаллизатор выполнен из нержавеющей стали, устанавливают его на передвижной опоре 3.

Рис. 10 - Кристаллизатор

Декристаллизатор (рис. 11) состоит из трех горизонтальных цилиндров 2, смонтированных на опорной раме 6. Внутри корпуса цилиндра 2 крепится неподвижно била 3, на валу 7 внутри цилиндра укреплена била 8. Между билами маргариновая продукция тщательно перемешивается. Продукт, поступающий через патрубок 4, последовательно проходит три цилиндра, соединенных патрубками 1. Валы приводятся в движение приводом 5.

Интенсивная механическая обработка переохлажденной маргариновой эмульсии способствует равномерному повышению температуры во всем ее объеме, что, в свою очередь, приводит к частичной декристаллизации ее структуры. Такая обработка необходима при выработке фасованного маргарина в крупную тару и наливного маргарина. Частичная декристаллизация позволяет по лучить продукт, обладающий хорошей подвижностью, однородной консистенцией и высокой пластичностью.

Техническая характеристика декристаллизатора

Производительность, кг/ч 2500...6000

Частота вращения валов, мин"1 100...300

Автомат для фасовки и упаковки в пачки (рис. 12) предназначен для фасовки и завертки твердого маргарина и кулинарных жиров отечественного и зарубежного производства. Аппараты выпускают роторного типа с горизонтальной или вертикальной осью вращения ротора. На рис. 12изображен автомат с горизонтальной осью вращения ротора.

Автомат состоит из патрубка 5 для подачи маргарина из кристаллизатора, корпуса 4, пульта управления 3, бобины 2, переключателя 1, формовочной и оберточной секций; ротора с четырьмя камерами, каждая из которых имеет поршень.

Принцип действия автомата заключается в следующем. Упаковочный материал поступает на ротор из бобины 2 и проходит через прижимной, компенсационный и направляющий валки. Затем при помощи регулируемых секторов он перемещается между ножами, режется на нужную длину и поступает на формующую матрицу, расположенную на роторе, под пуансон, посредством которого упаковочному материалу (развертке) придают форму пачки.

Рис. 12 - Автомат для фасовки и упаковки маргарина в пачки

После этого при помощи дозатора пачку заполняют нужной порцией маргарина и заворачивают на механизме заделки. Далее на механизме подпрессовки ей придают окончательную форму и направляют на упаковку в короба и на обандероливание.

Техническая характеристика автомата для фасовки и упаковки маргарина в пачки

Производительность, шт./мин 70...250

Масса пачки, г 200...250

Точность дозирования, % ±1,5

Автомат для фасовки в короба (рис. 13) предназначен для взвешивания и фасовки маргарина, кулинарных жиров в крупную тару. Состоит из двух циферблатных весов 2, распределительной панели 4, двух электронных блоков /, двух электромагнитных клапанов 3 соленоидного типа, при помощи которых автоматически производится заполнение маргарином короба, установленного на пластинчатый конвейер 5. Весы снабжены пневматическим держателем 6и маховиком 7ручной регулировки. Одним из основных узлов автомата является разливочное устройство 8.

Рис. 13 - Автомат для фасовки в короба

Работа автомата происходит следующим образом. Сформированные короба с вложенной пластиковой упаковкой поступают на подающий ленточный конвейер, откуда с помощью специального устройства попадают на пластинчатый конвейер, установленный на автоматических циферблатных весах 2. В это время с помощью электромагнитного клапана 3 начинается фасовка продукта через разливочное устройство 8. По завершении фасовки автоматические весы дают команду на закрытие разливочного устройства и заполненные короба поступают на отводящий конвейер для передачи их на автомат в целях закрытия и обандероливания.

Техническая характеристика автомата для фасовки в короба

Производительность, т/ч 2,5

Масса фасованного продукта, кг 10; 15; 20

Точность дозирования, % 1,5

Заключение

В данном курсовом проекте была изучена технология, а также рассмотрено оборудование использующееся для производства маргарина.

В ходе курсового проекта был произведен технологический, конструктивный, тепловой и кинематический расчеты, а также выполнены чертежи: машино-аппаратурная схема производства маргарина и сборный чертеж смесителя.

В результате был спроектирован цех по производству маргариновой продукции заданной мощности.

Список литературы

маргарин производство технология

1.Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн.: Учеб. для вузов/ С.Т. Антипов, И.Т. Кретов, А.Н. Остриков и др.; Под ред. акад. РАСХН

В.А. Панфилова. - М.: Высш. шк., 2001.

2. Технология переработки жиров. Арутюнян Н.С., Аришева Е.А., Янова Л. И., Захарова И.И., Меламуд Н.Л. - М.: Агропромиздат, 1985 - 368 с.

3.Производство маргариновой продукции./ Товбин И.М., Фаниев Г.Г., Гореславская В.Б. - М.: Пищевая пром - сть, 1979 - 240 с.

4. Технология и оборудование масложировых предприятий. Учебник для нач. проф. Образования / Юрий Аркадьевич Калошин. - М.: Издательский центр «Академия»,2002. - 363 с.

5.Товбин И.М., Файнберг Е.Е. Технологическое проектирование жироперерабатывающих предприятий. Расщепление жиров, М., пищевая промышленность. 1965. - 513с.

6. Чернилевский Д.В. Детали машин. Проектирование приводов технологического оборудования, М., Машиностроение. 2002. - 560 с.

7. Молчанов И.В. Технологическое оборудование жироперерабатывающих производств, М., Пищевая промышленность. 1965. - 510 с.

8. Товбин И.М., Фаниев Г.Г., Гореславская В.Б. Производство маргариновой продукции. М.: Пищевая промышленность, 1979. -236 с.

9.Г. Н. Попов, Б. А. Иванов «Условные и графические обозначения в схемах», издательство «Машиностроение» Ленинград, 1976г.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Составление функциональной схемы и описание основных узлов автоматической системы управления. Исследование показателей надежности технологического процесса приготовления и фасовки маргарина. Расчет среднего времени реакции на получение входного сигнала.

курсовая работа , добавлен 05.11.2012


Предварительный расчет привода. Выбор двигателя. Определение передаточного числа привода и его ступеней. Определение силовых и кинематических параметров привода. Расчет червячной передачи. Конструирование корпуса. Посадки основных деталей.

курсовая работа , добавлен 18.04.2006


Автоматизация производства как фактор ускорения научно-технического прогресса в народном хозяйстве. Функциональная схема, технологический процесс, автоматизация процесса дозирования. Выбор приборов и средств автоматизации, расчет регулирующего органа.

контрольная работа , добавлен 27.07.2010


Основные данные и строение привода, характеристика режима работы. Выбор электродвигателя, расчет цилиндрической зубчатой передачи (тихоходной и быстроходной ступеней), клиноременной, цепной передачи. Проектирование и проектный расчет, проверочные расчеты.

контрольная работа , добавлен 05.10.2009


Расчет общего КПД и требуемой мощности электродвигателя. Определение кинематических и силовых параметров привода. Расчет зубной передачи. Определение допускаемой недогрузки передачи. Эскизная компоновка редуктора. Проверка подшипников на долговечность.

курсовая работа , добавлен 08.01.2012


Принцип действия привода шнекового питателя. Подбор электродвигателя, расчет цилиндрического редуктора. Алгоритм расчета клиноременной, цепной передачи. Рекомендации по выбору масла и смазки узлов привода. Сборка и обслуживание основных элементов привода.

контрольная работа , добавлен 04.11.2012


Составление принципиальной гидравлической схемы привода. Разработка циклограммы работы гидропривода. Расчет временных, силовых и кинематических параметров цикла. Определение типа насосной установки. Нахождение потребного давления в напорной гидролинии.

контрольная работа , добавлен 23.12.2014


Энерго-кинематический расчет привода, выбор схемы привода, редуктора и электродвигателя. Расчет значения номинальной частоты вращения вала двигателя. Выбор параметров передач и элементов привода. Определение тихоходной цилиндрической зубчатой передачи.

курсовая работа , добавлен 28.09.2012


Кинематическая схема привода ленточного конвейера. Кинематический расчет электродвигателя. Определение требуемуй мощности электродвигателя, результатов кинематических расчетов на валах, угловой скорости вала двигателя. Расчет зубчатых колес редуктора.

курсовая работа , добавлен 26.01.2010


Кинематический расчет привода. Выбор типа и определение требуемой мощности электродвигателя. Расчет силовых и кинематических характеристик на валах привода. Расчет клиноременной передачи и межосевого расстояния. Окружная скорость и скорость скольжения.

Современные технологии производства маргарина позволяют получать низкокалорийный продукт с умеренным содержанием холестерина. Благодаря этому он приобрел широкий рынок сбыта, пользуясь стабильным спросом представителей оптово-розничной торговли. Он применяется в кулинарии общепитом и кондитерскими цехами.

Технологический процесс

Маргарин - однородная масса, состоящая из двух основных компонентов: взвешенных микрокапель воды в масляной дисперсионной среде. Другими словами, это - смесь из мельчайших частичек воды и масла. При производстве маргарина используются следующие компоненты: молоко, жир, соль, сахар, витаминный комплекс, красители, эмульгаторы и др. жировая основа маргарина комбинируется из дезодорированных и рафинированных растительных масел, пищевой саломасы, животных жиров, переэтерифицированных жиров. Для придания маргарину вкусовых качеств, присущих сливочному маслу, в его состав вводят натуральное молоко и соответствующие ароматизаторы. Для поддержания стабильной эмульсионной структуры используются эмульгаторы.

При помощи пищевых красителей достигается цвет натурального сливочного масла. Полноту вкуса обеспечивают умеренные добавки соли и сахара. Присутствие соли в составе маргарина также способствуют увеличению допустимого срока хранения при соответствующих условиях.

Этапы технологического процесса производства маргарина

• Подготовка сырья для жировой основы. Предварительный процесс термообработки пищевых жиров растительного и природного происхождения.
• Заготовка молока. Разведение смеси сухого молока, нормализация концентрации его компонентов. Сопровождается предварительной очисткой и термообработкой молока. Использование сквашенного молока подразумевает дополнение в процессе его обработки кисломолочных бактерий. Завершает этап заготовки молока его охлаждение.
• Заготовка эмульгаторов. Предполагает обязательную фильтрацию воды для последующего растворения в ней эмульгаторов и ароматизаторов.
• Непосредственное приготовление эмульсии путем тщательного смешения соответствующих долей всех компонентов, в т.ч. пропорциональное внесение витаминов, красителей, консервантов, лимонной кислоты, сахара.
• Получение готового продукта. На последнем этапе происходит переохлаждение (кристаллизация) полученной эмульсии с ее последующей механической обработкой.

Рассмотрим детальней этапы технологического процесса получения маргарина

Внесение компонентов в белковую основу происходит в специальном смесителе вертикального цилиндрического типа. На первоначальном этапе достигается предварительное эмульгирование. Основным элементом смесителя является винтовая мешалка, цикл вращения которой осуществляется с частотой в 1 об/с. Закрепленные на корпусе отбойники препятствуют закручиванию смеси, обеспечивая равномерное перемешивание массы. Этому способствует и наличие водяной рубашки смесителя. Подача компонентов осуществляется через штуцер. В результате перемешивания готовый продукт извлекается через спускной патрубок.

В производственных масштабах, как правило, используют систему из двух поочередно активизирующихся аппаратов. После образования грубой эмульсии в цилиндрическом вертикальном смесителе, она поступает в центробежный эмульгатор. Его основными рабочими элементами являются 2 вращающихся диска и 2 неподвижных. Активация данного устройства при попадании в него грубой эмульсии, перерабатывает ее в однородную смесь из частиц, размер которых порядка 6 мкм. Интенсивное диспергирование достигается за счет вращения дисков с частотой 24об/с.

Полученный состав маргариновой эмульсии поступает в уравнительный бак. Затем под воздействием высоко давления, обеспеченного действием специализированного насоса, попадает в переохладитель. Он является одним из важнейших агрегатов для получения высококачественной маргариновой продукции. При этой обработке происходит завершающий процесс тонкого эмульгирования, охлаждения, а также механической обработки смеси. Это достигается при последовательном прохождении смеси через систему из нескольких одинаковых теплообменников цилиндрического типа.

Каждый из них представляет собой конструкцию по принципу «труба в трубе», отделенные теплоизоляционным слоем. Рабочей камерой является внутренняя труба с полым валом. На него ведется беспрерывная подача горячей воды с целью предотвращения налипания на ее стены маргариновой смеси. Вращение вала с частотой порядка 0,8 об/с приводит в действие 12 ножей. С помощью специализированной системы трубопроводов в пространство между 1-ой и 2-ой трубами подается охлаждающий агент (аммиак), образуя т.о. испарительную камеру. В результате охлаждения маргариновая эмульсия кристаллизируется по поверхности внутренней трубы, откуда она срезается ножами. При завершении цикла 3-го цилиндра на выходе получают эмульсию, температура которой до 13°С.

В результате попадания эмульсии в кристаллизатор, она приобретает необходимую кристаллическую структуру. Достигаемая при этом твердость, пластичность и однородность позволяет производить расфасовку маргарина. К действующим элементам кристаллизатора относятся: фильтр-гомогенизатор, 1 коническая и 2 цилиндрические секции. Под воздействием процессов, происходящих в них, происходит медленная подача массы маргарина в фасовочный аппарат. Процесс расфасовки оптимизируется прерывистой подачей массы, что достигается внедрением в установку компенсирующего устройства.

Путем повышения температуры в процессе кристаллизации до 20°С начинает происходить процесс рекристаллизации. Поочередной сменой противоположных процессов стимулируется приобретение важнейших качественных показателей готового продукта: пластичности, консистенции, температуры плавления и др.

В результате завершения многоэтапного технологического процесса производства получают высококачественный маргарин. Теперь он готов к дозированию и расфасовке в емкости из полимерных материалов, которые герметично запаиваются крышечками. Стандартный диапазон порционной массы: 150-500г.

Согласно установленным физико-химическим показателям готовый продукт должен содержать 82% жира. Производится и отдельный вид данной продукции с заниженным содержанием жира (около 70%, 60%). Оставшаяся доля приходится на содержание влаги, а также летучих веществ. В зависимости от предполагаемого назначения продукта температура плавления маргариновых жиров колеблется от 27 до 36°С.

Маргарин представляет собой физико-химическую систему, один из основных компонентов которой - вода (дисперсная фаза) - распределяется в другом - масле (дисперсионная среда) - в виде мельчайших частичек, образуя эмульсию типа «вода в масле».

По составу, свойствам и питательной ценности маргарин представляет собой высококачественный пищевой продукт, равноценный сливочному маслу. В его составе гидрированные растительные масла и гидрированный китовый жир, молоко, соль, сахар, фосфолипиды и эмульгаторы. Стойкость маргарина в процессе обработки, хранения и потребления обусловлена присутствием эмульгаторов - веществ с поверхностно-активными свойствами, стабилизирующих эмульсию «вода в масле».

Маргарин применяют в хлебопекарной и кондитерской промышленности, кулинарии, в производстве пищеконцентратов, а также для непосредственного употребления в пищу.

В состав жировой основы, например, молочного маргарина входят кроме растительного саломаса твердые при комнатной ттемпературекокосовое или пальмоядровое масло, китовый саломас и жидкое растительное масло. Жировая основа маргарина должна иметь температуру плавления 27-33° С, твердость от 8 до 18 кПа и содержать твердых глицеридов при 20° С от 18 до 22%. , Кроме маргарина промышленность выпускает жиры кондитерские: для шоколадных изделий, конфет, для ванильных и прохладительных начинок; жиры кулинарные: гидрожир кулинарный, комбижир растительный, комбижир животный, комбижир свиной и маргагуселин; жиры для пищеконцентратов: гидрожир легкоплавкий с повышенной твердостью; жир порошкообразный; жир для булочных изделий (хлебопекарный жир с фосфолипидами), заменитель какао-масла.

Сырье для производства маргарина подразделяют на жировое и нежировое.

Жиры и масла, применяемые при производстве маргарина, не должны иметь запаха и вкуса, должны иметь светлую окраску и низкую кислотность. Широко применяют в производстве маргарина подсолнечное и хлопковое масла, а также соевое, кокосовое, арахисное и некоторые другие. Животные жиры - говяжий, бараний, костное сало - входят в состав кулинарных жиров. Гидрированные жиры - главный компонент в рецептуре жировой основы маргарина (до 85%). Гидрированные жиры должны иметь белый цвет, чистый вкус и низкое кислотное число.

Нежировое сырье предназначено для улучшения вкуса и аромата маргарина и его биологической ценности. Основным компонентом нежировой части маргарина является коровье молоко. Оно придает маргарину вкус и аромат. Необходимо молоко цельное, без посторонних привкусов и запаха, с содержанием сухого остатка не менее 8%. Применяют также сухое цельное молоко.

Поваренная соль вводится для улучшения вкуса и в качестве консервируемого средства.

Сахар-песок улучшает вкус и способствует образованию бурой пленки на обжариваемых продуктах.

Для придания маргарину светло-желтого цвета, как у сливочного масла, в него вводят жирорастворимые пищевые природные красители (синтетические красители не допускаются). С этой целью используют масляный раствор каротина, а также красители, получаемые из томатов, семян аннато и из шиповника. Расход красителя 1,6 кг на 100 кг маргарина.

Для повышения биологической ценности маргарин обогащают жирорастворимыми витаминами А и D. В качестве ароматизаторов применяют соединения,. имеющие в своем составе диацетил.

Наконец, для повышения стойкости при хранении и снижении окислительных процессов в маргарин добавляются консерванты - аскорбиновая, лимонная и бензойная кислоты.

Все применяемое сырье должно отвечать требованиям соответствующих государственных стандартов.

Молоко подвергают пастеризации при температуре 80-85° С. После пастеризации часть молока направляется в емкость (танк), откуда его расходуют на производство маргарина. Другая часть пастеризованного молока подвергается сквашиванию, для чего его направляют в ванны для сквашивания. Здесь молоко выдерживают в горячем состоянии, а затем охлаждают до температуры заквашивания (24-28°С). В ванну вводят 2-5% технической закваски, представляющей культуру молочнокислых бактерий. В результате их жизнедеятельности вырабатывается молочная кислота, при накоплении которой молоко свертывается. Наряду с молочной кислотой при заквашивании молока образуется небольшое количество летучих продуктов брожения, в частности диацетила, которые сообщают молоку, а затем и маргарину специфический молочнокислый аромат.

На заводы культуры молочнокислых бактерий поступают в виде сухой или жидкой закваски или на твердой основе. Из этих заквасок на заводе путем пересева бактерий готовят техническую закваску для сквашивания молока. Процесс сквашивания длится 9-12 ч. После образования так называемого сгустка, определяемого наличием заплывающего следа на поверхности молока при взятии пробы шпателем, молоко охлаждают и выдерживают для вызревания 1-2 ч без перемешивания. После вызревания молоко охлаждается при перемешивании.

^Ванны для сквашивания изготавливают из нержавеющей стали вместимостью от 800 до 2000 л. Они снабжены мешалкой маятникового типа. Сквашивание молока ведут также в емкостях других типов - цилиндрических, вертикальных, снабженных мешалками.

Для обеспечения устойчивости маргарина, предохранения его от расслаивания на исходные компоненты - воду и жировую часть - при достаточно интенсивных тепловых и механических воздействиях в него, добавляют пищевые эмульгаторы - органические соединения из класса сложных эфиров, молекулы которых состоят из полярной (гидрофильной) части и неполярной (липофильной или гидрофобной). Адсорбируясь на границе раздела фаз масло - вода, они образуют мостики, соединяющие эти два вещества, не способные взаимно растворяться или смешиваться в однородную смесь.

В маргариновой промышленности нашей страны применяют эмульгаторы Т-1, Т-2, фосфолипиды (фосфатиды) и Т-Ф. Основу эмульгатора Т-1 составляют моноглицериды. Недостатком его является слабая связывающая способность по отношению к воде при повышенных температурах.

Эмульгатор Т-Ф является смесью эмульгатора Т-1 и фосфолипидов в соотношении 1:3. Это улучшает качество эмульгатора, так как фосфолипиды способны более прочно удерживать воду.

Эмульгатор Т-2 представляет собой сложный эфир жирной кислоты и тримера Глицерина. Его молекула имеет две дополнительные (по сравнению с Т-1) гидроксильные группы, и поэтому он способен более прочно удерживать влагу.

Технологический процесс получения маргарина методом переохлаждения складывается из следующих операций: хранение и темперирование дезодорированных жиров; подготовка молока; подготовка воды, соли, сахара, эмульгатора, красителя и витаминов; приготовление эмульсии маргарина сначала в смесителе турбинного, винтового, пропеллерного или обычного типа, представляющем собой емкость с лопастными мешалками, где образуется грубая эмульсия, а затем в гомогенизаторе, где она обрабатывается в зависимости от рецептурного набора под давлением до 0,125 МПа и выходит в виде тонкодисперсной эмульсии; охлаждение (переохлаждение) эмульсии в вытеснительном охладителем кристаллизаторе, представляющем собой полую трубу диаметром 100-150 мм; фасовка маргарина.

Гомогенизатор представляет собой плунжерный насос высокого давления со специальным гомогенизирующим вентилем. В нем имеется очень малое отверстие, через которое проталкивается грубая эмульсия маргарина, поступающая из смесителя под давлением до 0,125 МПа, шарики эмульсии дробятся - эмульсия гомогенизируется. Давление гомогенизации регулируют, меняя нажим пружины, винтовым регулятором.

Вытеснительный охладитель служит для охлаждения и механической обработки маргарина. Он состоит из нескольких одинановых секций (чаще трех) в зависимости от производительности установки. Каждая секция состоит из цилиндра из хромированной стали, окруженного рубашкой для хладагента (жидкого аммиака). Внутри цилиндра находится вращающийся барабан (частота вращения около 500 об/мин), на поверхности которого установлены ножи-скребки. Во время вращения ножи-скребки снимают и перемешивают застывающий слой эмульсии, которая под давлением 1,5-2,0 МПа из гомогенизатора подается в зазор между стенками цилиндра и барабана. Пройдя последовательно через цилиндры, эмульсия при температуре 10-16° С поступает в кристаллизатор, образуя уплотненную пластичную массу маргарина.

Из кристаллизатора маргарин поступает на формовочно-упаковочные автоматы, фасующие его в пачки по 200 или 250 г, а затем в укладочные автоматы для укладки в картонные короба.

Хранение маргарина, кондитерских и кулинарных жиров ведут в холодильных камерах при температуре 0-2° С и относительной влажности воздуха не более 80%.

Транспортирование маргарина, кондитерских и кулинарных жиров при температуре наружного воздуха выше 12° С разрешается только в рефрижераторах.

Качество маргарина должно соответствовать действующим ГОСТам. Все столовые и молочные маргарины должны содержать жира не менее 82%. Маргарины шоколадный и кофейный должны содержать жира не менее 62-65%. Содержание воды не более 17%. Маргарин должен иметь чистый вкус и аромат, сходные с вкусом и ароматом сливочного масла. Консистенция его должна быть однородной и пластичной, цвет - однородным по всей массе- светло-желтым для окрашенного и белым для неокрашенного. При жарении маргарин не должен разбрызгиваться.

Характеристика продукции, сырья и полуфабрикатов. Маргарин – пищевой жир из растительных и животных жиров, имеющий вид сливочного масла. При комнатной температуре маргарин имеет пластичную твердообразную структуру, которая представляет собой дисперсную систему эмульсии типа «вода в жире». Дисперсной средой этой системы является жировая основа, а дисперсной фазой – водномолочная смесь, содержащая водорастворимые компоненты.

Маргарин преимущественно предназначен для непосредственного употребления в пищу в качестве бутербродного масла и в кулинарии для приправы вторых блюд, выпечки и жарения. Из-за высокого содержания воды (16…17 %), разрушения эмульсии при нагревании и незначительного срока хранения жиров маргарин имеет ограниченное применение в промышленной переработке. Для этой цели выпускают разнообразный ассортимент специальных жиров: кондитерский, хлебопекарный, кулинарный, комбижир, гидрожир и др. В таких жирах содержание влаги обычно не превышает 0,3 %, они не расслаиваются при нагревании и обладают повышенной стойкостью при хранении продукции, в состав которой входят.

Качество маргарина оценивают по физико-химическим показателям (массовая доля жира, белков, углеводов, воды, и др.) и по органолептическим свойствам. По массовой доле жира маргарины разделяют на высокожирные (столовый, молочный) – не менее 82 %, пониженной жирности (шоколадный) – не менее 62…65 % и низкокалорийные – 40…60 %. Маргарин должен иметь чистый вкус и аромат, сходные с вкусом и ароматом сливочного масла. Консистенция его должна быть однородной и пластичной, цвет – однородным по всей массе светло-желтым для окрашенного и белым для неокрашенного. При жарении маргарин не должен разбрызгиваться.

В жировую основу маргарина входят рафинированные дезодорированные растительные масла, животные жиры, пищевые саломасы и переэтерифицированные жиры. В жировую основу вводятся также жирорастворимые добавки (красители, ароматизаторы, консерванты, витамины) и повышающие стойкость эмульсии, эмульгаторы и фосфатидные концентраты с лецитином.

Молоко применяют в натуральном или сквашенном виде для придания маргарину вкуса и аромата сливочного масла. С этой же целью добавляют ароматизаторы, а также красители, придающие маргарину цвет сливочного масла. Для обеспечения полноты вкуса используются сахар и соль, которые также повышают стойкость продукта при хранении.

Особенности производства и потребления готовой продукции. Ведущими процессами в производстве маргарина являются диспергирование рецептурных компонентов, переохлаждение и кристаллизация эмульсии типа «вода в жире». Интенсивное диспергирование проводится до размера частиц 6…15 мкм. В результате резкого охлаждения эмульсии и интенсивной механической обработки тонкого охлажденного слоя продукта происходят сложные процессы кристаллизации и рекристаллизации триацилглицеринов – жировой основы маргарина, определяя важнейшие показатели качества готовой продукции – консистенцию, пластичность и температуру плавления.

В связи с ростом потребления маргариновой продукции важной задачей становится улучшение ее ассортимента и качества. Органолептические показатели маргарина должны быть такими, чтобы можно было широко использовать этот продукт в качестве бутербродного масла. Исследования показали, что решение этой задачи может быть достигнуто выпуском наливных маргаринов.

Тенденция к существенному увеличению выработки мягких марга­ринов, фасованных в коробочки из полимерных материалов, четко прослеживается во всех промышленно развитых странах. Доля таких маргаринов составляет от 70 до 90 % общего производства столовых маргаринов. Изготовляют также диетические мягкие бутербродные маргарины, в состав жировой основы которых (до 50 %) входят глицериды физиологически активной линолевой кислоты.

В последние годы за рубежом повышают требования к маслам бутер­бродного назначения. Основное требование – легкая намазываемость при использовании непосредственно из холодильника (10 °С) и сохра­нение твердости при комнатной температуре (20 °С). Такие намазыва­ющиеся столовые масла (жировые пасты) называют «спрэды». Они могут изготовляться на основе молочного жира или не содержать его. Жир­ность спрэдов колеблется от 20 до 95 %, преимущественно 20…40 %, что требует ввода в них специальных загустителей (мальтодекстрины, желатин и др.) За рубежом выпускают их под фирменными знаками.

Маргарины выпускают как в мелкой фасовке – в пачках массой 200, 250 и 500 г, так и в крупной (монолит) – в ящиках до 25 кг.

Стадии технологического процесса. Технология твердых маргаринов предполагает осуществление следующих процессов:

– дозирование;

– смешение с получением грубой эмульсии;

– переохлаждение, совмещенное с механической обработкой (в интервале температур, близких к температуре застывания жировой основы маргарина);

– структурирование в кристаллизаторах с образованием маргарина;

Технология мягких (наливных) маргаринов основывается на следующих процессах:

– получение эмульсии (для низкожирных маргаринов предусматривается двухстадийное эмульгирование);

– пастеризация эмульсии;

– переохлаждение эмульсии с одновременной механической обработкой;

– пластификация путем декристализации;

– кристаллизация переохлажденной эмульсии;

– упаковка в потребительскую и транспортную тару.

Характеристика комплексов оборудования. Начальная стадия технологического процесса производства маргарина выполняется с помощью автоматических весов, укомплектованные баками для дозирования, а также насосами-дозаторами (безклапанными и клапанными).

Следующий комплекс линии состоит из вертикальных цилиндрических смесителей, оборудованных мешалками специальной конструкции. Требуемая температура нагрева эмульсии поддерживается пароводяной смесью, подаваемой в рубашку.

Ведущий комплекс линии состоит из оборудования для переохлаждения, которое состоит из нескольких одинаковых цилиндров теплообменников, работающих последовательно, а также кристаллизаторов, в состав которых входят фильтр-гомогенизаторы, и несколько, последовательно соединенных на фланцах цилиндрических секций.

Завершающий комплекс оборудования линии содержит машины: фасовочные, для раскрывания ящика, укладки в него пачек маргарина и обандероливания ящиков с продукцией, которые связаны между собой конвейерами.

На рис. 3.16. показана машинно-аппаратурная схема линии производства маргарина.

Устройство и принцип действия линии. При получении маргарина рафинированные жиры дозируют в бак 14 , установленный на весах. В него же дозируют эмульгатор из бака 9 насосом 10 и маслорастворимые добавки (краситель, ароматизатор) из бака 11 насо­сом 12 . Молоко из бака 6 насосом 5, вода из бака 3 насосом 4, солевой раствор из бака 1 насосом 2, водорастворимые добавки (сахар и др.) из бака 7 насо­сом 8 перекачиваются в бак 15 , установленный на весах.

Рис. 3.16. Машинно-аппаратурная схема линии производства маргарина

Взвешенные компоненты насосами 13 и 16 направляются в первые два смесителя 11 . Полученную смесь подвергают рецир­куляции с помощью насоса-эмульсатора 18 в течение 15 мин. Температура в смесителях устанавливается в зависимости от физических свойств жиров. Насос эмульсатор 17 представляет собой плунжерный насос высокого давления со специальным гомогенизирующим вентилем. В нем имеется диафрагма с небольшим отверстием, через которое продавливается рецептурная смесь, поступающая в смеситель 17 . В результате обработки в насосом-эмельсаторе 18 происходит диспергирование жировых шариков, таким образом, грубая эмульсия превращается в тонкую.

Полученную тонкую эмульсию насосом-эмульсатором 18 направ­ляют в третий смеситель 17 . Отсюда насосом 19 через двойной фильтр 20 она подается в уравнительный бак 21. Передача эмульсии в четырехцилиндровый переохладитель 23 осуществля­ется при помощи насоса высокого давления 22. В начальный период работы линии, когда еще не установился стабильный режим, маргариновая эмульсия из переохладителя 23 направляется в бак возврата 31. Переохладитель (вотатор) 23 является одним из основных аппаратов для получения маргариновой продукции и предназначен для образования пластичной структуры продукта в результате тонкого эмульгирования, охлаждения и механической обработки маргариновой эмульсии. Цилиндры переохладителя выполнены из нержавеющей стали и оснащены рубашками для хладагента (жидкого аммиака). Внутри каждого цилиндра находится вращающийся барабан (частота вращения 500 мин ‑1), на поверхности которого установлены ножи-скребки. При вращении барабана они снимают и перемешивают слой эмульсии, намерзающий в зазоре между стенками цилиндра и барабана.

Во время работы переохладителя 23 поддерживается давление эмульсии 1,5…3,5 МПа. Температура эмульсии на входе в переохладитель 38…40 °С, на выходе – 10…13 °С и зависит от состава жирового набора и режима охлаждения. Потоки эмульсии, выходящие из переохладителя, распределяются в зависимости от способа упаковки и производительности упаковочного оборудования.

При мелкоштучной упаковке продукции охлажденная эмульсия через распределительное устройство 30 и фильтры-структураторы 29 подается в кристаллизаторы 28 . В последних эмульсия превращается в уплотненную пластичную массу маргарина, которая подается в машину 26 для фасования брикетов маргарина в пачки из пергамента. Далее эти пачки конвейерами 25 передаются в машины 24 для упаковки в ящики. Избыток продукта отводится через компенсирующее устрой­ство 27 в бак возврата 31, откуда расплавленная эмульсия насо­сом 32 перекачивается в третий смеситель 17 . При выработке маргарина в блока, упакованных в ящики, переохлажденная эмульсия, минуя распределительное устройство, через фильтр 35 поступает в декристаллизатор 34, в котором в результате выделения скрытой теплоты температура маргарина повышается на 2…3 °С.

Из декристаллизатора 34 маргарин направляется в машину 33 для наполнения и взвешивания ящиков. Вначале до достижения не­обходимых параметров маргариновая эмульсия поступает в бак возврата 31. Ящики с продуктом подаются конвейером в обан­дероливающую машину, а затем на склад готовой продукции.