2 Описание принципиальной схемы технологического процесса

Производство мороженого включает в себя следующие стадии:

- приемка молока и оценка его качества;

- очистка молока, охлаждение и резервирование;

- приготовление смеси (дозирование и смешение отдельных видов сырья);

- фильтрование смеси;

- пастеризация смеси;

- гомогенизация;

- охлаждение;

- созревание;

- фризерование;

- фасование;

- закаливание;

- дозакаливание мороженого.

Приёмка молока и оценка его качества. Качество оценивают по органо-лептическим показателям, кислотности и температуре, содержанию жира. Для производства пастеризованного молока применяемое натуральное молоко должно быть не ниже 2-го сорта. Молоко 1-го сорта имеет кислотность 16-18°Т, механическую и бактериальную загрязненность 1-го класса, температуру не выше 10°С, плотность в пределах 1,030 г/см³.

При оценке качества молока из партии берут среднюю пробу, представляющую собой часть продукта, отобранную от каждой упаковки в одну емкость, а из автомобильных или железнодорожных цистерн — из каждого отсека отдельно. Перед отбором средней пробы молоко перемешивают до полной однородности. На тару со средней пробой молока наклеивают этикетку, указывают сдатчика и дату поступления.

Очистка молока, охлаждение и резервирование. Молоко, поступающее на завод, содержит механические включения, поэтому применяют центробежную очистку молока на сепараторах-молокоочистителях, которая осуществляется одновременно с нормализацией. Очистка, нормализация, гомогенизация, пастеризация и охлаждение происходят в потоке на пластинчатых пастеризационно-охладительных установках в комплекте с гомогенизатором.

На заводах после очистки и охлаждения (до 2-4°С) молоко при необходимости хранят в промежуточных емкостях не более 48 ч.

Очистка и нормализация проводится при 40 ± 5°С на сепараторах-молокоочистителях и сепараторах-сливкоотделителях. Нормализация осуществляется в потоке путем смешивания сливок и обезжиренного молока в таких пропорциях, чтобы обеспечить заданную жирность молока.

Нормализованная смесь молока поступает в гомогенизатор, представляющий собой плунжерный насос высокого давления при температуре не менее 60°С. При давлении 12,5 ± 2,5 МПа в гомогенизаторе происходит раздробление жировых шариков, а дестабилизированный в результате механического и теплового воздействия молочный жир приобретает белково-лецитиновую оболочку. Размер жировых шариков при гомогенизации уменьшается в 10 раз, а скорость их всплывания, рассчитанная по формуле Стокса, — в 100 раз. Благодаря гомогенизации молока в течение срока реализации замедляется образование сливочной пробки на поверхности молока.

Приготовление смеси. Процесс происходит в ваннах, имеющих тепловую рубашку и мешалку. Как правило, для этого исполь­зуются сыродельные ванны. Для более полного и быстрого растворения и равномерного распределения компонентов смесь со­ставляют в определенной последовательности. Первыми в смеси­тельную ванну вносят жидкие продукты (воду, молоко, сливки и др.), подогревая их до температуры 35—45°С. При постоянном перемешивании в ванну вносят сначала сгущенные продукты и расплавленное сливочное масло, а затем сухие и яичные продук­ты. В последнюю очередь, перед пастеризацией, вносят стабили­заторы. При употреблении метилцеллюлозы ее добавляют в уже готовую и охлажденную смесь непосредственно перед фрезерованием. Тогда же вносят ароматические и некоторые вкусовые вещества.

Составление смеси является длительной операцией, требую­щей больших затрат труда, в том числе и ручного. При поточ­ном методе производства мороженого процесс составления сме­си полностью механизирован. В этом случае все составные час­ти смеси предварительно переводят в жидкое состояние, соблюдая необходимое содержание в них жира, СОМО и саха­ра. При помощи электронных весов отвешивают необходимое количество каждой жидкой части, направляют их в смеситель­ные ванны, откуда после тщательного их перемешивания смесь идет на дальнейшую переработку.

Фильтрование. После приготовления смесь фильтруют. Обычно используются двухсекционные емкостные фильтры. Процесс фильтрации принципиально необходим, т.к. последующее оборудование критично воспринимает присутствующие в смеси нерастворенные комочки сухих веществ, не говоря уже о мешковине и прочих "результатах" производственной деятельности предприятия.

Пастеризация. Пастеризацию смеси на пластинчатой пастеризационно - охладительной установке осуществляют при температуре 80...85°С с выдержкой в 50...60 сек. При пастеризации в емкостных теплообменных аппаратах периодического действия применяются следующие режимы: 68...72°С, выдержка 25...30 мин; 73-77°С, выдержка 15...20 мин; 83-87°С, выдержка 3...5 мин. Гомогенизация. Необходима для стабилизации эмульсии. Осуществляется при температуре близкой к температуре пастеризации. Чем больше массовая доля жира в смеси, тем меньше давление гомогенизации. При производстве мороженого рекомендуется использовать двухступенчатую гомогенизацию. В зависимости от вида смеси мороженого применяются следующие режимы гомогенизации - от 7 до 12,5 МПа для первой ступени и 4,5-5,0 МПа - для второй ступени. Использование процесса гомогенизации смеси мороженого позволяет добиться требуемой степени взбитости и хорошей консистенции готового продукта. 

Охлаждение. После гомогенизации смесь охлаждают до t 2...60°С. Для этой цели используют пластинчатые пастеризационно-охладительные установки, пластинчатые и кожухотрубные охладители, ВДП, сливкосозревательные ванны и др. Смесь охлаждают сначала проточной водой, затем ледяной водой с t 1...2°С или хладоносителем (рассолом) с t не выше -5°С. Созревание. Смесь направляют в резервуары или сливкосозревательные ванны, где производят хранение при t 4...6°С не более 24 час, при t 0...4°С не более 48 час. Хранение является обязательной стадией технологического процесса только для смесей мороженого, приготовляемых с использованием желатина (стабилизатора). Такие смеси требуется выдерживать при t не выше 6°С, 4...12 час. 

Фризерование смеси. При фризеровании смесь взбивается (насыщается воздухом), частично замораживается. Используются фризеры непрерывного или периодического действия. Во фризер смесь поступает с t 2...6°С, t мороженого на выходе должна быть не выше -3.5°С, за исключением мороженого, вырабатываемого с использованием эскимогенераторов. Взбитость мороженого составляет 40..60% в зависимости от вида мороженого и используемого фризера.

Фризерование смеси. Эта операция является основной при производстве мороженого, в процессе которой смесь превраща­ется в кремообразную, частично замороженную и увеличиваю­щуюся в объеме массу. В охлажденной смеси от ¹/₃ до ¹/₂ части всей воды находится в свободном, несвязанном виде. В процес­се фризерования именно эта вода замораживается, превраща­ется в мелкие кристаллики льда. В зависимости от вида вырабатываемого мороженого и от температуры фризерования замо­раживается 29—67% всей свободной воды. Консистенция мороженого в значительной степени зависит также от размеров полученных кристалликов льда, которые не должны превышать 100 мкм. При правильном замораживании влаги продукт приоб­ретает достаточно плотную кремообразную структуру, без ощу­тимых кристалликов льда.

При фризеровании происходит насыщение мороженого воз­духом, который равномерно распределяется по всей массе в ви­де пузырьков диаметром не более 60 мкм. В результате насы­щения воздухом объем замороженной смеси увеличивается в 1,5—2 раза.

Наиболее совершенным оборудованием для замораживания смеси являются фризеры непрерывного действия, в которых про­цесс происходит моментально и получаемый продукт имеет вы­сокое качество.

Подача во фризер смеси, воздуха и вы­грузка мороженого осуществляются принудительно, под давле­нием. Поэтому в замерзшей смеси, находящейся под давлением 0,5—0,8 МПа, пузырьки воздуха находятся в сжатом состоянии. При выходе из фризера, попадая в условия нормального давле­ния, пузырьки воздуха увеличиваются в объеме, что, в свою оче­редь, увеличивает объем мороженого, то есть повышает его взби­тость. Замороженная смесь выходит из фризера с температурой от минус 3 до минус 5°С и взбитостью, достигающей 100%.

Уменьшение взбитости мороженого резко снижает его каче­ство, продукт приобретает плотную консистенцию с грубой структурой. При слишком высокой взбитости появляется снего­образная консистенция, что также снижает качество продукта. Для мороженого, вырабатываемого на молочной основе, взбитость рекомендуется 70—100%, для плодово-ягодных и арома­тических видов — 35—40%. Определяют взбитость весовым или объемным методом.

Фасование. Выходящее из фризе­ра мороженое немедленно поступает на фасование. По виду упа­ковки промышленность выпускает мороженое весовое и фасо­ванное. Весовое мороженое фасуют в крупную тару: гильзы или ящики из гофрированного картона вместимостью не более 10 кг. Заполненные мороженым гильзы плотно закрывают крышками, под которые помещают прокладки из пергамента, подпергамента или полиэтиленовой пленки. Каждая гильза снабжается маркировочной биркой и пломбируется. Ящики из гофрированного картона имеют полиэтиленовые вкладыши, ко­торые после заполнения мороженым плотно закрывают при по­мощи термосварки или липкой ленты. Снаружи ящики оклеива­ют бумажной лентой и каждый из них маркируют.

Фасованное мороженое выпускают мелкими порциями, мас­сой от 50 до 250 г, в форме однослойных и многослойных брике­тов, цилиндров, прямоугольных параллелепипедов или усечен­ных конусов. Мороженое может быть с вафлями и без них, покрыто глазурью и без нее, упаковано в этикетку или пакетик, в виде эскимо, в бумажных или полистироловых стаканчиках, в коробочках из бумаги или фольги, в вафельных стаканчиках, рожках, трубочках и конусах. Фасованное мороженое выпускают также массой 0,5; 1 и 2 кг в коробках из картона, а также в виде тортов и кексов массой 0,25; 0,5; 1 и 2 кг.

Закаливание. В процессе закаливания образуются новые кристаллики льда и происходит их срастание в жесткий кристаллизационный каркас. В результате мороженое приобретает плотную консистенцию и высокую прочность. В процессе закаливания общее ко­личество замороженной свободной воды в мороженом доходит до 90%, а температура в толще порции хорошо закаленного мо­роженого находится в пределах от минус 10 до минус 18⁰С. В оставшемся небольшом количестве воды сильно возрастает концентрация сахара и солей; чтобы заморозить такие раство­ры, необходима температура от минус 50 до минус 55⁰С.

Мороженое закаливают в специальных закалочных камерах, морозильных аппаратах или эскимогенераторах. В закалочных камерах воздух охлаждается до минус 30°С в результате непосредственного испарения аммиака в батареях, расположенных, как правило, в виде стеллажей. Гильзы или картонные ящики с мороженым устанавливают на стеллажах, на некотором расстоянии друг от друга—для циркуляции холодного воздуха.

Продолжительность закаливания влияет на качество готовой продукции. При быстром замораживании воды в мороженом об­разуются мелкие кристаллики льда, и оно будет иметь более нежную консистенцию. Можно значительно сократить продол­жительность закаливания мороженого, применив в камере при­нудительную циркуляцию воздуха. Если при естественной цир­куляции воздуха в камере с температурой минус 22^СС закали­вание мороженого в гильзах продолжается не менее 24 ч, то при усиленной циркуляции воздуха, скорость движения которого 3— 4 м/с, оно сокращается до 10—12 ч.

Морозильные аппараты представляют собой прямоугольные стальные хорошо изолированные камеры с бесконечным цепным транспортером, на котором укреплены люльки для мороженого. Внутри камеры расположены батареи испарителя, в которых происходит кипение аммиака, и температура воздуха в аппарате снижается до минус 30°С. Специальными вентиляторами воздух продувается через батареи, что ускоряет процесс закаливания. При движении транспортера внутри камеры мороженое обдува­ется холодным воздухом и закаливается за 35—45 мин.

Дозакаливание. Производят в закалочных камерах или камерах хранения в течение 24...36 час. Закаленное мороженое помещают в камеру хранения.