UNIVERSITATEA ŞTEFAN CEL MARE DIN SUCEAVA FACULTATEA DE INGINERIE ALIMENTARĂ

PROGRAM DE STUDII: PROTECȚIA CONSUMATORULUI ȘI A MEDIULUI

MATERIALE pentru ECHIPAMENTE DIN INDUSTRIA LAPTELUI

Cadru didactic:Şef lucrări dr. ing. Silviu-Gabriel STROE

Student:

Avădănii Sorina - GabrielaProgram de studii: PCMAnul:III

SUCEAVA, 2014

MATERIALE ȘI ECHIPAMENTE DIN INDUSTRIA LAPTELUI

CUPRINS

I. INTRODUCEREII. SCHEMA TEHNOLOGIC DE FABRICARE A CAŞCAVALULUIIII. PRIMA FAZĂ: FABRICAREA CAŞULUI PENTRU CAŞCAVAL

1. Recepţia, filtrarea şi curăţirea laptelui2. Normalizarea laptelui3. Pasteurizarea şi răcirea laptelui4. Pregătirea laptelui pentru închegare5. Închegarea laptelui6. Prelucrarea coagulului7. Trecerea caşului pe crintă şi presarea8. Maturarea caşului

IV. A DOUA FAZĂ: FABRICAREA CAŞCAVALULUI PROPRIU-ZIS1. Tăierea caşului felii2. Opărirea caşului3. Frământarea pastei şi formarea bucăţilor de caşcaval4. Zvântarea caşcavalului5. Maturarea caşcavalului6. Ambalarea şi etichetarea caşcavalului7. Depozitarea caşcavalului

Materiale și echipamente din industria laptelui

Materialele metelice se obțin din minereuri și zăcăminte minerale care conțin metale, în urma procedeelor de extracție, preparare și prelucrare metalurgică.Aceste materiale se vor utiliza în construcția organelor de mașini în funcție de proprietățile lor.Metalele sunt elemente chimice cu caracter electropozitiv (element chimic care în proces chimice cedează electroni, transformându-se în ioni pozitivi)

Clasificarea materialelor:

1.În funcție de proveniența lor: naturale artificiale (fabricate de către om prin diverse tehnologii)

2. În funcție de structural lor: simple (monocomponent) complexe (bisau multicomponent)

3. În funcţie de compoziţia lor chimică, materialele pot fi : anorganice organice combinate (compozite)

4.Cea mai utilizată clasificare a materialelor estea ceeadupă natura legăturii chimice: cristale IONICE –legaturăionicăîntre cationi / anioni cristale COVALENTE –legaturăcovalentăîntre atomi cristale METALICE –legaturămetalicăîntre atomi sau ioni intermetale semiconductori polimeri materiale compozite materiale ceramice (porţelan, faianţă, sticle etc.)

Utilajele folosite la obținerea cașcavalului: pasteurizatorul; vană de înghegare și pasteurizare a laptelui; vană de opărire; mașină de tăiat cașcavalul; agregat de formare a cașcavalului;

Utilajul folosit pentru pasteurizare - pasteurizatoul.

Materialul folosit este oțelul inoxidabil. In interior exista un amestecator-agitator ce functionea a cu rotatii stabile 30 rotatii/min, pentru amestecarea laptelui si lirataiele coagul;In exterior fierbatoarele sunt izolate termic, pentru a se evita pierderile termice.Utilajele sunt echipate cu termometre pentru a indica temperature laptelui.Oțelurile sunt aliaje Fe-C care conțin până la 2,%C și se obțin prin reducerea conținutului de carbon fin fontă.Aceste aliaje sunt cele mai utilizate materiale de construcție datorită proprietăților fizico-mecanice ridicate.Strucura și proprietățile oțelurilor sunt determinate de conținutul de carbon și de alte elemente de aliere ( nichel, crom, molibden), respectiv compoziția acestora.

Toate aparetele, utilajele și instalațiile folosite, care vin în contact cu laptele și produsele lactate fabricate, trebuie să fie executate din material rezistente, necorodabile, ușor de curățat și dezinfectat.De asemenea , o condiție importantă este ca materialelemdin care sunt executate să nu transmită laptelui și produselor fabricate,substanțe dăunătoare pentru sănătatea consumatorului sau să producă modificări anormale ale caracteriticilor acestora.

IV.

Recepţia laptelui

Filtrarea şi curăţirea laptelui

Normalizarea laptelui

Pasteurizarea şi răcirea laptelui (facultattiv)

Pregătirea laptelui pentru închegare (facultativ)

Închegarea laptelui

Pregătirea coagulului în vana de închegare

Presarea caşului pe crintă

Maturarea caşului

Tăierea caşului în felii

Opărirea caşului

Frământarea pastei şi formarea bucăţilor de caşcaval

Zvântarea caşcavalului

Ambalarea şi etichetarea caşcavalului

Maturarea caşcavalului

Depozitarea caşcavalului

Sare

Zer

Zer

Smântână

Enzimă coagulantă

Clorură de calciuCulturi lacticeIII.

III. Prima fază: Fabricarea caşului pentru caşcaval

II. SCHEMA TEHNOLOGICĂ DE FABRICARE A CAŞCAVALUL DALIA

III. PRIMA FAZĂ: FABRICAREA CAŞULUI

Recepţia, filtrarea şi curăţirea laptelui

Laptele integral destinat fabricării caşului pentru caşcaval (caşul baschiu) este mai întâi recepţionat, filtrat şi curăţat de impurităţile conţinute, după care este trecut la prelucrare, conform schemei tehnologice de fabricare a caşcavalului Dalia.

1. Normalizarea laptelui

Prin normalizare, continutul de grasime al laptelui este reglat valoric, in functie de norme sau standarde. Operatia prin care laptele este adus la 2% grasime este realizata prin amestecul laptelui integral cu smantana.Omogenizarea laptelui este o etapa indispensabila procesatorilor ce vor sa evite separarea grasimii la suprafata, in timpul depozitarii. Se urmareste stabilizarea emulsiei de grasime prin omogenizarea la o presiune maxima de 200 atmosfere si o temperatura situata intre 60 si 80 de grade Celsius. Practica si utilizata frecvent este omogenizarea in doua trepte (200 at si 50 at).Pentru obţinerea caşcavalului cu conţinutul de grăsime prevăzut, este necesar ca laptele să se normalizeze la conţinutul de grăsime indicat conţinutul de grăsime al laptelui de vacă %: 3,2; 3,3; 3,5;3,7;3,9%, Conţinutul de grăsime al laptelui normalizat, %- 3; 3; 3,1%.

3.Pasteurizarea şi răcirea laptelui

La fabricarea caşcavalului nu se prevede în mod obligatoriu să se facă pasteurizarea laptelui, întrucât se consideră că prin opărirea caşului se asigură în suficientă măsură distrugerea microorganismelor conţinute. Dacă totuşi se apreciază că se impune efectuarea pasteurizării laptelui, atunci este indicat ca aceasta să se facă în cazanul sau în vana de închegare, la temperaturi mai reduse (68..72oC timp de 10..15 minute), deoarece o tratare termică prea intensă dăunează calităţii caşului ce se va obţine, iar opărirea acestuia se face cu dificultate mai mare.

După pasteurizare, laptele este răcit la o temperatură cât mai apropiată de temperatura de închegare, care, în general, este cuprinsă între 32..35oC.

4.Pregătirea laptelui pentru închegare

Dacă laptele destinat prelucrării în caşcaval nu a fost pasteurizat, atunci se va încălzi la temperatura de închegare, după care se pregăteşte pentru închegare, pregătire ce constă în adăugarea de clorură de calciu şi culturi de bacterii lactice selecţionate.

5. Închegarea laptelui

Închegarea laptelui se face la temperatura de 32..35oC iar cantitatea de enzimă coagulantă se dozează astfel încât închegarea laptelui să se realizeze în 30..40 minute, parametri ce pot să varieze în funcţie de:

- calitatea materiei prime. Dacă aciditatea laptelui este mai ridicată, atunci închegarea se face la temperaturi mai scăzute şi într-un timp cât mai scurt, în schimb, dacă laptele este proaspăt şi are aciditatea redusă, atunci temperatura de închegare poate să fie şi mai ridicată.

- Anotimpul în care se face prelucrarea. Are o influenţă importantă fiind indicat ca vara să se practice temperaturi mai reduse, cuprinse între 28..31oC, iar în perioadele friguroase, temperatura de închegare va fi ridicată, cuprinsă între 31..35oC.

- temperatura din secţia de fabricaţie. În condiţii normale, temperatura în interiorul secţiei de fabricaţie trebuie să fie de circa 20oC, iar în cazul în care aceasta este mai ridicată, temperatura de închegare va fi mai redusă şi invers.

.

6.Prelucrarea coagulului

Prin aceasta se urmăreşte uniformizarea conţinutului de grăsime şi a temperaturii, întrucât, în timpul închegării, o parte din grăsime s-a ridicat la suprafaţă, iar stratul superior de coagul se răceşte, mai ales atunci când temperatura din încăpere este mai scăzută. Operaţiunea se execută cu căuşul, prin preluarea stratului de coagul începând de la o margine a cazanului sau a vanei şi depunerea în partea opusă, efectuându-se, totodat, întoarcerea cu atenţie a feliilor de coagul.

Operaţiunea de mărunţire durează circa 10..15 minute şi trebuie efectuată cu atenţie, fără a brusca sau forţa prelucrarea coagulului, iar pe măsură ce boabele de coagul încep să se formeze, procesul de mărunţire poate fi intensificat.

Urmează deshidratarea şi uscarea boabelor de coagul şi în acest scop se face „încălzirea a II-a” ce constă în creşterea progresivă a temperaturii până la 38..40oC, sub o agitare continuă cu amestecătorul în formă de ghem şi menţinerea un anumit timp la această temperatură. Încălzirea poate fi realizată prin admisia agentului termic (abur sau apă fierbinte) între pereţii dubli ai cazanului sau ai vanei de închegare sau prin introducerea direct peste boabele de coagul a apei potabile încâlzite la temperatura dde 55..60oC şă amestecarea cu aceasta.Astfel, în cazul în care încălzirea se face prin admisia agentului termic între pereţii dubli ai cazanului sau ai vanelor, creşterea temperaturii în primele 10 minute se face cu 1oC la 2 minute, apoi, în continuare cu 1oC pe minut, pânî la atingerea temperaturii de 38..40oC, iar dacă încălzirea se face prin introducerea de apă caldă direct peste boabele de coagul, aceasta se adaugă în mai multe reprize, în jet subţire prin stropirea pereţilor. Cu cât amestecarea se face mai energic şi temperatura este mai ridicată, fără a depăşi limitele prevăzute, cu atât mai repede şi mai complet se face deshidratarea şi uscarea boabelor de coagul. În condiţii normale de prelucrare, această operaţiune durează circa 15..20 minute de la atingerea temperaturii prevăzute.

De modul în care se face mărunţirea coagulului, aplicarea temperaturii şi a duratei de încălzire, depinde în cea mai mare măsură obţinerea caşului cu parametri corespunzători din punct de vedere calitativ (umiditate, aciditate, consistenţă).

Mai trebuie avut în vedere că la închegarea laptelui de oaie se obţine un coagul mai compact, din care eliminarea zerului se face mai greu, de aceea înclăzirea a II-a se face la temperaturi mai ridicate, respectiv 400..42oC şi durata va fi mai mare.

7.Trecerea caşului pe crintă şi presarea

După ce în vană s-a format o masă compacă de caş, bine legată, se taie în bucăţi şi se trece pe crintă, în pânză sedilă, pentru presare. Operaţiunea de presare se realizează progresiv, până la realizarea unei forţe de presare de 2..3 kgf/kg caş şi durează circa 20..30 minute, când eliminarea zerului încetează iar consistenţa caşului este suficient de tare. Dacă se impune scurtarea duratei de presare şi o eliminare mai avansată a zerului, atunci forţa de presare poate fi majorată până la 10 kgf/kg caş.

8.Maturarea caşului

Maturarea caşului este o operaţiune deosebit de importantă a procesului de fabricare a caşcavalului, în care caşul dobândeşte unele proprietăţi ce asigură ca opărirea acestuia să se facă în condiţii optime, cu pierderi minime, precum şi obţinerea unui produs finit de calitate, cu conservabilitate mare.

În condiţii normale , maturarea caşului se face la temperatura de 24..28oC, iar durata este de 6..10 ore, timp în care aciditatea trebuie să ajungă la 190..220oT, respectiv pH=5.1..4.8. Principalii factori ce detrmină acest proces sunt calitatea materiei prime folosite şi condiţiile de temperatură existente în camera de maturare. Astfel, cu cât aciditatea laptelui prelucrat va fi mai mare, cu atât durata maturării va fi mai scurtă şi invers.

Practic, este posibil ca maturarea caşului să se realizeze foarte repede, într-o oră- două, sau să dureze mai mult, peste 20 ore.

O metodă deasemenea simplă, dar care oferă rezultate mai precise, constă în determinarea pH-ului, cu un pH-metru sau cu ajutorul hârtiei indicatoare, ce se introduce într-o crestătură proaspătă făcută în bucata de caş şi prin compararea coloraţiei obţinute cu culorile etalon se stabileşte pH-ul.

IV. FABRICAREA CAŞCAVALULUI

Primele operaţiuni ale procesului de fabricare a caşcavalului, respectiv, tăierea caşului, opărirea şi formarea bucăţilor de caşcaval, pot fi făcute după procedeul clasic, în condiţii semimecanizate sau mecanizate, utilizând un agregat performant din punct de vedere tehnic.

1. Tăierea caşului în felii

Prima operaţiune în cadrul procesului de fabricare propriu-zisă a caşcavalului este tăierea caşului maturat în felii subţiri, pentru a putea fi opărit în bune condiţii. În acest scop, caşul maturat este mai întâi tăiat în bucăţi având lăţimea de 6..10 cm şi o lungime potrivită, care se introduc în maşina de tăiat cu cuţite rotative, pentru a se obţine felii tăiate cât mai uniform, cu grosimea de 0,3..0,5 cm, ce sunt colectate într-un bazin

MAŞINĂ DE TĂIAT CAŞ FELII

Maşina este destinată tăierii caşului maturat, în felii de 4...5 mm grosime, în vederea opăririi, pentru obţinerea brânzeturilor cu pasta filată. Este executată în întregime din oţel inoxidabil, corespunzând normelor igienico-sanitare în vigoare.

Se compune din:- Batiu, construcţie sudată;- Disc rotativ cu patru cuţite;- Jgheab de alimenatre cu caş;- Apărătoare pentru discul rotativ cu cuţite;- Dispozitivul de antrenare, format din motoreductor cu cuplaj de siguranţă.

-

Fig. Maşină de tăiat caş felii

MAŞINĂ DE TĂIAT CAŞ FELIIToate părţile componente ale maşinii, cu excepţia dispozitivului de antrenare, sunt

executate din oţel inoxidabil.

Fig. Maşină de tăiat caş1. Masă; 2. Dispozitiv de tăiere; 3, Carcasă de protecţie a discului de taiere;

4. Jgheab de alimentare; 5. Dispozitiv de antrenare

2. Opărirea caşului

Opărirea caşului este o operaţiune specifică procesului de fabricare a caşcavalului, prin care se urmăreşte transformarea caşului maturat – tăiat felii, într-o pastă cu consistenţă moale, uniformă, care se frământă şi se leagă bine, pentru a fi introdusă în forme.

Operaţiunea de opărire se face într-un cazan cu pereţi dubli, având capacitatea de 100...200 l, în care se introduce apă şi se dizolvă sare, pentru realizarea unei concentraţii de 10...12% sare.

Apa din cazan se încălzeşte la temperatura de 72...75°C, temperatura ce va fi menţinută constantă pe tot timpul lucrului, operaţiune ce se realizează prin introducerea de agent termic (abur cu presiunea de 0,7 bari sau apă fierbinte la 95°C) între pereţii dubli. Este posibil să se utilizeze cazane de capacitate mai mică (80...100 1), încălzite electric şi care prezintă avantajul că procesul de încălzire şi menţinere constantă a temperaturii pot fi automatizate.

Pentru introducerea caşului în apa din cazan, iniţial era utilizat un coş special, din nuiele cojite, dar în prezent secţiile de caşcaval folosesc un recipient în formă cilindrică cu găuri, din material plastic sau din tablă metalică (inox sau aluminiu), deschis complet la un capăt şî prevăzut cu două torţi dintr-un material termoizolant, pentru manipulare, care în vorbirea curentă este numit tot "coş de opărire".

Durata de execuţie a acestei operaţiuni este de cca. l min, timp în care temperatura în masa de caş ajunge la 55...56°C.

Atunci când aciditatea apei de opărire depăşeşte 50°T, se va înlocui.

VANĂ DE OPĂRIRE

Este destinată opăririi caşului tăiat felii, în vederea obţinerii brânzeturilor cu pasta filată (caşcaval). Execuţia vanei este în întregime din oţel inoxidabil, fiind corespunzătoare normelor igienico-sanitare în vigoare.

Vana de opărire se compune din:- Vana propriu-zisă, cu pereţi dubli;- Grătar - coş pentru opărirea caşului;- Sistem de încălzire electric, cu temperatura termostatată.

Fig. Vană de opărire

VANĂ DE OPĂRIRE TIP VO 200

Vana se utilizează pentru încălzirea şi menţinerea la temperatura de 72-75°C, a apei de opărire a caşului pentru fabricarea caşcavalului. Vana foloseşte ca agent de încălzire abur saturat sau apă caldă cu temperatura de 95CC, furnizată de centrala termică.

Vana, arătată în figură, se compune din vana interioară (1), cu perete dublu (2), ce formează compartimentul de încălzire (3), peste care este prevăzut un strat de ter-moizolatie (4) şi mantaua exterioară de protecţie (5). Pentru intrarea şi ieşirea agentului de încălzire, vana are ştuţuri ce se racordează la reţeaua respectivă, iar golirea apei de opărire se face prin conducta (6) cu robinet de închidere la partea inferioară a vanei.

Fig. Vană de opărire tip VO 2001. Vana interioară; 2. Perete dublu; 3. Compartimentul de încălzire; 4. Strat de

izolaţie; 5. Manta exterioară; 6. Conductă de golire

3. Frământarea pastei şi formarea bucăţilor de caşcaval

Din coşul de opărire pasta de caş este trecută pe masa de prelucrare, unde se efectuează frământarea cu ambele mâini, pentru eliminarea apei şi uniformizarea consistenţei, în vederea introducerii în forme. Este considerată una dintre cele mai importante operaţiuni în procesul de fabricare a caşcavalului, iar executarea acesteia necesită o anumită îndemânare, ce se dobândeşte doar după o practică mai îndelungată.

Masa pe care se face prelucrarea este puţin înclinată spre unul din capete, are formatul dreptunghiular, cu lăţimea de 80...90 cm şi lungimea de 2...2,5 m, iar pentru a se preveni scurgerea pe părţile laterale a zerului rezultat din prelucrarea pastei, este indicat sa aibă un chenar sau rebord cu înălţimea de 4...5 cm. La început, mesele erau executate din lemn, dar în prezent sunt utilizate numai mesele cu blatul din tablă de inox, care asigură menţinerea unor condiţii igienice mai bune. dar în acelaşi timp prezintă dezavantajul -mai ales atunci când în încăperi temperatura este mai redusă - că în timpul prelucrării pasta de caş se răceşte destul de mult, motiv pentru care este bine ca pe porţiunea pe care se face frământarea şi formarea caşcavalului masa să fie placată cu o planşetă din material plastic, detaşabilă, pentru a putea fi zilnic scoasă şi igienizată.

4. Zvântarea caşcavalului

Formele cu caşcaval sunt trecute în camera de zvântare, la temperatura de 20...22°C şi sunt aşezate pe mese cu blatul din inox sau pe rafturi acoperite în prealabil cu pânză sedilă unde se menţin timp de 24...30 ore. chiar mai mult de 48 ore dacă este nevoie, pentru ca pasta să se răcească şi sa se zvânte cât mai bine. Pentru a se favoriza eliminarea resturilor de apă şi a aerului înglobat, caşcavalul crud va fi înţepat, imediat după formare, în cât mai multe locuri, cu un ac din sârmă de inox, având grosimea de 2...3 mrn şi o lungime corespunzătoare.

5. Maturarea caşcavalului

Maturarea caşcavalului ca şi a altor brânzeturi este un proces biochimic complex, în care principalii componenţi - lactoza, grăsimea şi substanţele proteice - sub acţiunea microorganismelor şi a enzimelor suferă transformări importante, având ca urmare o îmbunătăţire a calităţii la toţi parametrii (proprietăţi organoleptice, fizice şi chimice).

Prematurarea se face la temperatura de 18...20°C, timp de 10...12 zile, iar maturarea propriu-zisă la temperaturi mai scăzute, de 16...18°C, timp de până la 45 zile. în funcţie de condiţiile existente şi scopul urmărit, valorile temperaturii de maturare pot să fie mai rednse, respectiv 16.,.18°C în prima fază, apoi 14...15°C în ultima fază şi, în acest caz, procesul de maturare se produce mai lent, necesitând o durată mai mare de menţinere, în schimb produsul obţinut are proprietăţi organoleptice mai bune (conţinut de umiditate mai mare, consistenţă mai moale, gust aromat).

Umiditatea relativă a aerului în camerele de maturare va fi de 83...85%, mai redusă la zvântare şi în prima fază de maturare a caşcavalului

AGREGAT PENTRU FORMAREA CAŞCAVALULUI

Agregatul pentru formarea caşcavalului este o instalaţie tehnologică complexă, cu care se realizează tăierea, opărirea, saramurarea şi prelucrarea caşului maturat (başchiu), urmate de formarea roţilor de caşcaval.

Agregatul este realizat, în totalitate, din oţel inoxidabil, înalt aliat, şi este montat pe un cadru din profile de inox, prevăzut cu şase picioare de sprijin, cu vârfuri reglabile, pentru aşezarea în poziţie orizontală.

.Pregătirea pentru lucru a agregatuluiPentru început, se umple vana cu saramură, cu concentraţia de 22%, nivelul acesteia

trebuind sa fie la 100...200 mm sub marginea vanei, după care se deschide robinetul de pe conducta de alimentare cu agentul termic şi se începe astfel încălzirea saramurii, până la 72"C, temperatură ce este afişată pe tablo

ul electric de comandă.

6. Ambalarea şi etichetarea caşcavalului

Pentru ambalarea caşcavalului se folosesc mai multe tipuri de maşini ce realizează vacuumarea pungilor şi închiderea acestora prin termosudare. Acestea sunt formate, în principal, din camera de vidare din oţel inoxidabil, ce se închide cu un capac blindat, cu geam transparent, pentru vizualizarea procesului de ambalare, în interiorul camerei de vidare sunt prevăzute bacurile (barele) de termosudare a pungilor, dedesupt se află pompa de vid, iar pe panoul frontal sunt aparate de măsură şi un programator electronic pentru comanda şi controlul procesului.

De regulă, în interiorul camerei de vacuumare se introduc una sau două bucăţi de caşcaval, care se vacuumează şi se termosudează simultan, iar capacitatea maşinii este de 2...3 cicluri pe minut, durata efectivă a ciclului depinzând de mărimea ambalajului şi gradul de vacuumare dorit.

Dacă pungile folosite sunt de tipul "contractibile", atunci după scoaterea ambalajului cu produs din camera de vacuumare, acesta se scufundă într-un cazan (tanc) cu apă fierbinte, încălzită electric la temperatura de 93...95°C şi se menţine timp de 1..2 sec. pentru contractarea foliei din material plastic şi mutarea pe suprafaţa caşcavalului, după care sunt lăsate un timp pentru răcire şi uscare.

8. Depozitarea caşcavalului

Caşcavalul ambalat în pungi din material platic şi etichetat cu datele necesare se depozitează în camere frigorifice curate, dezinfectate, bine aerisite, fără mirosuri străine, la tempareatura de 2...8°C şi umiditatea relativă a aerului de 80...85%. în mod excepţional, pentru o durată scurtă, depozitarea se poate face şi în încăperi având temperatura maximă de 14°C. în depozit, roţile de caşcaval vor fi aşezate pe rafturi în coloane de 4...5 bucăţi, pe date de fabricaţie, iar livrarea se va face în ordinea fabricaţiei.