Date post: | 02-Jul-2015 |
Category: |
Documents |
Upload: | alina-dogariu |
View: | 1,183 times |
Download: | 2 times |
Universitatea BacăuFacultatea de Inginerie
PROIECT
Coordonatori : Student: Prof. Drd.Ing.Iuliana Sion Asist.Drd.Ing. Alisa Aruş
2008
Tema proiectului
Să se proiecteze o secţie de prelucrare a laptelui în
vederea obţinerii de lapte praf , formula pentru
sugari, cu o capacitate de 15 tone/an produs finit.
Capitolul 1
1.1. Caracteristicile materiei prime.
Laptele de vacă.
Laptele este un lichid de culoare alb-gălbuie secretat de glanda mamară a maniferelor, ce
conţine toate subtanţele nutritive necesare pentru hrănirea şi dezvoltarea noilor născuţi.
Din laptele materie primă se fabrică o gamă diversificată de produse care ocupă un loc
important in alimentaţia zilnică a tuturor categoriilor de persoane: copii, tineri, adulţi şi
vârstnici.Acestea au o valoare foarte mare deoarece conţin toate substanţele nutritive-
proteice, hidraţi de carbon, grasime, săruri minerale, vitamine, emzime ş.a., necesare
alimentaţiei omului, contribuind totodată la mentinerea unei stări bune de sănătate. Fapt
pentru care sunt considerate printe cele mai valoroase produse alimentare.
Astfel , din laptele de vacă se pot obtine prin prelucrare: lapte de consum, produse
proaspete acide ( iaurt, lapte bătut, chefir), lapte praf, smântâna pentru alimentaţie, unt,
branză proaspăta, brânzeturi în saramură, brânzeturi maturate ş.a.
1.1.1 Compoziţia chimică
Cel mai important component al laptelui este substanţa uscată ce este formată din:
substantă grasă, substanţe azotoase, lactoza, săruri minerale, vitamine, enzime, toate
acestea determinând valoarea nutritivă a acestui produs deosebit de valoros.
Componenţii ce formează substanţa uscată sunt dizolvaţi în apa din lapte sub diferite
forme:
-în emulsie : grăsimi, vitaminele liposolubile;
-în dispersie coloidală : substanţele proteice;
-în soluţie : lactoza, sărurile minerale, vitaminele hidrosolubile.
O altă componentă importantă din punct de vedere cantitativ o reprezintă conţinutul
de apă care este cuprins între 80-90%.
Laptele are un conţinut variabil de gaze înglobate ce reprezintă cca. 7…8% din volum,
format din dioxid de carbon, azot si oxigen, iar ulterior, ca urmare a manipulărilor la care
este supus (transvazare, filtrare, agitare) şi a contactului cu aerul mediului înconjurător,
acesta scade dar în schimb creşte cel de oxigen şi azot. Conţinutul de gaze al laptelui nu
prezintă nici o importanţă deosebită şi acestea sunt îndepărtate în timpul prelucrării
(pasteurizării ) laptelui. Trebuie însă avut în vedere că prezenţa în cantitate prea mare a
oxigenului poate determina apariţia unor defecte de gust şi contribuie la diminuarea
conţinutului de vitamina C.
1.1.2 Substanţe proteice
Sunt substanţe organice complexe, în compoziţia cărora intră carbon, hidrogen, azot,
oxigen şi sulf iar unele şi fosfor. Sunt considerate proteine complete, din clasa I cu
valoare biologică mare, în a căror componenţă intră 18 aminoacizi între care toţi
aminoacizii esenţiali, în proporţii optime, având un rol deosebit de important pentru
dezvoltarea şi întreţinerea normală a organismului uman.
Proteinele laptelui sunt grupate în doua fracţiuni principale care pot fi separate pe
baza solubilităţii la pH 4,6 şi 20oC .
În aceste condiţii, una dintre fracţiuni este cunoscută sub denumirea de cazeină .
Cealaltă fracţiune, care rămâne solubilă, poartă denumirea de proteinele zerului sau
serum proteine. Atît cazeinele cât şi proteinele zerului sunt eterogene şi au proprietăţi
moleculare şi fizico-chimice foarte diferite.
Fracţiunea cazeinică formează principala componentă proteică. Principalele fracţiuni
ale proteinelor zerului, β-lactoglobulina A si B precum si lactalbumina, pot fi diferenţiate
genetic.
Cazeina conţine în formula sa fosfor şi este legata de sărurile de calciu, formând
complexul cazeino-fosfo-calcic. În lapte se gaseşte sub formă de cazeinat de calciu şi
menţine în solutţe coloidală atâta timp cât între cazeină şi calciu se pastrează un anumit
echilibru. Sub acţiunea acizilor slabi sau a unor enzime coagulante trecând din stare
coloidală în stare de gel ce include atât grăsimea cât şi o parte din apa din lapte. Această
proprietate a cazeinei prezintă o importanţă deosebită în procesul de prelucrare a laptelui,
iar modul în care se realizează diferă în funcţie de factorii care o determină.
Lactolbumina
Se deosebeşte de cazeină prin faptul că din compoziţia acesteia lipseşte fosforul, în
schimb are un conţinut mai mare de sulf şi nu precipită sub acţiunea acizilor sau a
enzimelor coagulante. Se dizolvă în apă, motiv pentru care la închegarea laptelui cu acizi
slabi sau enzime coagulante, trece aproape în totalitate în zer.
Prin încălzirea laptelui sau a zerului la temperatura de 60-650C timp de cel puţin 10
min. precipită în mică parte (8 până la 14%) iar la temperatura de 80-85 0C precipită în
totalitate.
Lactoglobulina
Are în compoziţie aceleşi element ca şi cazeina de care se deosebeşte printr-un
conţinut mai mic de fosfor şi mai mare de sulf. Poate fi precipitat doar cu soluţie saturată
de sulfat de magneziu.
1.1.3. Grăsimea laptelui
Este componentul care face să crească cel mai mult valoarea nutritivă a produselor
lactate fabricate, constituind o importantă sursă de energie pentru organismul uman.
În lapte, grăsimea se află în stare de emulsie sub formă de globule, având diametrul ce
variază între 1-10 microni, dar ponderea cea mai mare o au globulele cu diametrul de 2-3
microni. În procesul de prelucrare dimensiunea globulelor de grăsime prezintă o
importanţă deoarece cu cât acestea sunt mai mari se separă mai bine cu separatoarele
centrifugale, iar pierderile prin laptele smântânit, zara sau zer cu ocazia prelucrării, sunt
mult mai reduse.
Culoarea grăsimii laptelui este alb-gălbuie şi se datorează solubilizării unor pigmenţi
proveniţi din nutrienţi (carotină, xantofila). O caracteristică importantă a grăsimii laptelui
este rezistenţa redusă pe care o are la acţiunea unor factori cum sunt : oxigenul din aer,
razele de lumină, vaporii de apă şi enzimele care pot să producă anumite modificări
dăunătoare a proprietăţilor organoleptice.
1.1.4. Sărurile minerale
Laptele de vacă conţine cca. 7-8g/l săruri minerale sub formă de cloruri, fosfaţi, citraţi
de calciu, natriu, potasiu, magneziu, precum şi sărurile de calciu şi fosfor din compoziţia
cazeinei .
Ele au un rol important în constituţia şi fiziologia ţesuturilor umane. Sărurile de calciu
prezintă importanţă şi din punct de vedere tehnologic, deoarece capacitatea laptelui de a
se coagula şi obţinerea unui coagul de calitate corespunzatoare la fabricarea brânzeturilor,
depinde în mare măsură de prezenţa acestora.
1.1.5. Vitaminele din lapte
Laptele conţine majoritatea vitaminelor cunoscute ce prezintă o importanţă deosebită
pentru sănătatea omului, ceea ce îi măreşte şi mai mult valoarea nutritivă. Se împart în
două categorii : liposolubile şi hidrosolubile.
1.1.6. Enzimele din lapte
Cele mai importante enzime din lapte sunt: lipazele, fosfatazele, proteazele şi
xidoreductazele.
Lipaza este secretată de glanda mamară, dar poate fi şi de natură microbiană. Acţionează
asupra grăsimii având rol de catalizator în hidroliza ei, în glicerină şi acizi graşi,
producând anumite defecte de gust.
Fosfataza laptele conţine două fosfataze: acidă şi alcalină. Fosfataza alcalină este de mare
importanţă datorită sensibilităţii pe care o are la încălzire, fiind inactivate la 700C.
1.1.7. Proprietăţile organoleptice ale laptelui Aspectul: lichid omogen, opalescent, fără corpuri străine şi fără sedimente sau
precipitat.
Consistenţa: fluidă, nefiind admisă consistenţa vâscoasă, filantă, branzoasă sau
mucilaginoasă.
Culoarea: albă, cu nuantă gălbuie.Coloraţia gălbuie poate fi mai intensă, datorându-se
conţinutului mai ridicat de grăsime şi a unor pigmenţi proveniţi din furajele sau
nutreţurile consumate de vacile producatoare de lapte.
Gustul şi mirosul: plăcut, caracteristic laptelui proaspăt, fără gust şi miros străin.
1.1.8. Proprietăţile fizice ale laptelui
Dintre proprietăţile fizice ale laptelui o importanţă mai mare o prezintă densitatea,
temperatura de fierbere şi temperatura de îngheţ.
Densitatea laptelui se determină cu areometru special numit lactodensimetru.
Densitatea laptelui este dată de conţinutul de substanţă uscată negrasă precum şi cea
negrasă. Astfel , densitatea laptelui creşte cu cât conţinutul de substanţă uscată negrasă
este mai mare, întru-cât componenţii acesteia au greutatea specifică mai mare în timp ce
un conţinut mai ridicat de grăsime determină o scădere a densităţii datorită faptului că
grăsimea are o greutate specifică mai mică.
Densitatea laptelui este influienţată de temperatura pe care o are în momentul
determinării.
1.1.9. Aciditatea şi pH-ul laptelui
Laptele proaspăt muls are o reacţie slab acidă, datorată în principal prezenţei unor
săruri acide şi a substanţelor proteice, la care mai contribuie şi conţinutul de gaze.
La laptele proaspăt muls, pH-ul variază între 6,7…6,4, în medie fiind 6,5 şi se
determină cu ajutorul pH-metrului sau a hârtii indicatoare. După mulgere, în timpul
păstrării, datorită acţiunii bacteriilor lactice asupra lactozei pe care o transformă în acid
lactic, aciditatea laptelui creşte, iar pH-ul scade şi caracteristicile organoleptice şi chimice
suferă modificări importante. Ca urmare, laptele capată un gust acru şi poate sa coaguleze
dacă este încălzit la temperaturi mai mari sau spontană la temperatura mediului
înconjurator, dacă aciditatea depaşeşte 500T, iar atunci când pH-ul ajunge la 4,6 cazeina
precipită în totalitate.
1.2.1. Microorganismele laptelui
Chiar dacă mulgerea laptelui se face în condiţii igienice corespunzatoare, acesta
conţine totuşi un număr destul de mare de microorganisme, datorită surselor de infecţie,
având ca origine animalul sau surse exterioare, independendente de acesta. Dintre sursele
legate de corpul animalului mai importante sunt: ugerul, suprafata exterioară a ugerului
şi pielea animalului, iar ca surse exterioare se mentionează : atmosfera din grajd, nutreţul,
aşternutul, igiena mulgerii, personalul ce efectuează mulgerea, insectele ce pot pătrunde
în lapte, vasele, ustensilele şi diferite aparate sau ambalaje cu care vine în contact laptele.
Laptele prin însăşi compoziţia sa, constituie un mediu deosebit de favorabil pentru
dezvoltatrea tuturor formelor de microorganisme, întru-cât asigură toate elememtele
nutritive necesare. O condiţie de bază pentru creşterea numărului de microorganisme din
lapte este temperatura de păstrare care poate frâna sau favoriza înmulţirea acestora. Astfel
în cazul în care laptele este răcit imediat după mulgere, numărul de microorganisme
conţinutul este mai redus faţă de situaţia în care este păstrat nerăcit.
1.2.2. Proprietăţile biochimice ale laptelui
Înmulţirea microorganismelor în lapte determină modificări importante ale proprietăţilor
organoleptice şi fizico-chimice.Din acest motiv este foarte important să cunoaştem
calitatea laptelui, în funcţie de încărcătura microbiană pe care o are la un moment dat,
pentru a se putea stabili destinaţia ce i se da în procesul de producţie precum şi regimul
tehnologic de prelucrare ce se impune a fi aplicat.
Determinarea proprietăţilor biochimice a laptelui crud de vacă se face prin proba
reductazei cu albastru de metilen sau cu resazurină iar condiţiile sunt că decolorarea
albastrului de metilen să se facă în limita a 3-5 h şi 30 min., iar în cazul probei cu
resazurină, după 1 oră coloraţia să fie violet-albastru.
1.2.3. Defectele laptelui
Defectele laptelui reprezintă abateri de la condiţiile de calitate prevăzute în STAS 2418-
61 sau alte reglementări sanitar-veterinare ce se referă la proprietăţile organoleptice, fizico-
chimice şi biochimice. Se poate spune că laptele care prezintă anumite defecte este un “lapte
anormal” în timp ce laptele fără defecte se consideră un “lapte normal”, corespunzator din punct
de vedere calitativ. Unele defecte se pot constata chiar după mulgerea laptelui iar altele se produc
mai târziu, în timpul manipulării, păstrării, colectării sau a transportului la secţia de fabricaţie.
Principalele defecte ale laptelui sunt arătate în tabelul 1 şi se datorează, în general,
urmatoarelor cauze:
Îmbolnăvirea vacilor producatoare de lapte, în special cu anumite afecţiuni ale ugerului;
Alimentaţia, îngrijirea şi mulgerea necorespunzătoare a vacilor producatoare de lapte;
Manipularea în condiţii neigienice a laptelui după mulgere, creându-se condiţii favorabile
pentru contaminarea masivă cu microorganisme, sursele fiind apa murdară folosită, vase
necorespunzator spălate, neefectuarea filtrării laptelui imediat după mulgere, păstrarea mai mult
timp a laptelui în grajd după mulgere, nerespectarea regulilor elementare de igienă de către
mulgători etc.
Păstrarea mai mult timp a laptelui nerăcit, creându-se condiţii favorabile pentru înmulţirea
microorganismelor, determinând modificarea proprietăţilor laptelui proaspăt de bună calitate.
Defectul cel mai frecvent ce se produce în acest caz este creşterea aciditătii, laptele devenind
acru la gust, defect care se accentuează în funcţie de durata şi temperatura păstrării, putându-se
ajunge la coagulare, devenind impropriu prelucrării;
Modificarea caracteristicilor fizico-chimice ale laptelui, urmare a unor falsificări, prin care se
urmareşte obţinerea de către furnizor de avantaje materiale sau mascarea unor defecte. Dintre
cele mai frecvente falsificări se mentionează:
Smântânirea parţială a laptelui prin smântânirea naturală, constând în extragerea grăsimii
separate la suprafata laptelui după un timp de păstrare, în scopul valorificării smântânii astfel
obţinute;
Adăugarea de sare bucătărie în lapte în scopul creşterii densităţii, în situaţia în care aceasta a
fost diminuată ca urmare a adăugărilor de apă;
Adăugarea în lapte a unor substanţe conservante (perhidrol, acid boric, acid salicilic, acid
benzoic) cu scopul de a împiedica dezvoltarea bacteriilor şi acidularea laptelui. Această
falsificare este foarte dăunătoare, întru-cât consumarea laptelui astfel tratat, produce tulburări
gastro-intestinal, în special la copii;
Adăugarea de substanţe neutralizante (carbonat sau bicarbonat de sodiu ş.a) pentru a diminua
aciditatea şi a împiedica precipitarea cazeinei. Adăugarea acestor substanţe este foarte
dăunătoare prin faptul că modificându-se pH-ul laptelui, se crează condiţii favorabile pentru
dezvoltarea bacteriilor proteolitice, cu formare de substanţe toxice.
Tab.1. Cele mai frecvente defecte ale laptelui
Defectul Cauza apariţiei
Defecte de culoare
Culoarea roşie -prezenţa sângelui, datorită rănirii sau a îmbolnăvirii ugerului;-coloratie provocată de bacterii (Bacterium erithrogenes)
Culoarea albăstruie -coloraţie ce apare la suprafaţă datorită infecţiei cu bacteriifluorescente (Bacterium cyanogenes);
Culoare galbenă -coloraţie datorită unor secreţii (puroi) provenite de la vacile bolnave de mamită;-laptele provine din primele zile după fătare, are culoarea mai galbenă datorită colostrului.
Defecte de miros
Miros de grajd -grajduri necorespunzător întreţinute, neaerisite, hrănirea animalelor în timpul mulgerii şi păstrarea mai mult timp a laptelui în grajd după mulgere;
Miros de medicamente -tratarea vacilor cu anumite medicamente cu miros puternic, persistent;
Defecte de gust
Gust acru -fermentarea lactozei de către bacteriile lactice, cu formarede acid lactic, având ca urmare creşterea acidităţii. În prima fazăgustul acru este puţin pronunţat, dar dacă laptele se pastrează mai mult timp nerăcit, gustul de acru se accentuează, ajugându-se ca în final laptele să devină impropriu prelucrării.
Gust amar -descompunerea substanţelor proteice de către bacteriile butirice, proteolitice sau unele specii de drojdii
Gust rânced (de săpun) -descompunerea grăsimilor de către lipaza provenită din uger sau produsă de bacterii
Gust sărat -laptele provine de la vacile aflate în ultima parte a perioadei de lactaţie sau este amestecat cu laptele colostral ;
Gust metalic -se datorează utilizării unor vase, ambalaje sau instalaţii necositorite, ruginite;
Gust de nutreţuri -hrănirea vacilor cu nutreţuri de calitate necorespunzătoare sau plante cu gusturi pronunţate (pelin, ceapă sălbatică, usturoi, rapită etc.)
Defecte privind aspectul
Lapte murdar, cuImpurităţi (păr,pământ,resturi de nutreţ)
-recoltarea şi manipularea laptelui în condiţii neigienice, neefectuarea filtrării corespunzatoare a laptelui
Defecte de consistenţă
Lapte mucilaginos -infecţia laptelui cu anumite bacterii (Bacterium lactis viscosum, Aerobacter aerogenes, Bacillus mesentericus ş.a)
Lapte brânzos -amestecarea laptelui corespunzător cu colostru sau datorită prezenţei fermentilor asemanatori chegului, secretati de unele bacterii
Defecte privind proprietăţile fizico-chimice
Greutatea şi densitatea sub limita minimă admisă
-falsificarea laptelui prin adaos de apă
Densitatea mare, dar conţinutul de grăsime redus
--falsificarea laptelui prin smântânire naturală
Defecte privind proprietăţile biochimice
Decolorarea probei reductazei se face sub 2h
-infecţia mare cu microorganisme şi înmulţirea acestora datorită pastrării laptelui în condiţii necorespunzătoare, fară răcire.
1.2. Caracteristicile materiilor auxiliare
1.2.1. Clorura de calciu
Clorura de calciu se foloseşte dizolvată în apă, sub formă de soluţie cu o concentraţie de 40%, iar
pentru pregătirea acesteia se procedează în felul următor : se cântăresc 400g de clorură de calciu
pulbere (uscată) sau 800g cristalizată, peste care se adaugă apă potabilă, până la completarea
volumului de 1l.
1.2.2. Culturi de bacterii lactice
Se adaugă în laptele pasteurizat şi răcit, sub formă de culturi de bacterii lactice liofilizate
sau maia.
Culturile sau maiaua folosită conţin bacteriile Streptococcus lactis, Streptococcus
cremoris, Streptococcus lactis.
1.2.3.Enzime coagulante
Pentru închegarea laptelui în procesul de fabricaţie a brânzeturilor, se utilizează enzime
coagulante de origine animală sau microbiană. Enzimele de origine animală cele mai folosite
sunt chimozina ( cheagul ) şi pepsina.
Cheagul prezintă avantajul că este o enzimă naturală, ideală pentru fabricarea brânzeturilor
datorită actiunii foarte bune de coagulare a laptelui şi care asigură calitatea produselor. Ca
dezavantaj preţul ridicat. Pepsina are o acţiune mai puţin constantă şi prezintă o sensibilitate
mai mare la anumiţi factori (pH, temperatură, conţinut de săruri de Ca ) şi un gust amărui, motiv
pentru care este mai puţin folosită la fabricarea unor sortimente de brânzeturi (ex. Brânzeturi
maturate ).
Capitolul 2
Laptele praf
2.1.Caracteristici generale
Laptele praf este un produs a cărui realizare îndustrială aparţine începutului sec. al XX –
lea. Eliminarea din lapte a apei aproape în totalitate determină realizarea unui produs cu
un conţinut ridicat de substanţă uscată, uşor de transportat şi depozitat.Datorită condiţiilor
impropii de dezvoltare a microorganismelor şi de apariţie a modificărilor chimice, laptele
praf constituie un produs ce se pretează la o depozitare de lungă durată.
În timpul procesului de uscare se urmareşte ca proprietăţile iniţiale ale laptelui să sufere
cât mai puţine modificări, obţinându-se un produs capabil să se dizolve în apă, uşor şi
complet, având carcateristici asemanatoare laptelui din care a provenit.
Laptele praf a devenit un produs alimentar important, cu valoare nutritivă ridicată şi cu o
gamă largă de folosire.
Fabricarea produselor lactate uscate cuprinde trei faze principale:
- tratarea laptelui înainte de concentrare (receptie, curăţare, normalizare,
pasteurizare);
- concentrarea laptelui;
- uscarea laptelui.
2.2.Conditii tehnice de calitate
Calitatea laptelui praf depinde de anumite caracteristici, ca dimensiune, formă şi structura
particulelor, pe langă cele fizico-chimice şi microbiologice obişnuite.
Dimensiunile si forma particulelor depind de caracteristicile laptelui şi de sistemul de
uscare.Prin pulverizare, particulele de lapte uscate obţinute sunt de obicei de formă ovală
sau sferică, având un diametru de 10- 250 µ. Un conţinut mai mare de substanţă uscată în
laptele concentrat determină creşterea dimensiunii particulelor.
Structura fizică a particulelor de lapte praf prezintă o mare importanţă şi poate să
imprime proprietăţi diferite produselor uscate cu compoziţie diferită.
Particulele de lapte uscat prin pulverizare cuprind o cantitate de aer sub forma unor bule
mici care ocupă 10-15 % din volumul particulei.
Componenta chimică principală este lactoza, aproximativ 38 % în laptele praf
normalizat şi 50 % în laptele praf smântânit, care formează un înveliş amorf în jurul
particulei şi constituie o fază continuă.
Greutatea volumetrică reprezintă o caracteristică importantă, deoarece indică greutatea
produsului ce poate fi ambalat într-un anumit volum, determinând dimensiunile
ambalajelor şi mărimea spaţiilor de depozitare.
În cazul laptelui praf uscat prin pulverizare variază între 0,5 şi 0,8 g/ml, valori reduse
datorită conţinutului mare de aer inclus în produsul uscat.
Conţinutul în apă în laptele praf uscat constituie un factor principal care determină atât
conservabilitatea produsului uscat, cât şi apariţia unor defecte. Deoarece laptele praf este
un produs higroscopic, se urmareşte ca umiditatea să se situeze sub limita conţinutului de
apă de 5%.
Grăsimea la laptele praf variază între 20-26 % pentru laptele praf normalizat.Grăsimea
liberă dă produsului uscat un aspect gras şi în laptele reconstituit se formează un strat
uleios.
Gazele din laptele praf sunt formate din: azot, oxigen şi dioxid de carbon.
Capacitatea de înmuiere sau de umectare este prima treaptă a procesului de reconstituire
şi determină viteza de dizolvare, fiind influenţată direct de mărimea particulelor şi de
temperatură.
Particulele de lapte praf de 100-150µ dau cele mai bune rezultate la înmuiere ;de
asemenea, temperatura de 45°C asigură o bună dizolvare.
Solubilitatea sau capacitatea de dispersare constituie o caracteristică foarte importantă a
laptelui praf, reprezentând cantitatea de substanţă totală din produsul uscat, raportată la
100, care trece în produsul reconstituit sub formă de soluţie coloidală şi moleculară.
Solubilitatea laptelui praf depinde de mai mulţi factori, dintre care tratamentul termic
aplicat în timpul uscarii laptelui şi condiţiile de depozitare prezintă o importanţă
deosebită.
Caracteristicile microbiologice trebuie să reflecte un produs cu un grad ridicat de igienă,
respectiv cu un număr redus de germeni.
Microflora laptelui praf obţinut prin pulverizator este formată în special din
microorganisme termorezistente, ca :
- microorganisme termorezistente;
- bacterii sporulate (B.subtilis si B.licheniformis);
- germeni fără rezistenţă termică.
Tratarea termică a laptelui înainte de uscare la temperaturi peste 73°C, determină o
diminuare importantă a microflorei, iar temperatura de 88°C asigură o reducere
considerabilă a numărului de germeni din laptele ca atare cât şi din produsul uscat.
Conform normelor de calitate, laptele praf fabricat în ţara noastră se realizează în trei
tipuri:
- tip 26, cu un conţinut de 26% grăsime;
- tip 20, cu un conţinut de 20% grăsime;
- tip smântânit, cu un conţinut de 1,5% grăsime.
Indiferent de tip, laptele praf trebuie să corespundă urmatoarelor caracteristici
organoleptice:
- aspect: pulbere fină, omogenă, fără aglomerări, fără particule arse şi fără corpuri străine;
- culoare: albă-gălbui, omogenă, în toată masa;- miros şi gust: plăcut, dulceag, uşor gust de fiert, fără miros sau gust străin.
Caracteristicile fizico-chimice ale diferitelor tipuri de lapte praf sunt cuprinse în tabelul 2.
Caracteristici Tip 26 Tip 20 Tip smântânitGrăsime % 26 20 max. 1,5Umiditate % max. 4 4 5Aciditatea laptelui reconstituit, °T
14-20 14-20 14-20
Solubilitate în apă,%min.
98 98 98
Cupru, mg/kg max. 3,5 3,5 3,5Staniu , mg/kg max. 5 5 5Zinc , mg/kg max. 60 60 60Plumb , mg/kg max 1,5 1,5 1,5
Din punct de vedere microbiologic, nu se adminte prezenţa germenilor patogeni şi a
bacteriilor coliforme, iar numărul total nu trebuie să depaşească 150000 de germeni la 1 g
de produs.
2.3. Defectele laptelui prafFolosirea în producţie a unei materii prime de calitate necorespunzătoare, nerespectarea tehnologiei de fabricaţie şi a condiţiilor de ambalare- depozitare pot să determine produselor lactate uscate o serie de defecte.În tabelul 3 sunt prezentate principalele defecte ale laptelui praf, cauzele şi măsurile de prevenire ale acestora.
Defectele laptelui praf
Defectul Cauzele aparitiei defectului
Masuri de prevenire
Solubilitate redusă - materie primă cu aciditate crescută;- temperatura prea ridicată la uscare;- depozitarea în ambalaje neermetice, la temperatură şi umiditate ridicate.
- folosirea laptelui cu aciditate max.20°C;- respectarea regimului de uscare;- respectarea condiţiilor de depozitare.
Aglomerarea laptelui praf în bulgări
- absorţia umezelii din atmosfera în urma depozitării de durată în ambalaje neermetice;
- respectarea condiţiilor de depozitare;- ambalarea produsului imediat după uscare în ambalaje ermetice.
Prezenţa particulelor arse( în special la laptele praf obisnuit prin metoda peliculară).
- nerespectarea temperaturii sau a turaţiei cilindrilor;- funcţionarea defectuoasă a cuţitului răzuitor;- insuficienta curaţire a turnului după uscare(în cazul laptelui praf obţinut prin pulverizare).
- respectarea condiţiilor de uscare;- îndepărtarea particulelor arse.
Modificarea culorii spre brun-roşcat (însoţită de apariţia unui miros neplăcut de proteine descompuse).
- depozitarea îndelungată la temperatură şi umiditate prea ridicate.
- respectarea condiţiilor de depozitare;- închiderea ermetică a ambalajelor.
Gust şi miros de seu (în special la laptele praf integral).
- oxidarea grăsimii ;- suprafaţa mare de contact cu aerul(înglobare de aer) ;- acţiunea lumini ;- prezenţa metalelor grele.
- ambalarea produsului ferit de lumină şi de contactul cu aerul (în vid sau în gaz inert) ;- înlocuirea utilajelor necorespunzatoare ;- depozitare la rece.
Gust de rânced (în special la laptele praf obţinut prin pulverizare)
- acţiunea lipazei asupra grăsimii;- umiditatea prea mare
- pasteurizarea laptelui la temperaturi înalte pentru distrugerea lipazei;- respectarea conţinutului de apă în produsul finit;- depozitarea la temperaturi joase şi umiditate redusă.
Gust şi miros de încins (vechi)
- acţiunea în timp a umidităţii şi a temperaturii prea înalte din spaţiile de depozitare
- omogenizarea laptelui înainte de uscare;- respectarea condiţiilor de depozitare.
Capitolul 3
3.1.Procesul tehnologic de fabricare a laptelui praf
Concentrarea laptelui praf se face imediat după pasteurizare, laptele fiind absorbit cald în
instalaţia de concentrare.Se poate face şi omogenizarea laptelui înainte de pasteurizare
sau după concentrare.Temperatura în aparatul de concentrare trebuie să se menţină cât
mai joasă, fără a depăşi 55-60°C.
Laptele concentrat conţine 47-48% substanţă uscată, de patru ori mai mult ca laptele
iniţial (12%).
Uscarea laptelui concentrat se poate face prin două procedee:
- pe valţuri ( procedeul pelicular);
- prin pulverizare.
În procedeul uscării pe valţuri, laptele concentrat este răspândit în strat subţire pe
suprafaţa fierbinte a unor cilindri care se rotesc.
Uscarea are loc rapid la temperatura de 115- 130°C.Stratul de lapte uscat, având grosimea
de circa 1mm, se îndepărtează cu ajutorul unor cuţite răzuitoare şi este prins într-un
jgheab de unde trece la măcinat şi ambalat.
La procedeul prin pulverizare, laptele concentrat trece printr-un rezervor în turnul de
uscare, fiind condus către discul de pulverizare.Acesta se învârteşte cu viteza de 7000-
10000 rot / min. şi este prevăzut cu deschideri prin care laptele este răspândit în picături
foarte mici sub formă de ceaţă. Picăturile de lapte, venind în contact cu un curent de aer
fierbinte (140-170°C) introdus în turn, se usucă instantaneu şi cad sub forma unei pulberi
fine la baza turnului.De aici, laptele praf este colectat de un sistem de perii în jgheabul
transportor şi este dirijat în bazinul de colectare, de unde trece la ambalare.
Pentru a fi folosit, laptele praf se “reconstituie” adică i se adaugă cantitatea de apă care s-
a evaporat, transformându-l în lapte lichid.În funcţie de cantitatea de lapte praf care
rămâne nedizolvată după amestecarea cu apă, se apreciază “solubilitatea” lui. Proba
solubilităţii se face prin amestecarea laptelui cu apă caldă.În unele instalaţii mai noi se
poate fabrica lapte praf, care se dizolvă complet şi foarte repede în apa rece (lapte obţinut
prin procedeul “instant”).
Solubilitatea în apă a laptelui praf, obţinut prin procedeul uscării pe valţuri, este de circa
80-85%, adică 15-20% din laptele praf rămâne nedizolvat în apă, pe când a celui obţinut
prin pulverizare este de 97-99%.
3.2.Schema tehnologică de fabricare a laptelui praf
3.2.1 Recepţia calitativă
Recepţia calitativă şi cantitativă a laptelui
Curăţire centrifugalăRăcire şi depozit.Tampon 4-6°C
Normalizare
Pasteurizare85-88°C
Concentrare44- 46% s.u.
Uscare
START
Temp.intrare aer 150-190°C Temp.iesire aer
Ambalare
Depozitare max. 15°C
Livrare
STOP
Este o importantă operaţiune a procesului tehnologic ce trebuie executată cu multă
atenţie. Aceasta constă în determinarea parametrilor calitativi prevăzuţi în STAS în
normele igienico sanitare :
-proprietăţi organoleptice : aspect, consistenţă, culoare, miros şi gust;
-proprietăţi fizice şi chimice : aciditate, densitate, conţinut de grăsime, substanţă uscată ,
titru proteic, gradul de impurificare şi temperatura;
-proprietăţi biochimice: proba reductazei;
-parametrii microbiologici : numărul total de germeni, numărul celulelor somatice şi
stafilococus aureus.
3.2.2. Recepţia cantitativă
Este operaţiunea prin care se stabileşte cantitatea de lapte recepţionat de către secţia
de fabricaţie şi se face volumetric prin măsurarea întregii cantităţi, care apoi se exprimă
în litri. Modul în care se efctuează masurarea sau cântărirea diferă în funcţie de dotarea
secţiei şi de tipul ambalajelor în care este transportat laptele (recipienţi de mică
capacitate, bidoane speciale pentru lapte de 25 l sau autocisterne).
Astfel, dacă laptele recepţionat direct de la producători, transportat în diferiţi
recipienţi de capacitate mică , se măsoară cu o măsurătoare cu flotor, cu capacitate de 15
l, iar dacă laptele este transportat în bidoane speciale pentru lapte de 25 l, confecţionate
din material plastic sau metalic, se completează până la semn toate bidoanele, iar laptele
rămas în bidonul incomplet, se măsoară cu aceeaşi măsurătoare cu flotor.
3.2.3.Normalizarea
Laptele este normalizat cu scopul obţinerii unui produs finit cu o compoziţie cât mai
omogenă, menţinându-se acelaşi raport în conţinutul de grăsime şi de substanţă uscată
negrasă.
Pentru stabilirea conţinutului de grăsime pe care trebuie sa-l aibă laptele normalizat se
procedează ca şi în cazul laptelui concentrat.
3.2.4. Pasteurizarea
O fază importantă în fabricarea laptelui praf o constituie procesul de pasteurizare.
Uscarea prin pulverizare distruge un număr mare de microorganisme, dar are un efect
destul de variabil asupra speciilor de contaminare.Sporii bacteriilor, streptococii
termorezistenti şi micrococi sunt în general mai greu de distrus.Procentul de distrugere a
microorganismelor este variabil şi neregulat, chiar pentru o anumită specie, atingând
rareori 100%.
Contrar procedeului de uscare pe valţuri, uscarea prin pulverizare nu asigură distrugerea
în totalitate a germenilor patogeni, din care cauză este necesară pasteurizarea laptelui.
Tratarea termică a laptelui supus uscării trebuie deci să fie minimum la nivelul unei
pasteurizări normale, dar în practică se folosesc temperaturi mai ridicate.S-a dovedit că
durata de conservare şi calitatea bacteriologică a laptelui praf poate fi îmbunătăţiţă
simţitor, prin pasteurizarea laptelui la minimum 88°C.
3.2.5. Concentrarea
Aceasta se realizează în mod identic cu procesul descris la fabricarea laptelui concentrat.
Din punct de vedere practic, concentrarea laptelui înainte de uscare este necesară, iar
gradul de concentrare influenţează mult asupra unor caracteristici ale produsului
uscat.Masa volumetrică aparentă a produsului uscat creşte cu concentrarea laptelui supus
uscării şi conţinutul inclusiunilor de aer diminuează.Acest fapt este important din punct
de vedere al conservabilităţii produsului, mai ales dacă acesta este ambalat în atmosferă
de gaz inert
Gradul de concentrare a laptelui depinde în mare parte de modul de construcţie a turnului
de uscare.În general, se consideră optim gradul de concentrare a laptelui de 45-47 %
substantă uscată, ceea ce corespunde de densitatea de 1,08- 1,10 determinată la
temperatura de 50°C.În cazul când gradul de concentrare a laptelui este prea mare,
vîscozitatea laptelui concentrat creşte, instalaţia produce o pulverizare grosieră şi uscarea
nu mai este completă.
Laptele concentrat este dirijat într-un tanc sau vană cu capac, de unde se alimentează
instalaţia de uscare.Această depozitare poate prezenta dificultăţi din punct de vedere
bacteriologic, în cazul când este de durată mai lungă, temperatura de 50-60°C favorizând
dezvoltarea microorganismelor eventual prezente în lapte.
Din acest motiv, procesul de fabricaţie trebuie astfel condus încat laptele concentrat să
staţioneze cât mai puţin timp după ieşirea din concentrator.Pentru aceasta, trebuie sa fie
corelate capacităţile de evaporare ale concentratorului, respectiv debitul, cu capacitatea
de uscare a istalaţiei de pulverizare.Se recomandă ca depozitarea să se facă în două vane
sau tancuri dotate cu agitatoare, care se folosesc alternativ, având grijă de a le curăţi şi
dezinfecta (steriliza) după fiecare folosire.
3.2.6. Uscarea
Înainte de uscare, laptele concentrat, trebuie controlat periodic din punct de vedere
organoleptic, determinându-se şi aciditatea, care nu trebuie să depăşească 75°T.
Înainte de începerea lucrului, instalaţia de uscare se pregateşte în mod corespunzator, în
sensul curăţirii şi verificării modului de funcţionare a tuturor agregatelor
componente.Discul de pulverizare se montează pe axul dispozitivului de pulverizare cu
multă grijă.Instalaţia de uscare se porneşte pe apă, iar în momentul când s-au realizat
parametrii prescrişi de temperatură a aerului la intrare şi ieşire din camera de uscare, se
trece pe alimentare cu lapte concentrat.
Procesul de uscare a laptelui se reglează în funcţie de debitul de lapte, numărul de rotaţii
a discului de pulverizare şi temperatura aerului.Aerul se filtrează în prealabil pentru a fi
curăţat de impurităţi.
Laptele concentrat din vana tampon este trimis cu ajutorul unei pompe la dispozitivul de
pulverziare, la disc, de unde este dirijat radial pe canale prin acţiunea forţei centrifuge şi
pulverizat în particule foarte fine în camera de uscare.După ce particulele pulverizate ale
laptelui îşi pierd energia cinetică, în mişcarea lor spre periferia camerei de uscare, acestea
se lasă în jos.În timpul uscării, particulelor de lapte se află în contact cu aerul fierbinte.
Uscarea se produce instantaneu şi laptele pulverizat este transformat într-o pulbere
fină.Evaporarea apei este atât de ridicată, încât cu toate că temperatura aerului cald este
foarte ridicată, temperatura picăturilor de lapte nu depăşeşte 49°- 54°C.
Laptele praf, care cade la baza camerei de uscare, este evacuat cu ajutorul unor
dispozitive.O cantitate redusă de praf rămâne însă în aerul care iese din camera de
uscare.Pentru captarea acestui praf, instalaţiile de uscare sunt prevăzute cu cicloane.Cu
ajutorul cicloanelor se realizează extragerea laptelui praf din aerul cald în proporţie de
99,5%.Produsul uscat este dirijat cu o conductă, prin transport pneumatic, la silozurile de
depozitare.
3.2.7. Ambalarea
Conservabilitatea de durată a laptelui praf este condiţionată de materialul de ambalaj
folosit, care trebuie să prezinte o rezistenţă mecanică suficientă şi o permeabilitate foarte
redusă la oxigen şi umiditate.Ambalajele cele mai larg folosite sunt cele confecţionate
din materiale plastice, mai ales sub formă de ambalaje combinate.Frecvent se foloseşte
polietilenă, care se aplică ca strat interior la ambalaje de hârtie şi se închide prin
termosudare.
Pentru a asigura o impermeabilitate perfectă la gaze şi apă, s-au obţinut materiale de
ambalare prin diferite combinări.Astfel, a fost realizat complexul pliofilm- pergament
vegetal- polietilenă, care poate fi utilizat la ambalarea sub vid, fiind impermeabil la
oxigen.Se foloseşte cu rezultate bune folia de aluminiu caşerată cu polietilenă sau
poliofilm.
În ţara noastră, pentru desfacerea laptelui praf se folosesc pungile de polietilenă cu o
capacitate de 500 g, introduse, după umplere, în cutii de carton.De asemenea, se mai
utilizează cutii de tablă cositorită, litografiate sau etichetate, cu o capacitate de circa 500
g , în special la produse lactate uscate pentru copii.
Ambalarea laptelui praf, în cutii metalice sau în diferite ambalaje din materiale plastice,
se face cu maşini care asigură dozarea cantităţii respective, precum şi închiderea
ambalajului.
Pentru a prelungi durata de păstrare a laptelui praf, se aplică sistemul de ambalare în
atmosferă de gaz inert.Cu ajutorul vidului se realizează îndepartarea din ambalaj a aerului
şi înlocuirea sa cu un gaz inert, de obicei azot.Se previne astfel procesul de oxidare a
grăsimii şi se poate prelungi durata de păstrare a produsului chiar la temperaturi mai
ridicate, timp de câţiva ani, în mod normal, conţinutul de oxigen din cutie nu trebuie să
depăşească 1-2%, pentru a asigura o conservabilitate ridicată produsului uscat.
3.2.8. Depozitarea
Produsele lactate sub, formă uscată sunt sensibile la aer, lumină, umiditate şi
temperatură.Extinderea consumului acestor produse ridică problema conservării lor cât
mai îndelungată, durata fiind limitată de o serie de procese microbiologice.Proteinele,
lactoza, sărurile minerale din laptele praf sunt foarte higroscopice, tinzând să recupereze
apa care a fost extrasă prin uscare.O exceptie face laptele praf obţinut prin procedeul
instant, care nu absoarbe umiditatea din aer şi , în consecinţă, nu formează aglomerări în
timpul depozitării.
Temperatura sub 20°C şi umiditatea redusă a aerului în spaţiul de depozitare sub 80°C
sunt condiţiile necesare pentru depozitarea laptelui praf, în special atunci când ambalajele
nu sunt etanşe.
Consecinţele conservării laptelui praf, în condiţii necorespunzatoare, se evidenţiază prin:
- modificarea stării lactozei care trece în monohidrat de α- lactoză;
- scăderea solubilităţii proteinelor;
- hidroliza lecitinei cu formare de trimetilamină;
- declanşarea reacţiei Maillard de brunificare.
Defectul de aglomerare( cocoloaşe), care se observă numai când pulberea de lapte
absoarbe umiditatea din aer, este asociat cu cristalizarea lactozei.Trecerea lactozei
amorfe, cum se gaseşte în produsul uscat imediat după fabricaţie, sub formă cristalină
hidratată are loc numai la umiditatea de peste 7% şi este accelerată de temperaturile
ridicate în timpul depozitării.
În cazul laptelui praf normalizat, oxigenul reacţionează mai ales cu grăsimile, favorizând
apariţia gustului de seu.Pentru a asigura laptelui praf o rezistenţă maximă la oxidare, este
hotărâtor a se folosi o materie primă de calitate, acţionându-se pe mai multe linii:
- tratarea termică a laptelui înainte de concentrare la temperaturi de 90-95°C, pentru
inactivarea lipazei, evitându-se astfel hidroliza grăsimii, în special iarna;
- ambalarea sub gaz inert, în ambalaje impermeabile la aer, apă şi lumină;
În condiţiile de ambalare în pungi de polietilenă şi cutii de carton, în ţara noastră, laptele
praf are o conservabilitate de 6-8 luni, la o temperatură de 15- 20°C şi o umiditate
relativă a aerului în spaţiile de depozitare sub 75%.