ИТС 45-2017. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство напитков, молока и молочной продукции

(утв. Приказом Росстандарта от 29.11.2017 № 2668)

ИСТОРИЯ ИЗМЕНЕНИЙ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИХ АКТОВ

flowchart LR
  n0["ИТС 45-2017"]:::rst
  click n0 "https://bukva.ai/docs/spravochnik-its-45-2017" "ИТС 45-2017. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство напитков, молока и молочной продукции (утв. Приказом Росстандарта от 29.11.2017 N"
  n1["ИТС 45-2024"]:::doc
  click n1 "https://bukva.ai/docs/spravochnik-its-45-2024" "ИТС 45-2024. Информационно-технический справочник по наилучшим доступным технологиям. Производство молока и молочной продукции (утв. Приказом Росстандарта от 20.12.2024 N 3036)"
  n0 --> n1
classDef rst fill:#FFEBEB,stroke:#8B0000,color:#000;
classDef doc fill:#EBFFEB,stroke:#006400,color:#000;
classDef notEnt fill:#FFFFEB,stroke:#FF8C00,color:#000;

Утвержден Приказом Росстандарта от 29 ноября 2017 г. № 2668

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕХНИЧЕСКИЙ СПРАВОЧНИК ПО НАИЛУЧШИМ ДОСТУПНЫМ ТЕХНОЛОГИЯМ

ПРОИЗВОДСТВО НАПИТКОВ, МОЛОКА И МОЛОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ

Manufacture of beverages, milk and dairy products

ИТС 45-2017

Дата введения 1 июня 2018 года

Введение

Настоящий информационно-технический справочник по наилучших доступным технологиям «Производство напитков, молока и молочной продукции» (далее — справочник НДТ) является документом по стандартизации, разработанным в результате анализа технологических, технических и управленческих решений, применяемых при производстве напитков, молока и молочных продуктов.

Краткое содержание справочника

Справочник НДТ содержит следующие разделы.

Введение. Во введении приводятся краткое содержание справочника НДТ и обзор документов, использованных при его разработке.

Предисловие. В предисловии указываются цель разработки справочника НДТ, его статус, законодательный контекст, описание процедуры создания в соответствии с установленным порядком, а также взаимосвязь с аналогичными международными документами.

Область применения. В разделе приводятся области применения НДТ, на которые распространяется действие справочника НДТ.

Раздел 1. В разделе 1 представлена информация о состоянии и уровне развития молочной промышленности в Российской Федерации, а также приведен краткий обзор экологических аспектов.

Раздел 2. В разделе 2 представлены сведения о технологических процессах, применяемых на молочных предприятиях, содержащие:

• общие схемы технологических процессов;
• описание технологических процессов производства продуктов с указанием эмиссий в окружающую среду;
• краткое описание работы основного и природоохранного оборудования.

Раздел 3. В разделе 3 дана оценка потребления энергоресурсов и уровней эмиссий в окружающую среду, характерных для производства молока и молочных продуктов в Российской Федерации. Раздел подготовлен на основе данных, представленных предприятиями Российской Федерации в рамках разработки справочника НДТ, а также различных литературных источников.

Раздел 4. В разделе 4 описаны особенности подходов, примененных при разработке данного справочника НДТ и в целом соответствующих Правилам определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям (постановление Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 года № 1458) и Методическим рекомендациям по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии (приказ Министерства промышленности и торговли Российской Федерации от 31 марта 2015 года № 665).

Раздел 5. В разделе 5 приведено краткое описание НДТ для производства молока и молочных продуктов включая:

• системы экологического и энергетического менеджмента, контроля и мониторинга технологических процессов;
• технические и технологические решения для повышения энергоэффективности, ресурсосбережения, снижения эмиссий загрязняющих веществ, методы обращения с отходами и побочными продуктами производства.

Раздел 6. В разделе 6 приведены доступные сведения об экономических аспектах реализации НДТ на предприятиях Российской Федерации.

Раздел 7. В разделе 7 приведены сведения о новых технологических и технических решениях (находящихся на стадии научно-исследовательских, опытно-конструкторских работ, опытно-промышленного внедрения, а также зарубежных технологий, не получивших в настоящее время широкого внедрения на территории Российской Федерации), направленных на повышение энергоэффективности, ресурсосбережения, снижение эмиссий загрязняющих веществ, эффективное обращение с отходами, промежуточными и побочными продуктами.

Заключительные положения и рекомендации. В разделе приведены сведения о членах технической рабочей группы, принимавших участие в разработке справочника НДТ и размещены рекомендации предприятиям по дальнейшим исследованиям экологических аспектов их деятельности.

Приложения. В приложениях к справочнику НДТ приводится дополнительная информация.

Библиография. Приведен перечень источников информации, использованных при разработке справочника НДТ.

Предисловие

Цели, основные принципы и порядок разработки справочника НДТ установлены постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 года № 1458 «О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям».

1 Статус документа

Настоящий справочник НДТ является документом по стандартизации.

2 Информация о разработчиках

Справочник НДТ разработан технической рабочей группой «Производство напитков, молока и молочной продукции» (ТРГ 45), созданной приказом Росстандарта от 16 августа 2016 г. № 1093. Перечень, принимавших участие в разработке справочника НДТ, приведен в разделе «Заключительные положения и рекомендации».

Справочник НДТ представлен на утверждение Бюро наилучших доступных технологий (далее — Бюро НДТ) (www.burondt.ru).

3 Краткая характеристика

Справочник НДТ содержит описание применяемых при производстве напитков, молока и молочных продуктов технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, в том числе позволяющих снизить эмиссии в окружающую среду, водопотребление, повысить энергоэффективность, обеспечить экономию ресурсов. Из числа описанных технологических процессов, технических способов, методов выделены решения, отнесенные к наилучшим доступным технологиям (НДТ), не противоречащие требованиям технических регламентов Таможенного союза «О безопасности пищевой промышленности» (ТР ТС 21/2011) и «О безопасности молока и молочной продукции» (ТР ТС 033/2013). В справочнике НДТ установлены технологические показатели, соответствующие выделенным НДТ.

4 Взаимосвязь с международными, региональными аналогами

Справочник НДТ разработан на основе справочника Европейского союза (ЕС) по наилучшим доступным технологиям для предприятий пищевой промышленности (Best Available Techniques (BAT) Reference Document in the Food, Drink and Milk Industries, January 2017, 1022 с. — проект) с учетом особенностей производства напитков, молока и молочных продуктов в Российской Федерации.

5 Сбор данных

Информация о технологических процессах, технических способах, методах, применяемых при производстве напитков, молока и молочных продуктов в Российской Федерации, была собрана в процессе разработки справочника НДТ в соответствии с Порядком сбора данных, необходимых для разработки информационно-технического справочника по наилучшим доступным технологиям и анализа приоритетных проблем отрасли, утвержденным приказом Росстандарта от 23 июля 2015 г. № 863.

6 Взаимосвязь с другими справочниками НДТ

Взаимосвязь настоящего справочника НДТ с другими справочниками НДТ, разрабатываемыми в соответствии с распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 года № 2178-р, приведена в разделе «Область применения».

7 Информация об утверждении, опубликовании и введении в действие

Справочник НДТ утвержден приказом Росстандарта 29 ноября 2017 г. № 2668. Справочник НДТ введен в действие с 1 июня 2018, официально опубликован в информационной системе общего пользования — на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru).

Область применения

Настоящий справочник НДТ распространяется на следующие виды деятельности:

• производство молока и молочной продукции (с проектной мощностью 200 тонн перерабатываемого молока в сутки (среднегодовой показатель) и более);
• производство мороженого (с проектной мощностью 100 тонн готовой продукции в сутки).

Справочник НДТ также распространяется на процессы, связанные с основными видами деятельности, которые могут оказать влияние на объемы эмиссий или масштабы загрязнения окружающей среды:

• приготовление и использование моющих и дезинфицирующих средств.

Справочник НДТ не распространяется на:

• процесс получения молока сырого.

Вопросы охраны труда рассматриваются частично и только в тех случаях, когда оказывают влияние на виды деятельности, включенные в область применения настоящего справочника НДТ.

Дополнительные виды деятельности при производстве напитков, молока и молочных продуктов и соответствующие им справочники НДТ (по распоряжению Правительства Российской Федерации от 31 октября 2014 г. № 2178-р) приведены в таблице 1 (при условии, что установленная мощность котельных установок относится к предприятиям 1-й категории).

Таблица 1

Дополнительные виды деятельности

Область применения настоящего справочника НДТ по кодам ОКПД 2 и видам деятельности ОКВЭД-2 представлена в приложении А.

Раздел 1. Молочная отрасль Российской Федерации

Во всем мире производству и потреблению молока и молочной продукции уделяют серьезное внимание. Ежегодное производство молока составляет около 750 млн. т, из них 85% составляет коровье молоко. В самой отрасли и сопряженных с ней работает более 21 тысячи предприятий, занято свыше 1,2 миллиона человек, продукция отрасли составляет до 15% от оборота розничных сетей. Молоко и молочные продукты входят в список продукции, подпадающей под Доктрину продовольственной безопасности Российской Федерации, утвержденной Указом Президента РФ от 30 января 2010 г № 120 [1].

Во многих странах (Финляндия, Ирландия, Великобритания, Эстония, Австралия, Франция, Германия) производство молока и молочной продукции возведено в ранг государственной политики и нацелено как на производство национальных продуктов, имеющих общемировое признание, так и инновационных молочных продуктов, учитывающих запросы времени, интересы разных категорий потребителей и современный ритм жизни. Прогнозируется, что реализация «Стратегии повышения качества пищевой продукции в Российской Федерации до 2030 года», утвержденной распоряжением Правительства РФ от 29.06.2016 № 1364-р, позволит сформировать национальную систему управления качеством пищевой продукции в России.

Оценочный показатель продовольственной безопасности — среднее потребление молока и молочной продукции в пересчете на молоко в России составляет 248 кг/чел. в год при норме потребления 392 кг/чел. в год [2].

По уровню потребления питьевого молока наша страна в последние годы занимает 35-е место в мире, по уровню потребления сыра и сливочного масла — 33-е и 18-е соответственно (табл. 1.1). Основная причина этого — недостаточные объемы производства сырого молока (обеспеченность «местным» молоком составляет 79,14%).

Таблица 1.1

Место России в мировом производстве молочных продуктов

Производство молочной продукции в Российской Федерации осуществляют около 6 тыс. организаций различной формы собственности (500 относятся к крупным и средним). Среди них 1 757 производят цельномолочную продукцию, 118 — сухие молочные продукты, 1 233 — сливочное масло и спреды, 1 431 — сыр и сырные продукты, 67 — сгущенные молочные продукты [1]. Сведения о производстве отдельных видов продукции приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Производство важнейших видов молочной продукции, тонн (данные Росстата)

Вследствие отсутствия необходимых объемов сырого молока производственные мощности большинства предприятий существенно недогружены (табл. 1.3).

Таблица 1.3

Баланс производственных мощностей молочных предприятий в 2015 году (по Росстату)

1.1. Производство сырого молока

Объемы производства сырого молока в России характеризует рисунок 1.1.

Рисунок 1.1 — Динамика и структура годового производства молока по категориям хозяйств (по данным Росстата)

Будучи одним из крупнейших в мире производителей молока, Российская Федерация уступает по эффективности развитым странам: имеет сравнительно низкую долю товарного молока в общем объеме производства (из 30,72 млн. т произведенного сырого молока на переработку направлено только 20,1 млн. т), проигрывает по продуктивности поголовья [1].

Поголовье коров и объемы производства молока в последние годы значительно снижались (рис. 1.2).

Структура поголовья и продуктивности коров, тыс. голов

Рисунок 1.2 — Структура поголовья и продуктивности коров, тыс. голов

Структура производителей молока в Российской Федерации такова, что в сельскохозяйственных организациях производится менее половины молока, около 46% приходится на хозяйства населения и 13% — на фермерские хозяйства. При этом доля товарного молока в сельскохозяйственных организациях 70,3%, в личных подсобных хозяйствах населения — 22,3%, в фермерских хозяйствах только 7,4%. Из года в год наблюдается выбытие товарности в ЛПХ и увеличение в фермерских хозяйствах и сельскохозяйственных организациях. Товарность молока, варьирующая по регионам России в широком диапазоне, в среднем составляет всего 66% (по данным Росстата) - рисунок 1.3.

Источник: Росстат

Рисунок 1.3 — Товарность молока в Российской Федерации, %

Личные подсобные хозяйства и фермерские хозяйства, производящие более половины всего объема молока, отличаются не только низкой товарностью, но и имеют самый низкий прирост молочной продуктивности. Основной вклад в позитивную динамику производства вносят сельскохозяйственные организации — производители со средним дойным поголовьем в 1000 и более голов.

Характеризуя состояние российского рынка молока в целом, аналитики отмечают стагнацию в производстве сырого молока в течение последних 10 лет и рост производства товарного молока на 1 — 2% в последнее время [3].

1.2. Производство цельномолочной продукции

Сведения о производстве различных видов цельномолочной продукции, далее по тексту ЦМП, приведены в таблице 1.4.

Таблица 1.4

Производство цельномолочной продукции в России, т., Росстат

Основные объемы ЦМП в России производятся внутри страны. В 2016 г. было произведено 11 854 тыс. т. ЦМП, что составило 102% от объемов 2015 г. и 103% от 2014 г. В 2016 г. был произведен максимальный с 1992 г. объем продукции [3].

Больше всего цельномолочной продукции было произведено в Центральном ФО (3 168,5 тыс. т.) и Приволжском ФО 2 981 (тыс. т.). Структуру производства цельномолочной продукции по федеральным округам можно увидеть на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 — Территориальная структура производства цельномолочной продукции в январе 2016 г.

Без учета кисломолочной позиции, импорт цельномолочной продукции в России составил около 234 тыс. т. (в долларовом эквиваленте — 149 млн. $), что, безусловно, ниже уровня 2015 года на 8,5% и на 22,5% ниже уровня 2014 года. Если сильное снижение к 2014 году объясняется защитными мерами в виде продовольственного эмбарго в ответ на западные санкции, то по сравнению с 2015 годом сокращение импорта объясняется наращиванием ее производства внутри страны, при этом общее потребление молочной продукции продолжает снижаться, в том числе по причине падения доходов населения [4].

Главным поставщиком цельномолочной продукции остается Республика Беларусь (около 93% в структуре импорта в Россию). Доля Республики Казахстан занимает 6% в импорте цельномолочной продукции.

Тем не менее, в спросе населения на цельномолочную продукцию наблюдается стабильность [5], а переориентация потребительского спроса на традиционные сравнительно недорогие цельномолочные продукты (молоко, сметана, кефир и т.п.) в условиях снижения покупательной способности денежных доходов населения будет способствовать дальнейшему расширению производства цельномолочной продукции [6, 7].

1.3. Производство масла и спредов

Производство сливочного масла и спредов в тоннах иллюстрирует рисунок 1.5 (по данным Росстата).

Рисунок 1.5 — Производство сливочного масла и спредов, т

Большая доля в производстве масла сливочного в 2016 году у Приволжского и Центрального Федеральных округов (76,5 тыс. т. и 68,6 тыс. т. соответственно).

Структура производства в тоннах представлена в таблице 1.5 (по данным Росстата).

Таблица 1.5

Структура производства сливочного масла и спредов, т

В 2016 году было произведено на 4,5% сливочного масла меньше, чем в 2015 году. По данным Молочного союза России, потребление масла снизилось чуть более чем на 2%, маргаринов и спредов на 11%. Одним из ключевых факторов снижения производства масла сливочного является снижение платежеспособного спроса и постоянный для Российской Федерации дефицит сырого молока. Также можно заметить общее снижение импортных поставок. Производителям сливочного масла сложно конкурировать с предприятиями, занимающимися фальсифицированием молочной продукции. Крупнейшие регионы-производители сливочного масла: Алтайский край, Республика Татарстан, Воронежская область, Краснодарский край, Удмуртская Республика, Республика Башкортостан, Белгородская и Курская области. На 20 регионов Российской Федерации приходится около 70% производства сливочного масла в стране.

Большинство предприятий промышленности выпускают традиционный ассортимент продукции (масло Традиционное, Крестьянское, относящиеся к сегментам с массовой долей жира более 80% и от 50 до 79%, соответственно). Вместе с тем ряд предприятий выпускает сливочное масло по ресурсосберегающим технологиям (масло подсырное, масло Бутербродное и др. виды масла пониженной жирности).

Интерес предприятий проявляется также и к выработке разновидностей масла, имеющих более длительный срок годности (стерилизованное, топленое). Их объем составляет 2,8 — 3,5% от объема производства. Впервые в статистических данных по производству жировых молочных продуктов появилась масляная паста, объем которой пока составляет 1,3%.

В последнее время недостаток сырого молока, вынудил многих производителей искать альтернативные пути увеличения объемов товарной продукции своих предприятий. Сегодня четко прослеживается интерес производителя к новым жировым продуктам-спредам (табл. 1.6). Большая их часть производится на молочных предприятиях (около 100 предприятий), выпускавших ранее в качестве жировых продуктов только традиционные виды сливочного масла. В настоящее время большинство производителей позиционируют спреды как отдельную группу продуктов.

Таблица 1.6

Ассортимент спредов в России, тонн (по данным Росстата)

Поскольку производство спредов дает ощутимый экономический результат, предприятия вкладывают значительные средства и в техническое переоснащение маслоцехов, приобретая маслообразователи новых конструкций или дополнительное оборудование для получения устойчивых молочно-жировых дисперсий (диспергаторы, эмульсоры и др.), аппараты для фасования готового продукта в потоке, обеспечивающие улучшение его качества. Это дает основание в перспективе ожидать увеличение их производства в общей доле продукции маслодельных предприятий.

Многие из таких жировых продуктов нового ассортимента, в том числе и указанные в таблице 1.6, содержат в своем составе различные пищевые добавки, обеспечивающие приближение их органолептических и структурно-механических характеристик к соответствующим показателям традиционных видов сливочного масла. Очевидно, что в дальнейшем увеличение сегмента этих продуктов повысит востребованность и в пищевых добавках.

В условиях ограниченного развития рынка молочного сырья, а также некоторого снижения покупательской способности потребителя, эксперты прогнозируют дальнейшее увеличение производства спредов различного состава и частичное замещение традиционных видов сливочного масла низкожирными жировыми продуктами на основе молочного жира (маслом пониженной жирности, масляными и сливочными пастами), требующими меньшего удельного расхода молока-сырья [8]. Это может быть единственным путем решения вопроса снижения импортозависимости в данном секторе пищевого производства в сложившихся современных условиях (таблица 1.7). Кроме того, в перспективе следует ожидать также увеличения и доли функциональных жировых продуктов, что соответствует общемировым тенденциям пищевого производства.

Таблица 1.7

Соотношение собственного производства и импорта сливочного масла, по данным ФТС России и Росстата

Описанные выше изменения ассортимента жировой продукции, выпускаемой молочными предприятиями, вынуждают изготовителей изменять привычную организацию технологического процесса и более грамотно управлять им, оценивая всю совокупность факторов, способных повлиять на качество того или иного продукта маслоделия. И только грамотный подход в этом вопросе может обеспечить стабильное качество выпускаемых продуктов маслоделия различного состава [8].

1.4. Производство сыров

Производство сыров и сырных продуктов в Российской Федерации за последние годы существенно возросло (табл. 1.8).

Таблица 1.8

Производство сыров в РФ, т (по данным Росстата)

Аналитики напрямую связывают этот рост производства (так же как и масла, и сухого молока) с введением ответных санкций на европейскую сельскохозяйственную продукцию (снижение импорта). По данным Минсельхоза РФ импорт молочной продукции, большую часть которого составляли именно эти группы продукции, в 2014 г. сократился на 32% [4].

Российский рынок сыра находится в постоянном движении. Представленный на рынке ассортимент продукции, а также широкий ценовой разбег делают данный продукт доступным для всех слоев населения. Наибольшим спросом пользуются традиционные для России марки сыра: «Российский» (доля потребителей сыра этой марки составляет почти половину от числа всех потребителей сыра), «Голландский» (около 34%), «Пошехонский» (около 29%) и «Костромской» (около 23%), «Гауда» (около 18%) и «Эдамер» (около 15%).

В Российской Федерации достаточно молокоперерабатывающих предприятий, способных обеспечить потребность населения в сырах и сырной продукции (загрузка оборудования по сырам в последние годы составляла порядка 60%), однако, для многих сыродельных предприятий характерен высокий моральный и физический износ технологического оборудования, что не дает возможности повышать эффективность производства и снижать потери сырья при его переработке. Обновление производственных мощностей сейчас происходит очень медленно, что связано с низкой инвестиционной привлекательностью молочной отрасли в целом и особенно ресурсоемких производств.

В современных условиях в сыроделии наряду с проблемами сырьевой и технической обеспеченности обостряются еще и вопросы огромной импортозависимости по бактериальным закваскам и молокосвертывающим ферментам, высокотехнологичному оборудованию для производства и упаковки сыров.

С учетом такой ситуации решать задачи импортозамещения, поставленные в Доктрине продовольственной безопасности РФ и Стратегии развития пищевой и перерабатывающей промышленности РФ, разработанной на период до 2020 г., весьма сложно.

Несмотря на все трудности, определенный сдвиг в ситуации с производством этих групп продуктов все же наметился, о чем свидетельствуют данные официальной статистики по увеличению объемов сыров и сырных продуктов.

Предприятиям приходится перестраивать свою ассортиментную политику в сторону увеличения доли менее ресурсоемких продуктов как натуральных, так и молокосодержащих, в отдельных случаях, где это допустимо, применять технологии рекомбинирования.

Таким образом, приоритетными направлениями в области производства сыров являются:

• внедрение ресурсосберегающих технологий полутвердых и твердых сыров, в том числе с сокращенным сроком созревания, расширение ассортиментной линейки и объемов производства мягких сыров;
• увеличение степени использования всех составных частей молока для производства сыров за счет привлечения вторичных молочных ресурсов (сыворотки, пахты) и применения для этой цели инновационных мембранных методов;
• создание технологий и развитие производства сыров с лечебно-профилактическими свойствами, с улучшенной пищевой и биологической ценностью для определенных категорий потребителей и сфер использования;
• совершенствование технологии ферментных препаратов для сыроделия;
• совершенствование технологий эффективной переработки подсырной сыворотки на пищевые цели.

1.5. Производство консервов и сухих молочных продуктов

В шестидесятые годы прошлого века 53 молочноконсервных комбината страны вошли во Всесоюзное объединение «Союзконсервмолоко». Было проведено их техническое переоснащение. Многие молочноконсервные заводы с тех пор остались на том же техническом уровне. Устаревшее оборудование для сгущения и сушки, невозможность внедрения многостадийной сушки и недостаток молочного сырья — основные причины отсутствия прироста производства сухого молока (таблица 1.9). Производство сухого обезжиренного молока и сухих сливок в 2015 г. составило соответственно 82,6% и 72,3% к уровню 2014 г. Эти же причины объясняют и долю импорта, которая достигает 60% по отношению к собственному производству (таблица 1.10).

Таблица 1.9

Производство концентратов молока в России, т (по данным Росстата)

Таблица 1.10

Соотношение собственного производства и импорта сухого обезжиренного (СОМ) и сухого цельного молока (СЦМ) (по данным Росстата)

На протяжении последних лет также сокращается и выпуск сгущенных молочных консервов (в 2015 г. производство составило 99,8% от объемов 2014 г.). В условиях недостатка молочного сырья производители сгущенных консервов переходят на выработку молокосодержащих и рекомбинированных продуктов, вырабатываемых по техническим условиям. По данным Росстата 63,5% консервов представляют собой сгущенное молоко, 0,3% — сгущенные сливки, остальные — сгущенные продукты, произведенные по техническим условиям. Тем не менее, в 2016 году наметилась положительная тенденция к 2015 году — рост производства на 2%.

На выпуск молочных консервов в России расходуется около 9% производимого сырого молока. В целом рынок молочных консервов можно условно разделить по потребительскому дифференцированию на две части: консервы, предназначенные для розничной продажи, и консервы, предназначенные для промышленной переработки. В настоящее время соотношение этих сегментов составляет 2:1. Но спрос на молочные консервы со стороны производителей растет более высокими темпами, чем со стороны населения, в первую очередь за счет интереса со стороны кондитерских предприятий.

Состояние современной российской молочноконсервной промышленности характеризуют:

• существенный физический и моральный износ выпарного и сушильного оборудования ряда заводов, связанный со значительными потерями энергии и уносом сухого продукта, не соответствующих современным требованиям по энергоэффективности и экологии;
• низкий уровень использования производственных мощностей;
• увеличение доли молокосодержащих консервов и вареного сгущенного молока;
• отсутствие очистных сооружений или устаревшие очистные сооружения;
• отсутствие или неполный сбор конденсата вакуум-выпарных аппаратов;
• высокий показатель объема сточных вод, составляющий от 60 до 85% от расхода свежей воды, существенная загрязненность сточных вод первыми смывными водами с технологического оборудования.

1.6. Производство мороженого

В 1980 — 1990-х годах потребности населения в мороженом удовлетворялись в основном местными фабриками. С переходом на рыночные отношения появилась группа компаний, которые не базировались, как раньше, ни на хладокомбинатах, ни на предприятиях молочной промышленности, а строили новые фабрики, специально для производства мороженого, что повышало эффективность их работы.

Сегодня общие производственные мощности могут обеспечить выпуск около 650 тыс. т мороженого в год. Непосредственно производством мороженого заняты более 30 тысяч человек, а в целом в цепочке от производства до покупателя — еще не один десяток тысяч человек.

Еще 15 — 20 лет назад в отрасли были представлены 250 — 300 предприятий, а сейчас их не более 150: произошло укрупнение предприятий, вырос уровень консолидации рынка, появились предприятия на основе частной собственности, акционированные предприятия, связанные с новым бизнесом, с новыми инновационными программами, новой инвестиционной политикой. Сегодня пять компаний («Инмарко», «Русский холод», «Талосто», «Нестле» и «Айсберри») выпускает больше половины мороженого в России.

Производство мороженого глубоко интегрировано с другими отраслями — поставщиками сырья, оборудования, транспорта, упаковки, торговлей. Отрасль является емким и платежеспособным потребителем сельхозпродукции. С учетом сыворотки, сливок и других продуктов общий объем потребления только молочного сырья для мороженого составляет более 180 тыс. т в год (таблица 1.11).

Таблица 1.11

Объемы сырья, используемого в производстве мороженого (по данным Росстата)

Однако значительный объем средств направляется на закупки за рубежом из-за дефицита и низкого качества отечественного сырья [9].

За десятилетие с середины 1990-х до середины ₂₀₀₀-х годов удалось практически удвоить производство мороженого в стране. В то же время, с начала предкризисных и кризисных лет и по настоящее время отрасль развивается неустойчиво (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 — Динамика производства мороженого в России в 2000 — 2015 годах

В 2016 г. в России было произведено 407,1 тыс. т. мороженого и десертов замороженных, что составляет 108% от объемов 2015 г. Имеющиеся мощности достаточны для ежегодного выпуска 650 тыс. т продукции. По данным Союза мороженщиков России, свыше 98% реализуемого в стране мороженого отечественного производства.

Согласно мониторингу, среди федеральных округов лидером стал Центральный с долей в 24% — 97,5 тыс. т. На втором месте оказался Сибирский федеральный округ, который произвел 87,9 тыс. т, на третьем — Приволжский (86,7 тыс. т). Такие показатели связаны с географией размещения производств (рис. 1.7).

Рисунок 1.7 — Производство мороженого по Федеральным округам в 2016 г., Росстат

Наиболее острыми проблемами на рынке мороженого России являются: дефицит молока и падение потребительской активности.

По оценке IndexBox, отрасль по производству мороженого в среднесрочной перспективе продолжит рост. Его основными драйверами станут умеренный рост реальных доходов населения (по оценке МЭР, 2017 — 2019 гг. они суммарно вырастут на 3,8%), а также расширение экспорта российской продукции в Китай и республики бывшего СССР. В немалой степени перспективы отрасли будут зависеть от эффективности маркетинговой политики компаний, которые пытаются привлечь потребителя за счет ввода новых торговых марок и экспериментов с дизайном и вкусовыми качествами продукции.

За последние несколько десятилетий объем потребления мороженого в Российской Федерации практически не изменился, и число людей реально его потребляющих также остается постоянным и составляет лишь около половины населения — 55% (в крупных городах этот показатель выше). Мороженое не является продуктом первой необходимости и даже не рассматривается как полноценный продукт питания, но в то же время Институт питания РАМН в качестве рекомендуемой нормы определил потребление мороженого на человека в объеме 5 кг в год. В настоящее время Российской Федерации этот показатель составляет около 3 кг, что в два раза ниже среднеевропейского и в три раза ниже американского (таблица 1.12).

Таблица 1.12

Среднегодовое потребление мороженого в мире, кг/чел в год

Проблема потребления состоит еще и в том, что в российском обществе сложился стереотип отношения к мороженому как к дешевому детскому продукту, хотя это полноценный продукт питания и дети не являются единственными и основными потребителями.

Особенность российского ассортимента заключается в том, что 80% составляет порционное мороженое (за рубежом — наоборот). Причинами этого является традиция потребления мороженого на ходу, на улице; слабо развитый сегмент HoReCa (на него приходится не более 2 — 5% потребления мороженого); низкий объем домашнего потребления (максимум — 20%). В то же время за последние годы ассортимент мороженого в корне изменился, стал гораздо богаче как по используемому сырью, наполнителям, так и по видам упаковки. По этим показателям отечественное мороженое не уступает лучшим зарубежным образцам, а цена ниже. При этом наблюдаются такие основные тенденции, как вытеснение дешевых видов продукции, наращивание высокодоходных групп, в частности увеличиваются продажи рожков и эскимо с натуральными фруктовыми и другими наполнителями.

Расширяется сегмент продукции, ориентированной на здоровый образ жизни, — мороженого с пониженным содержанием жира и сахара, а также с функциональными добавками (витаминизированное, йодированное, обогащенное кальцием и т.д.). Растет объем выпуска мороженого для домашнего употребления. В то же время самым популярным видом мороженого остается традиционный вафельный стаканчик (рисунок 1.8).

Рисунок 1.8 — Структура продаж различных видов мороженого

Основными проблемами производства и реализации мороженого являются низкое потребление мороженого на душу населения, низкие темпы роста объема производства мороженого и снижение рентабельности производства. Причины этого можно разделить на две категории — общие и отраслевые. Общие причины — это низкая платежеспособность населения, снижение покупательского спроса; сокращение численности и старение населения; рост тарифов естественных монополий; дефицит и высокая цена отечественного сырья и ингредиентов; высокая конкуренция с товарами-заменителями; холодный климат на большой территории.

Среди отраслевых причины нужно выделить следующие: преобладание импульсных покупок и, соответственно, порционного продукта; неразвитый сегмент продаж HoReCa; фальсификация сырья и продукции; высокая сезонная зависимость; издержки во взаимодействии с торговлей; устаревшее энергоемкое оборудование; низкое использование производственных мощностей; высокая зависимость от импортных поставок технологического, торгово-холодильного оборудования, рефрижераторного транспорта и упаковки; низкая инвестиционная привлекательность отрасли.

1.7. Переработка сыворотки

Молочная сыворотка является вторичным продуктом при производстве сыров, творога, казеина. Производство казеина в России незначительно, поэтому объемы сыворотки напрямую связаны с производством сыра и творога (таблица 1.13).

Таблица 1.13

Производство сыров и творога в РФ, т (по данным Росстата)

Теоретические расчеты показывают, что годовые объемы молочной сыворотки в Российской Федерации превышают 5 млн. т.

Промышленной переработке в России подвергается лишь 20 — 30% молочной сыворотки (по большей части сладкой — подсырной; считается, что использование этого вторичного продукта ресурсоемко и не всегда целесообразно). Незначительная часть сыворотки возвращается сельскохозяйственным предприятиям для кормления животных, остальное сливается в канализацию (биохимическая загрязняющая способность молочной сыворотки высокая — среднегодовые показатели БПК5 — 50 — 60 г O2 на 1 л и ХПК — 50,5 — 54 г O2 на 1 л). Полноценная эффективная переработки сыворотки сдерживается в основном устаревшим энергозатратным технологическим оборудованием многих молочных предприятий.

В Европе и США перерабатывается свыше 80% сыворотки. Приоритеты использования сыворотки различны. Так, в Норвегии до 20% сгущенной сыворотки используется для производства сывороточных паст и сыров. В Швеции — около 14% ее направляется на выработку лактозы. Особенностью переработки в Австрии является то, что до 12% сыворотки идет на косметику и моющие средства, а 56% — на кормовые продуты. В одной из ведущих молочных стран Европы — Нидерландах — до 38% ее идет на производство заменителей цельного молока (ЗЦМ), до 35% на лактозу, 20% составляет производство деминерализованной и делактозированной сыворотки, 7% идет на корма и напитки. Достаточно стабильно производство сухой и концентрированной сыворотки в Северной Америке. Например, в США ее выпускается более 0,5 млн. т, а концентратов сывороточных белков (КСБ) — более 0,2 млн. т, но при этом наблюдается рост сегмента более дорогой продукции, в частности изолятов сывороточных белков (более 30 тыс. т).

Основными видами продукции, вырабатываемой из молочной сыворотки в Российской Федерации, являются сухая сыворотка и концентраты на ее основе [10]. В течение последних лет отмечается динамичный рост этого сегмента (табл. 1.14).

Таблица 1.14

Производство сухой сыворотки <*> в РФ, т (по данным Росстата)

<*> Примечание: В российской статистике не фигурирует производство сухой деминерализованной сыворотки (DWP), хотя, по данным, полученным от производителей этого продукта в России, этот сегмент рынка занимает около 10% (более 90% получаемой DWP имеют уровень деминерализации 50 — 90%).

Еще одним традиционным продуктом из сыворотки является лактоза. В России его производится менее 1 тыс. т. в год (производство его на устаревшем оборудовании экономически не целесообразно (энергоемко), поэтому объемы производства в России крайне низки. Но, например, фирма Meggle (Германия) уже более 50 лет производит лактозу разных видов). В перспективе в Российской Федерации необходимо возродить производство молочного сахара высоких кондиций — рафинированного и фармакопейного.

Традиционным способом выделения сывороточных белков является тепловая коагуляция. Получаемый при этом альбумин используется в составе альбуминных паст, творожных масс, белковых десертов, в производстве сычужных и плавленых сыров, мясных изделий.

Более перспективным является выделение сывороточных белков в неденатурированном состоянии методом ультрафильтрации. Такие белки могут использоваться в составе диетических, детских, лечебно-профилактических продуктов и продуктов специального назначения. Пока производство концентратов сывороточных белков (КСБ) пока в России не развито.

Вместе с тем, аналитики молочного рынка прогнозируют значительный рост производства изолятов сывороточных белков (ИСБ) и концентратов сывороточных белков КСБ, а также умеренный рост производства лактозы и сухой сыворотки.

В течение последних лет наблюдается тенденция роста объемов производства напитков на основе молочной сыворотки. Их производство не требует больших капитальных вложений и эксплуатационных затрат. Одним из видов таких напитков, является производимый с использованием молочнокислых микроорганизмов. При их культивировании в сыворотке, она в значительной степени обогащается ценными продуктами метаболизма, такими как органические кислоты, ферменты, иммунные тела, витамины и др. биологически активные вещества, что позволяет также использовать данный продукт для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний.

Путем биологической конверсии компонентов молочной сыворотки и, в первую очередь, лактозы, возможно достаточно дешевым способом получение таких ценных производных как глюкоза и галактоза, лактулоза, лактитол, лактобионовая кислота, лактаты калия, натрия, кальция, органические кислоты (молочная и уксусная), витамины, этиловый спирт, биогаз и др. Исследования в этом направлении перспективны и их успешное завершение позволит разработать ряд новых эффективных технологий [11].

По экспертным оценкам, ежегодно российские компании закупают из-за рубежа КСБ и лактозы на сумму более 50 млн. долл., а годовой рынок импортируемых продуктов из сыворотки в Россию составляет около 150 млн. долл., и этот рынок постоянно растет. Ориентировочные расчеты показывают, что зарубежные компании-производители ежегодно перерабатывают более 4 млн. т в год сыворотки для нужд российского рынка, в то время как у нас в стране аналогичные годовые объемы молочной сыворотки перерабатываются только на 20 — 30% [12].

Раздел 2. Описание технологических процессов, используемых в настоящее время в молочной промышленности

Процесс производства молочных продуктов состоит из отдельных технологических операций, которые можно разбить на две группы: общие и частные. Общие технологические операции включаются в производственный процесс практически всех молочных продуктов, частные — в производства одной или нескольких однотипных групп.

2.1. Общие технологические операции

Приемка молока и других видов сырья

Приемка молока на молокоперерабатывающих предприятиях производится в соответствии с показателями регламентирующих документов [ГОСТ Р 52054-2003, ГОСТ 31449-2013, ТР ТС 021/2011, ТР ТС 033/2013].

Таблица 2.1

Показатели идентификации сырого коровьего молока

Таблица 2.2

Допустимые содержания антибиотиков в сыром коровьем молоке

<*> Показатель содержания левомицетина (хлорамфеникол) с 01.07.2017 г.

Таблица 2.3

Допустимые уровни содержания потенциально опасных веществ в сыром коровьем молоке

При выработке отдельных видов продукции к сырому молоку предъявляются дополнительные требования.

Так, для сырого молока, направляемого на производство сыра, устанавливаются дополнительные требования по массовой доле жира (не менее 3,2%), кислотности (не более 19 °T), сычужно-бродильной пробе (1 и 2 класс), количеству спор мезофильных анаэробных лактатсбраживающих микроорганизмов (в дм3 — не более чем 13 000 и 2500 (для сыров с низкой температурой и высокой температурой второго нагревания, соответственно)).

Сырое молоко для выработки молочных консервов и стерилизованного молока контролируется по алкогольной пробе (должно быть термоустойчивым), его кислотность не должна превышать 18 °T. Кроме того, программы производственного контроля при выработке молочных консервов включают определение дрожжей, плесневых грибов и споровых анаэробных лактатсбраживающих бактерий.

При производстве сливочного масла особые требования предъявляются к сырому молоку на выработку Вологодского масла и сливочного масла для детского питания.

При использовании пищевых добавок и технологических вспомогательных средств в составе молочных продуктов они должны соответствовать требованиям ТР ТС 029/2012 Требования безопасности пищевых добавок, ароматизаторов и технологических вспомогательных средств.

Охлаждение и резервирование молока

Целью охлаждения сырого молока является продление срока хранения без изменения его качества.

Рекомендуемая технологическими инструкциями по производству молочных продуктов температура охлаждения молока составляет (4 +/- 2) °C.

Резервирование сырого молока до начала промышленной переработки при температуре (4 +/- 2) °C допускается не более 36 ч (включая время перевозки).

Очистка молока

Очистка молока проводится на молочных заводах с использованием сепараторов. Центробежная (сепараторная) очистка позволяет выделить из молока посторонние механические частицы и микроорганизмы.

Нормализация

Нормализация проводится, в основном, по массовой доле жира и массовой доле белка. Нормализацию молока по жиру выполняют смешением (периодический способ — к исходному цельному молоку добавляют обезжиренное молоко или сливки) или в потоке (непрерывный способ — от исходного молока отбирают часть сливок или обезжиренного молока).

Гомогенизация

Гомогенизация включается в схему производства практически всех молочных продуктов (за исключением нежирных и сливочного масла; при выработке пастеризованного молока с массовой долей жира 3,5% и более, топленого молока, сухого цельного молока, сгущенного стерилизованного молока гомогенизация обязательна).

Цель гомогенизации — дробление жировых шариков в молоке и формирование стабильной эмульсии повышенной вязкости, стойкой к выделению свободного жира.

Гомогенизация проводится, как правило, в двухступенчатом режиме при давлении от 3 до 25 МПа и температуре от 33 °C. При производстве молокосодержащих продуктов давление гомогенизации рекомендуется устанавливать на 3 — 5 МПа больше, чем аналогичных молочных продуктов.

Пастеризация

Пастеризация предназначена для: полного уничтожения патогенной микрофлоры; снижения до минимально возможной величины общего содержания микроорганизмов в молоке; инактивации ферментов и антибактериальных веществ; придания молоку определенных технологических свойств (в т.ч. особенностей вкуса и цвета).

Пастеризация осуществляется при температурах от 65 до 95 °C без выдержки или с выдержкой до 30 мин. Выбор режима пастеризации зависит от вида вырабатываемого продукта и применяемого оборудования.

Фасование, упаковывание, маркировка

Фасование и упаковывание — заключительные технологические процессы переработки молока. Основной их задачей являются сохранение качества, обеспечение санитарной безопасности и современного товарного вида готовых молочных продуктов, упакованных в удобную для потребителя, а также хранения и транспортирования упаковку.

Все молочные продукты по своим физико-механическим свойствам можно разделить на три основные группы: жидкие (питьевое молоко и сливки, кисломолочные продукты, напитки и др.), вязкие и вязкопластичные (кисломолочные продукты, творог и творожные изделия, сгущенные продукты и др.) и сыпучие (сухие молочные продукты). Техническая реализация процессов розлива, фасования и упаковывания определяется физико-механическими свойствами продукта, а также видом используемой упаковки.

При проведении этих процессов продукт последовательно дозируют и упаковывают. На розлив, фасование и упаковывание поступают технологически обработанные и доведенные до готовности к употреблению охлажденные молочные продукты и подготовленная упаковка (при выработке кисломолочных продуктов термостатным способом розлив осуществляется перед направлением их в термостатную камеру).

Жидкие молочные продукты дозируют в обычных и асептических условиях. Последнее происходит в замкнутой, предварительно стерилизованной системе: продукт в стерильных условиях разливается в пакеты, которые формуются и стерилизуются внутри машины.

Упаковывание молочных продуктов заключается в последовательном выполнении операций по обработке упаковки и упаковочного материала до и после дозирования в них продукта.

Молочные продукты упаковывают в два вида упаковки: потребительскую и транспортную. Упаковка может быть изготовлена непосредственно перед дозированием продукта (формирование бумажных пакетов, штампование полимерных коробочек, стаканчиков и др.) или быть готовой (стеклянные бутылки и банки, металлические банки, полимерные стаканчики и др.).

Для изготовления упаковки применяют полимерные материалы, стекло, металл, фольгу, пергамент, бумагу, картон и др. В упаковку из полимерных материалов фасуют практически все виды молочных продуктов, в стеклянные бутылки и банки — жидкие молочные продукты, в металлические банки — вязкие, вязкопластичные и преимущественно сгущенные молочные консервы. В пергамент, фольгу, бумагу упаковывают творог, творожные изделия и масло.

Потребительская и транспортная упаковка для молочных продуктов должны соответствовать требованиям ТР ТС 005/2011 «О безопасности упаковки», а также требованиям действующих нормативных и технических документов.

Маркировка молочной продукции должна соответствовать требованиям ТР ТС 022/201 «Пищевая продукция в части ее маркировки» с дополнениями ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции».

Хранение

Молочные продукты подвержены воздействию различных бактерий. В связи с этим многие из них имеют небольшой срок хранения. Качество продукции напрямую зависит от тщательного соблюдения условий хранения.

Хранение производится в холодильной камере, где поддерживается определенный (для каждого продукта) температурный режим, а также влажность и уровень освещения.

2.2. Производство цельномолочной продукции

2.2.1. Производство питьевого молока и сливок, молочных напитков

Ассортимент питьевого молока и сливок, молочных напитков представлен следующими основными группами продуктов: пастеризованное и топленое молоко и пастеризованные сливки, стерилизованные молоко и сливки, молочные напитки.

Производство питьевых молока и сливок, молочных напитков осуществляется по технологическим схемам, представленным на рисунках 2.1 - 2.6 [13, 14, 15].

Приемка и подготовка сырья
Нормализация
Гомогенизация
Пастеризация (топление — для топленого молока)
Охлаждение
Розлив, упаковывание, маркировка, доохлаждение (при необходимости)

Рисунок 2.1 — Технологическая схема производства пастеризованного и топленого молока (пастеризованных сливок)

Приемка и подготовка сырья
Нормализация
Внесение солей-стабилизаторов (при необходимости)
Предварительная тепловая обработка
Гомогенизация
Розлив, укупоривание
Стерилизация
Охлаждение

Рисунок 2.2 — Технологическая схема производства стерилизованного молока (сливок)

Приемка и подготовка сырья (очистка, охлаждение, нормализация, пастеризация)
Внесение солей-стабилизаторов (при необходимости)
Предварительная тепловая обработка, центробежная очистка
Деаэрация
Гомогенизация
Ультрапастеризация
Охлаждение
Розлив, упаковывание, маркировка

Рисунок 2.3 — Технологическая схема производства ультрапастеризованного молока (с использованием косвенного способа нагрева)

Приемка и подготовка сырья (очистка, охлаждение, нормализация, пастеризация)
Внесение солей-стабилизаторов (при необходимости)
Предварительная тепловая обработка
Ультрапастеризация
Вакуумирование
Гомогенизация
Охлаждение
Розлив, упаковывание, маркировка

Рисунок 2.4 — Технологическая схема производства ультрапастеризованного молока (с использованием пароконтактного способа путем инжекции пара в молоко)

Приемка и подготовка сухого молочного сырья
Растворение сухого молока
Охлаждение молока
Выдержка
Нормализация (при необходимости)
Очистка центробежная
Гомогенизация
Пастеризация, охлаждение
Розлив, упаковывание, маркировка

Рисунок 2.5 — Технологическая схема производства молочного напитка на основе сухого молочного сырья

Приемка и подготовка сырья (очистка, охлаждение, нормализация)
Внесение пищевых продуктов и пищевых добавок (сахара, ароматизаторов, красителей, стабилизаторов и др. при необходимости)
Перемешивание, регулирование pH, выдержка (при необходимости)
Пастеризация
Гомогенизация
Охлаждение (внесение фруктово-ягодных наполнителей при необходимости)
Розлив, упаковывание, маркировка

Рисунок 2.6 — Технологическая схема производства молочных напитков

Технологические схемы с указанием эмиссий в окружающую среду при производстве всех представленных в данной главе молочных продуктов показаны в Приложении Б.

Частные технологические операции

При производстве питьевого пастеризованного молока пастеризацию проводят при (76 +/- 2) °C с выдержкой до 20 с (температура пастеризации может быть увеличена до 99 °C). При получении топленого молока тепловую обработку осуществляют при температуре от 85 до 99 °C с выдержкой не менее трех часов до достижения специфических органолептических свойств. Для пастеризации сливок рекомендуются следующие режимы: 78 — 82 °C, 2 — 10 мин.; 85 — 89 °C, 20 с; 92 — 96 °C без выдержки. При выборе режима учитывают: степень бактериальной обсемененности, массовую долю жира и термоустойчивость сырья.

При производстве стерилизованного молока используются следующие схемы стерилизации:

• одноступенчатая стерилизация молока (стерилизация молока в упаковке при 110 — 120 °C с выдержкой 15 — 30 мин);
• двухступенчатая стерилизация (молоко предварительно стерилизуется в потоке при 130 — 150 °C в течение нескольких секунд и затем повторно стерилизуется в упаковке при 110 — 118 °C в течение 10 — 20 мин).

Ультрапастеризация — тепловая обработка молока в потоке при температуре 135 — 150 °C с выдержкой 2 — 5 с. Ультрапастеризацию молочного сырья проводят в потоке с асептическим розливом с использованием двух способов нагрева:

• прямого (пароконтактного) нагрева впрыскиванием (инжекцией) пара в молоко либо подачей молока в среду пара;
• косвенного нагрева молока через теплопередающую поверхность.

При прямом нагреве продукт и греющая среда находятся в прямом контакте. Качество продукта во многом зависит от качества вводимого пара, который должен быть сухим, насыщенным, без посторонних примесей и запахов, получен из питьевой воды. К преимуществам прямого нагрева относят практически мгновенное нагревание всей массы продукта без теплопередающей поверхности (позволяет использовать молоко более низкой термоустойчивости по сравнению с «косвенным нагревом»), более длительное время работы оборудования без промежуточной мойки. Однако, процесс «прямого нагрева» характеризуется более высокой энергоемкостью, низким коэффициентом рекуперации тепла 0,40 — 0,5, сложностью регулирования удаления конденсата на стадии охлаждения продукта в вакуум-камере.

Процесс «косвенного нагрева» менее энергоемкий, характеризуется более высоким коэффициентом рекуперации тепла 0,75 — 0,85. Однако, продолжительность работы установок косвенного нагрева в большей степени зависит от качества исходного сырья.

При выработке молочных напитков могут использоваться различные виды молочного сырья (пахта, обезжиренное молоко, молочная сыворотка, сухое молоко, белковые концентраты), пищевкусовых продуктов (сахар, кофе, какао, плодово-ягодные и фруктовые соки и др.), пищевых добавок [13, 14, 15, 16].

2.2.2. Производство жидких кисломолочных продуктов и напитков

Ассортимент жидких кисломолочных продуктов и напитков достаточно разнообразен и представлен следующими основными видами: айран, ацидофилин, варенец, йогурт, кефир, кумыс, простокваша, мечниковская простокваша, ряженка и др.

Разнообразие в ассортименте продуктов обусловлено использованием различного вида молочного сырья (нормализованного не только по жиру); применением различного режима тепловой обработки молока (пастеризация, топление, стерилизация, ультрапастеризация); составом микрофлоры закваски (различные виды молочнокислых бактерий, дрожжи, уксуснокислые бактерии, бифидобактерии, пропионовокислые бактерии); использованием наполнителей (фруктовых, плодово-ягодных, белковых), пищевых добавок, функциональных ингредиентов.

Производство жидких кисломолочных продуктов и напитков осуществляется по единой технологической схеме резервуарным или термостатным способами (см. рисунок 2.7) [13, 14, 15].

Рисунок 2.7 — Технологическая схема производства жидких кисломолочных продуктов и напитков

Частные технологические операции

При производстве жидких кисломолочных продуктов и напитков целесообразно применять высокие температуры пастеризации (происходит более полная денатурация сывороточных белков, что повышает влагоудерживающую способность казеина). Рекомендуются следующие режимы: температура (87 +/- 2) °C с выдержкой 10 — 15 мин., (92 +/- 2) °C с выдержкой 2 — 8 мин., (96 +/- 2) °C с выдержкой 15 — 20 с.

Отличительными особенностями технологии варенца и ряженки является использование повышенных режимов тепловой обработки молока: для варенца — температура (97 +/- 2) °C с выдержкой (60 +/- 20) мин., или использование стерилизованного молока, для ряженки — (97 +/- 2) °C с выдержкой не менее 3 ч., в результате которых продукты приобретают выраженный светло-кремовый цвет, характерный вкус и аромат (происходит образование меланоидинов, карбонильных и других промежуточных соединений реакции Майара, высвобождение SH-групп и др.).

Режимы сквашивания выбирают в зависимости от состава используемой закваски. Сквашивание осуществляют, как правило, при температуре, оптимальной для развития заквасочной микрофлоры при использовании моновидовых заквасок или многовидовых, в состав которых входят микроорганизмы, имеющие одинаковый температурный оптимум.

При использовании поливидовых заквасок, содержащих микроорганизмы с различными оптимальными температурами, при выборе режима сквашивания учитывают активность развития заквасочной микрофлоры и свойства готового продукта (таблица 2.4).

Таблица 2.4

Рекомендуемые режимы сквашивания при производстве некоторых жидких кисломолочных продуктов и напитков

Для охлаждения жидких кисломолочных продуктов и напитков, вырабатываемых резервуарным способом, могут использоваться пластинчатые и трубчатые охладители. Заключительный этап охлаждения, в процессе которого завершается формирование структуры продукта (физическое созревание) протекает после розлива и упаковывания продукта в холодильной камере при температуре (4 +/- 2) °C.

Фруктово-ягодные наполнители, используемые при производстве продуктов, могут вноситься непосредственно в резервуар с частично охлажденным (20 — 25) °C молочно-белковым сгустком, в потоке с помощью специального устройства или с помощью дозатора в упаковку продукта [13, 14, 15].

2.2.3. Производство сметаны

Сметана — кисломолочный продукт, получаемый путем сквашивания пастеризованных сливок чистыми культурами молочнокислых бактерий с последующим созреванием сквашенных сливок.

Сметану вырабатывают термостатным и резервуарным способами (большая часть сметаны производится резервуарным способом), с использованием гомогенизации сливок и/или низкотемпературной обработки сливок (физическим созреванием) перед сквашиванием.

Технологическая схема производства сметаны приведена на рисунке 2.8 [13, 14, 15].

Рисунок 2.8 — Технологическая схема производства сметаны

Частные технологические операции

Основным сырьем при выработке сметаны являются сливки. Оптимальной является жирность сливок, при которой нормализацию можно осуществить только за счет внесения закваски. Выбор режима пастеризации осуществляют с учетом кислотности сливок и их термоустойчивости. Предпочтительнее использовать более жесткие режимы пастеризации: (86 +/- 2) °C с выдержкой от 2 до 10 мин или (94 +/- 2) °C с выдержкой до 20 с.

Гомогенизация сливок оказывает существенное влияние на качество сметаны. Температура и давление гомогенизации выбираются в зависимости от жирности сливок. Чем выше жирность сливок, тем ниже давление и температура гомогенизации: для сметаны 10 — 15-%-ной — 12 — 15 МПа, 17 — 22%-ной — 9 - 12 МПа, 25 — 32%-ной — 8 - 11 МПа, 34 — 40%-ной — 7 - 10 МПа, температура гомогенизации — 60 — 70 °C или при температуре пастеризации. Рекомендуется использовать двухступенчатую гомогенизацию (для сливок с массовой долей жира 20 — 30%). Допускается проведение гомогенизации перед пастеризацией.

При производстве сметаны используют закваски (бакконцентраты, культуры прямого внесения), состоящие из лактококков, лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков. Температура сквашивания в зависимости от вида закваски составляет 28 — 38 °C. Длительность процесса сквашивания — 10 — 12 ч.

При резервуарном способе производства по окончании сквашивания сливки перемешивают до получения однородной консистенции и направляют на фасование.

При термостатном способе производства сметаны заквашенные сливки направляются на фасование, сквашивание осуществляется в термостатной камере.

Охлаждение и созревание сметаны происходит в упакованном виде в холодильной камере при температуре (4 +/- 2) °C с последующей выдержкой (длительность охлаждения и созревания упакованной сметаны не должна превышать 12 ч. — 24 ч. — в зависимости от вида упаковки) [14, 15].

2.2.4. Производство творога

Творог — это белковый кисломолочный продукт, вырабатываемый путем сквашивания молока (нормализованной смеси) чистыми культурами молочнокислых бактерий (лактококков; лактококков и термофильных молочнокислых стрептококков) с последующим удалением сыворотки из сгустка. Творог вырабатывается различными способами, отличающимися уровнем механизации и автоматизации технологического процесса, трудоемкостью и расходом сырья.

Способы производства творога подразделяют в зависимости от:

• метода коагуляции белков молока (кислотный, кислотно-сычужный);
• метода регулирования массовой доли жира в готовом твороге (традиционный — выработка творога из нормализованной по жиру смеси и раздельный — за счет внесения необходимого количества жира в виде сливок в обезжиренный творог);
• метода обезвоживания сгустка (самопрессованием, прессованием, сепарированием, ультрафильтрацией);
• аппаратурного оформления технологического процесса (с использованием творожных ванн, творогоизготовителей (коагуляторов), поточно-механизированных линий).

Несмотря на большое разнообразие способов производства творога, в любой технологической схеме можно выделить два основных этапа: первый — подготовка молока к сквашиванию и получение сгустка, второй — обработка сгустка с целью выделения избыточного количества сыворотки и получения стандартного по массовой доле влаги творога [13, 14, 15]. Общая технологическая схема производства творога приведена на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 — Технологическая схема производства творога

Частные технологические операции

Пастеризация нормализованной смеси (обезжиренного молока) при производстве творога производится при температуре (78 +/- 2) °C с выдержкой 15 — 20 с. Допускается пастеризация при (83 — 94) °C без выдержки или с выдержкой 10 — 20 с (в зависимости от способа производства творога).

При обычном (длительном) способе сквашивания используют закваску, состоящую из лактококков (для улучшения вкуса и аромата в состав закваски могут дополнительно включаться лейконостоки), температура сквашивания составляет (30 +/- 2) °C. При ускоренном способе сквашивания применяют симбиотическую закваску, содержащую лактококки и термофильные молочнокислые стрептококки, температура сквашивания — (32 +/- 2) °C, допускается применение закваски термофильных молочнокислых стрептококков. Объемная доля производственной закваски — 3 - 5%. Могут использоваться бакконцентраты методом прямого внесения и DVS (DVI)-культуры.

При кислотном способе в молоко (нормализованную смесь) добавляется только закваска, при кислотно-сычужном способе кроме закваски вносятся хлористый кальций и молокосвертывающий ферментный препарат. При кислотном способе при сычужновялом молоке допускается внесение хлористого кальция.

Обработка сгустка и отделение сыворотки имеют свои особенности в зависимости от используемого оборудования. Для обезвоживания сгустка используют самопрессование, прессование, обезвоживатели различного типа (барабанные, вакуумные и другие), ультрафильтрацию, сепарирование. Важное значение имеет подбор оптимальных температур и параметров подогрева сгустка.

Охлаждение творога для предотвращения дальнейшего повышения кислотности может осуществляться различными способами: в холодильной камере (совмещение самопрессования в мешочках и охлаждения), в установках для прессования и охлаждения, с использованием охладителей различного типа [13 - 15].

2.3. Производство сливочного масла и спредов

2.3.1. Производство сливочного масла

Особенностью отечественного маслоделия является использование двух принципиально различных методов производства сливочного масла:

• метода сбивания сливок в маслоизготовителях периодического и непрерывного действия (ПД и НД);
• метода преобразования высокожирных сливок (ПВЖС).

В настоящее время методом ПВЖС в Российской Федерации вырабатывают более 50% сливочного масла, включая весь существующий ассортимент [17].

Таблица 2.5

Сравнительные характеристики методов производства сливочного масла

2.3.1.1. Производство сливочного масла методом ПВЖС

Общая схема процесса производства сливочного масла методом ПВЖС приведена на рисунке 2.10.

Рисунок 2.10 — Общая схема процесса производства сливочного масла методом ПВЖС

Частные технологические операции

Пастеризация сливок. Сливки пастеризуют при температуре от 85 °C до 115 °C. Температуру пастеризации сливок устанавливают с учетом их качества.

Допускается проводить пастеризацию обезжиренного молока, полученного при сепарировании молока, после охлаждения и хранения.

Сепарирование сливок. Сепарирование сливок производят с целью получения высокожирных сливок (ВЖС) в качестве промежуточного продукта при выработке масла данным методом. Температуру сепарирования устанавливают в диапазоне от 60 °C до 95 °C в соответствии с рекомендациями по эксплуатации сепараторов.

Преобразование ВЖС в масло. Преобразование ВЖС в масло осуществляют посредством интенсивной термомеханической обработки их в маслообразователях различной конструкции с целью обращения фаз дисперсии прямого типа «масло в воде» в дисперсию обратного типа «вода в масле», являющуюся основой структуры сливочного масла. В качестве хладоносителя в маслообразователях используют ледяную воду, рассол, охлаждающую жидкость.

Сливочное масло после фасования охлаждают в холодильных камерах при температуре от 0 °C до минус 5 °C. Охлаждение свежевыработанного масла проводится до температуры 10 °C в центре монолита и не более 5 °C для масла в потребительской упаковке.

2.3.1.2. Производство сливочного масла методом сбивания

Общая схема процесса производства сливочного масла методом сбивания показана на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11 — Общая схема процесса производства сливочного масла методом сбивания

Частные технологические операции

Охлаждение и физическое созревание сливок. Физическое созревание — это выдерживание сливок при низкой положительной температуре, необходимое для частичного отвердевания триглицеридов молочного жира 30 — 35% и обеспечения возможности образования масляного зерна при последующем их сбивании. Степень отвердевания зависит от температуры охлаждения сливок (от 4 °C до 14 °C в зависимости от времени года и вида масла) и продолжительности выдержки (от 5 до 14 ч).

Сбивание сливок. Сущность процесса заключается в агрегации содержащихся в сливках жировых шариков и образовании масляного зерна при интенсивном механическом воздействии. Процесс сбивания регулируют так, чтобы получить достаточно упругое масляное зерно, а пахта должна легко отделялась от зерна. Массовая доля жира в пахте не должна превышать 0,7%.

Сбор и охлаждение пахты. Пахта — вторичное молочное сырье с высокой биологической ценностью. На предприятиях маслодельной отрасли организуется полный сбор пахты, охлаждение до температуры (4 +/- 2) °C для обеспечения ее дальнейшей переработки.

Обработка масляного зерна и пласта масла. Обработка масляного зерна заключается в спрессовывании его в монолит и пластификации последнего с удалением из него воздуха и равномерным распределением влаги в пласте масла. Нормализация масла по влаге осуществляется с помощью насоса-дозатора.

Охлаждение сливочного масла после фасования производится аналогично, как и при производстве методом ПВЖС [18].

2.3.2. Производство спредов

Спреды производят из молочного сырья и из немодифицированных и (или) модифицированных растительных масел. Спреды делятся на три подвида:

• сливочно-растительные содержат более 50% молочного жира;
• растительно-сливочные содержат от 15 до 49% молочного жира;
• растительно-жировые содержат менее 15% молочного жира.

Общая схема процесса производства спредов по «маслодельной» схеме (1 вариант) представлена на рисунке 2.12.

Рисунок 2.12 — Общая схема процесса производства спредов по «маслодельной» схеме (1 вариант)

Частные технологические операции (вариант 1).

Плавление заменителей молочного жира (ЗМЖ), составление жировой эмульсии и ее эмульгирование. ЗМЖ расплавляют в специальных ваннах-плавителях при температуре (60 +/- 5) °C. Расплавленный ЗМЖ насосом подают в универсальную емкость с подогретой до (60 +/- 5) °C пахтой для приготовление жировой эмульсии с м.д. жира 35 — 37%. Полученную смесь подвергают эмульгированию с помощью эмульсоров или диспергаторов.

Пастеризация и сепарирование жировой эмульсии. Режимы пастеризации и сепарирования жировой эмульсии аналогичны режимам при пастеризации и сепарировании сливок из коровьего молока. Полученная высококонцентрированная жировая эмульсия (ВЖЭ) направляется в емкость с ВЖС.

Нормализация смеси ВЖС и ВЖЭ. Смесь ВЖС и ВЖЭ тщательно перемешивается и нормализуется для получения стандартного продукта. В качестве компонента нормализации могут использоваться пахта или обезжиренное молоко.

Преобразование высокожирной смеси (ВЖС + ВЖЭ) в спред. Преобразование высокожирной смеси в спред производят в маслообразователях посредством ее термомеханической обработки. Режим работы маслообразователя устанавливают с учетом состава сырья, вида спреда и конструкции маслообразователя.

Недостатком технологической схемы по варианту 1 является образование «пахтового» продукта — пахты с содержанием немолочных жиров. Использование его затруднено, поэтому «пахтовый» продукт, в основном, направляется на корм скоту. Общая схема процесса производства спредов по «маслодельной» схеме (2 вариант) представлена на рисунке 2.13.

Рисунок 2.13 — Общая схема процесса производства спредов по «маслодельной» схеме (2 вариант)

Частные технологические операции (вариант 2).

Технологические операции получения ВЖС и ВЖЭ аналогичны операциям по варианту 1.

При производстве спредов по данному варианту происходит увеличение энергозатрат на процессы пастеризации и эмульгирования высококонцентрированной жировой эмульсии [19].

2.4. Производство сыров и сырных продуктов

Среди большого разнообразия продуктов питания одно из ведущих мест занимают сыры.

Сыры в зависимости от массовой доли влаги в обезжиренном веществе подразделяют на мягкие, полутвердые, твердые, сверхтвердые и сухие.

Плавленые сыры подразделяют на ломтевые и пастообразные (стерилизованные, пастеризованные, сухие, копченые).

2.4.1. Производство полутвердых (твердых) сыров

Общая схема процесса производства полутвердых (твердых) сыров представлена на рисунке 2.14.

Рисунок 2.14 — Общая схема процесса производства полутвердых сыров

Частные технологические операции

Подготовка и внесение функционально необходимых ингредиентов. В нормализованную, пастеризованную и охлажденную до температуры свертывания смесь вносят функционально необходимые ингредиенты: хлористый кальций, бактериальную закваску или концентрат, ферментный препарат. Состав, доза и способ внесения бактериальной закваски или концентрата зависят от вида сыра, качества сырого молока и конкретных условий производства.

Свертывание нормализованной смеси, обработка сгустка. Продолжительность свертывания нормализованной смеси составляет (30 +/- 5) мин. Обработку полученного сгустка проводят с целью его обезвоживания и регулирования интенсивности и уровня молочнокислого процесса. Для этого последовательно осуществляют следующие операции: разрезку сгустка и постановку сырного зерна, вымешивание зерна, второе нагревание и вымешивание после него. Температура второго нагревания зависит от вида сыра: для сыров с низкой температурой второго нагревания (Голландский, Костромской, Пошехонский и др.) она составляет (38 +/- 2) °C, для сыров с высокой температурой второго нагревания (Советский, Швейцарский и др.) — (53 +/- 2) °C.

Формование сыра. Проводится с целью образования монолитных сырных головок с требуемой формой, размерами и массой и отделения сыворотки. Применяют три способа формования: из пласта (Костромской, Пошехонский и др.), насыпью (Российский, Угличский и др.) или наливом (Латвийский и др.).

Самопрессование — выдержка сыров в формах без нагрузки. Продолжительность самопрессования, для сыров, формуемых из пласта — (35 +/- 15) мин, для сыров, формуемых насыпью — от 1 до 6 часов.

Прессование сыров. Проводят с целью уплотнения сырной массы, удаления межзерновой сыворотки и образования замкнутого и прочного поверхностного слоя. Давление и продолжительность прессования определяются характеристикой консистенции сыра.

При обработке сгустка и сырного зерна, формовании, самопрессовании и прессовании сыров необходимо обеспечить полный сбор подсырной сыворотки, ее очистку от казеиновой пыли и жира, охлаждение и резервирование для дальнейшей переработки. Попадание сыворотки в сточные воды существенно загрязняет их, увеличивает нагрузку на очистные сооружения.

Посолка сыра является обязательной операцией при производстве полутвердых сыров. Чаще всего посолка сыра осуществляется в солильных бассейнах в рассоле с концентрацией соли (21 +/- 3)% при температуре (10 +/- 2) °C. Продолжительность посолки — 2 - 3 суток.

Созревание полутвердых сыров с низкой температурой второго нагревания осуществляется при температуре (12 +/- 2) °C и относительной влажности воздуха (80 +/- 10)%. Для сыров с высокой температурой второго нагревания (Советский и др.) созревание проходит в 3 стадии: на первой стадии сыр созревает при температуре (12 +/- 2) °C и относительной влажности воздуха от 85% до 90% в течение (20 +/- 10) суток, на второй стадии — при температуре от 20 °C до 25 °C и относительной влажности воздуха от 90 до 95% в течение (30 +/- 10) суток, на третьей стадии — при температуре (12 +/- 2) °C и относительной влажности воздуха от 80% до 90% до окончания процесса созревания. Продолжительность созревания Швейцарского сыра составляет 180 суток. Для сыров, созревающих с участием микрофлоры сырной слизи, устанавливают температуру (10 +/- 2) °C, относительную влажность воздуха от 85% до 95%, периодически перетирая поверхность сыра для лучшего развития сырной слизи.

На современных сыродельных предприятиях широко внедрено созревание сыров в полимерных пленках, при этом значительно снижаются затраты труда и сокращаются потери продукта [20].

2.4.2. Производство мягких сыров

Мягкие сыры имеют повышенное содержание влаги (50 — 65%), содержат большое количество растворимого белка (до 85%), что придает им высокую пищевую ценность. Технологический процесс производства мягких сыров направлен таким образом, чтобы получить сыры нежной, мягкой консистенции и специфического вкуса — от приятного кисломолочного до выраженного сырного со слегка аммиачным или грибным привкусом.

Особенностями технологии мягких сыров (по сравнению с полутвердыми сырами) являются: более продолжительное свертывание молока, постановка крупного сырного зерна, отсутствие второго нагревания и принудительного прессования.

В зависимости от особенностей производства и технологических параметров мягкие сыры можно разделить на несколько самостоятельных групп, различающихся типом свертывания молока (сычужное, сычужно-кислотное и кислотное), применяемыми бактериальными препаратами, условиями созревания, температурно-временными режимами выработки и некоторыми другими факторами.

В частности, по применяемым бактериальным препаратам мягкие сыры подразделяют на пять видовых подгрупп:

• сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и микрофлоры сырной слизи (Дорогобужский и др.);
• сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий, микрофлоры сырной слизи и белой плесени, развивающихся на поверхности сыра (Смоленский и др.);
• сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и белой плесени, развивающейся на поверхности сыра (Русский камамбер др.);
• сыры, созревающие при участии молочнокислых бактерий и зеленовато-голубой плесени, развивающейся в тесте сыра (Рокфор и др.);
• сыры свежие, вырабатываемые при участии молочнокислых бактерий без созревания (Адыгейский и др.).

Общая схема процесса производства мягких сыров приведена на рисунке 2.15.

Рисунок 2.15 — Общая схема процесса производства мягких сыров

Частные технологические операции

Термизация и охлаждение молока. Созревание молока. После сортировки сырое молоко направляют на термизацию при температуре (65 +/- 2) °C с выдержкой 20 — 25 с, охлаждают до (10 +/- 2) °C и направляют на созревание — выдержку при температуре (10 +/- 2) °C в течение (12 +/- 2) ч. В термизированное молоко вносят бактериальную закваску в количестве 0,05 — 0,4%. Допускается проводить созревание молока без предварительной термизации.

Пастеризация и охлаждение нормализованной смеси. Пастеризацию нормализованной смеси при производстве мягких сыров проводят при температуре от 74 °C до 86 °C с выдержкой 20 — 25 с, затем охлаждают до температуры свертывания. Температуру свертывания устанавливают в пределах от 26 °C до 34 °C в зависимости от вида сыра и технологических свойств молока.

Подготовка и внесение функционально необходимых ингредиентов. В подготовленную смесь вносят функционально необходимые ингредиенты: хлористый кальций, бактериальную закваску или концентрат, ферментный препарат. При выработке некоторых видов сыров в нормализованную смесь вносят чистые культуры плесневых грибов.

Свертывание нормализованной смеси, обработка сгустка. Продолжительность свертывания нормализованной смеси составляет от 35 до 90 мин.

Формование сыра. Применяют, в основном, два способа формования: насыпью или наливом.

Самопрессование сыра. Продолжительность самопрессования зависит от вида сыра и составляет от 2 до 15 ч.

Посолка сыра. Посолка сыра может осуществляться в солильных бассейнах в рассоле с концентрацией соли (21 +/- 3)% при температуре (10 +/- 2) °C. Продолжительность посолки — от 20 мин до 3 ч. Может применяться частичная или полная посолка в зерне.

Созревание сыра. Созревание мягких сыров с низкой температурой второго нагревания осуществляется при температуре (11 +/- 2) °C и относительной влажности воздуха (80 +/- 5)% от 3 до 7 суток. Отдельные сыры вырабатываются без созревания.

Особенности производства Адыгейского сыра.

Адыгейский сыр — одна из разновидностей мягких сыров, относящихся к категории «без созревания», который пользуется наибольшей популярностью и потребительским спросом и вырабатывается практически во всех регионах Российской Федерации.

Операции по традиционной технологии:

• в нагретую до температуры 92 — 95 °C нормализованную смесь для коагуляции (свертывания) белка добавляется сыворотка кислотностью (100 +/- 20) °C;
• свернувшийся белок раскладывают по формам, одновременно осуществляя посолку каждой головки сухой солью;
• сыр в формах несколько раз переворачивают для отделения излишней сыворотки и формирования головки и направляют для охлаждения и упаковки.

Особенности производства мягких сыров с использованием ультрафильтрации.

Отличительной особенностью производства мягких сыров является использование установок для ультрафильтрации. В процессе ультрафильтрации ферментированная смесь концентрируется до массовой доли сухих веществ 20 — 23%. Уровень содержания белка, жира и прочих компонентов регулируется в автоматическом режиме в соответствии с требованиями технологии производимого продукта [21].

2.4.3. Производство плавленых сыров

Общая схема производства плавленых сыров приведена на рисунке 2.16.

Рисунок 2.16 — Общая схема производства плавленых сыров

Частные технологические операции

Подбор сырья для плавления. Подбор сыров для плавления ведут с учетом степени зрелости, активной кислотности и органолептических показателей. При использовании незрелых и нежирных сыров их измельчают и выдерживают с солями-плавителями.

Предварительная обработка сырья. С сыров снимают парафин или пленку, удаляют поврежденные участки с головок сыра, моют при необходимости и разрезают на куски массой до 1 кг или измельчают на волчке. Творог зачищают с поверхности. Масло освобождают от упаковки, проводят зачистку поверхности масла от штаффа, разрезают на куски. Сухие компоненты просеивают.

Подбор и приготовление раствора солей-плавителей. Подбор солей-плавителей проводят применительно к видовой группе вырабатываемого сыра и исходному сырью (вид, степень зрелости сыра, активная кислотность и др.). Как правило, соли-плавители вносят в виде растворов с массовой долей сухих веществ 20 — 25%.

Составление, плавление и гомогенизация смеси. Подготовленное сырье загружают согласно рецептуре в специальные аппараты с паровой рубашкой и мешалкой. Температура плавления выбирается в зависимости от состава, свойств сырья, вида сыра и колеблется от 85 °C до 90 °C, продолжительность процесса плавления 3 — 10 мин. В целях улучшения эмульгирования жира плавленый сыр может быть подвергнут гомогенизации (например, при производстве высокожирных пастообразных сыров). Расплавленную сырную массу непосредственно после плавления направляют на гомогенизатор, давление гомогенизации 10 — 15 Мпа [22].

2.4.4. Производство сырных продуктов

Сырные продукты относятся к молокосодержащим продуктам, производимым в соответствии с технологией сыра, в которых допускается замещение молочного жира в количестве не более 50% от жировой фазы исключительно заменителем молочного жира (ЗМЖ). Это позволит создать выпуск сыродельной продукции, в том числе, в межсезонье, снизить ее себестоимость, сократить импорт сыров в Россию. Схема производства полутвердых сырных продуктов приведена на рисунке 2.17.

Рисунок 2.17 — Общая схема производства полутвердых сырных продуктов

Частные технологические операции

Эмульгирование молочно-растительной смеси. Оптимальные параметры эмульгирования, обеспечивающие высокую стабильность получаемой эмульсии: массовая доля ЗМЖ в смеси с обезжиренным молоком — 30%, температура эмульгирования 50 — 55 °C, продолжительность эмульгирования 5 — 10 мин. Допускается внесение эмульгаторов и стабилизаторов.

2.5. Производство консервов и сухих молочных продуктов

Ассортимент молочных консервов насчитывает десятки видов сгущенных и сухих продуктов: сгущенные молочные консервы с сахаром; сгущенные молочные консервы с сахаром и вкусовыми компонентами — кофе, какао, цикорием; молоко сгущенное стерилизованное цельное и обезжиренное; молоко сухое (в том числе сухое цельное молоко, сухое обезжиренное молоко, частично обезжиренное сухое молоко), сухие сливки; сухая сыворотка и сухая деминерализованная сыворотка. В последние годы ассортимент традиционных молочных консервов пополнился молокосодержащими, восстановленными и рекомбинированными продуктами.

Для повышения качества и хранимоспособности молочных консервов в последние годы наметилась тенденция на внедрение непрерывно поточных методов производства с использованием пленочных вакуум-выпарных аппаратов и переходом на многостадийную сушку с установкой нового сушильного оборудования или модернизацией уже имеющихся на предприятиях сушилок. Известен также опыт применения мембранных методов — микрофильтрации и обратного осмоса, чаще в продуктах из обезжиренного молока, чем из цельного.

2.5.1. Производство сухих молочных продуктов

На рисунке 2.18 показана общая схема производственного процесса с использованием пленочного вакуум-выпарного аппарата и многостадийной сушки.

Рисунок 2.18 — Общая схема описания процесса производства сухих молочных продуктов

Частные технологические операции

Основные технологические операции при выработке консервов и сухих молочных продуктов — сгущение и сушка. При сгущении свободная влага удаляется в виде пара в циркуляционных объемных двухкорпусных или пленочных трех-четырех корпусных вакуум-выпарных аппаратах различной конструкции. Температура сгущения от 75 °C в первом корпусе, до 46 °C — в последнем. Рекомендуется сгущение молочной смеси до концентрации сухих веществ (46 +/- 6)%.

Использование пленочных вакуум-выпарных аппарата является менее затратным по расходу пара (в пленочных вакуум-аппаратах — от 0,25 — 0,3 кг, в циркуляционных — от 0,44 до 0,46 кг на кг испаренной влаги), а также по продолжительности теплового воздействия на сгущаемый продукт (в пленочных вакуум-выпарных аппаратах при поточном сгущении от 3 до 15 мин, в циркуляционных от 1 ч и более).

Подогрев сгущенного молока перед сушкой до 55 — 60 °C интенсифицирует процесс сушки за счет сокращения первой ее стадии — прогрева высушиваемого материала. Повышение температуры концентрата на каждые 5 °C увеличивает производительность сушилки на 1%.

Применяются вальцовые (при малых объемах производства) и одно, двух или трехстадийные распылительные сушилки. С увеличением стадий сушки энергоэффективность возрастает, а получаемый продукт отличается повышенной растворимостью и пониженной гигроскопичностью.

Сухой молочный продукт фасуют в потребительскую и транспортную упаковку. Основной вид транспортной упаковки — бумажные непропитанные 2 — 6-слойные мешки с полиэтиленовым вкладышем массой 25 — 30 кг.

Потребительская упаковка:

• термоформованные пакеты из полимерных материалов;
• клееные пачки с внутренним герметично заделанным пакетом из алюминиевой фольги или целлофана [23].

2.5.2. Производство сгущенных молочных консервов с сахаром

Сгущенное цельное молоко с сахаром является наиболее востребованным у потребителя в этой группе продуктов в Российской Федерации [24].

На рисунках 2.19 - 2.20 показаны схемы производства.

Рисунок 2.19 — Схема технологического процесса производства сгущенного молока с сахаром периодическим способом

Рисунок 2.20 — Схема технологического процесса производства сгущенного молока с сахаром поточным методом

Частные технологические операции

При производстве данного продукта в настоящее время применяют два способа производства — традиционный, периодический с использованием циркуляционных объемных вакуум-аппаратов и поточный с включением в схему пленочного вакуум-выпарного аппарата особой конструкции, дополненного финишером для принудительной циркуляции и досгущения до требуемой концентрации сухих веществ не менее 73,5%.

Принципиальное отличие периодического и поточного способов заключается в смешивании молочной смеси и сахара.

В периодическом (традиционном) способе сахар в виде сахарного сиропа (оптимальная концентрация сахарного сиропа 60 — 70%) вводится в гомогенизированную, нормализованную, пастеризованную сгущаемую молочную смесь в циркуляционный вакуум-выпарной аппарат; в поточном, так называемом «бессиропном способе», сахар растворяется в молоке и дальнейшей обработке — центробежной очистке, охлаждению, нормализации, пастеризации, сгущению, гомогенизации, охлаждению подлежит молочно-сахарная смесь.

Молочно-сахарную смесь (в поточном способе) нагревают до 125 °C.

Для получения продукта однородной консистенции в процессе охлаждения при температуре массовой кристаллизации лактозы от 25 до 37 °C, вносят мелкокристаллическую лактозу.

Основной вид упаковки сгущенных молочных консервов с сахаром — банки из белой жести электролитического и горячего лужения оловом.

2.5.3. Производство сгущенных стерилизованных молочных консервов

Схема производства сгущенного стерилизованного молока приведена на рисунке 2.21.

Рисунок 2.21 — Схема технологического процесса производства сгущенного стерилизованного молока

Частные технологические операции

Технологический процесс ориентирован на достижение промышленной стерильности и уничтожение не только большей части микроорганизмов, но и их спор. Для этого проводятся: двукратная центробежная очистка или бактофугирование молока, многократная тепловая обработка: первая — нагревание перед резервированием молока при температуре (90 +/- 2) °C или (74 +/- 2) °C, вторая — тепловая обработка перед сгущением в вакуум-выпарном аппарате при температуре (125 +/- 5) °C с выдержкой 30 с и последующим охлаждением до (86 +/- 2) °C, третья — стерилизация расфасованного продукта при температуре 116 — 118 °C в течение 14 — 17 мин.

Сгущение нормализованной молочной смеси проходит в пленочном вакуум-выпарном аппарате до массовой доли сухих веществ 20 или 25%.

Для предупреждения коагуляции белков молока при стерилизации проводится стабилизация солевого состава — внесение различных солей: цитратов натрия и калия, фосфатов натрия и калия, многокомпонентных смесей. После подтверждения правильности выполненной стабилизации солевого состава сгущенную молочную смесь фасуют в жестяные банки разной вместимости или в контейнеры из ламистера, упаковывают, стерилизуют и охлаждают.

2.6. Производство мороженого на молочной основе

Мороженое — взбитые, замороженные и потребляемые в замороженном виде сладкие молочные продукты, молочные составные продукты, молокосодержащие продукты. Мороженое в зависимости от массовой доли молочного жира подразделяют на:

• молочное (массовая доля молочного жира составляет не более 7,5%);
• сливочное (массовая доля молочного жира составляет от 8 до 11,5%);
• пломбир (массовая доля молочного жира составляет не менее 12%).

Схема производственного процесса изготовления мороженого представлена на рисунке 2.22.

Рисунок 2.22 — Схема технологического процесса производства мороженого

Частные технологические операции

Ингредиенты смешивают (цельное молоко, сухое обезжиренное молоко, сгущенное молоко с сахаром и продукты из молочной сыворотки, сахароза, сгущенное молоко с сахаром, сливки, сливочное масло) нагревают до 70 — 75 °C и гомогенизируют. При производстве мороженого используют следующие режимы пастеризации: 80 — 85 °C с выдержкой 15 — 20 с или 50 — 60 с; 92 — 95 °C без выдержки, °C; 68 — 72 °C с выдержкой 25 — 30 с; 73 — 77 °C с выдержкой 15 — 20 с.

Затем смесь фильтруют и пастеризуют при температуре 80 — 85 °C с выдержкой 50 — 60 с. Сразу после пастеризации смесь охлаждают до температуры 2 — 6 °C. Охлажденную смесь направляют в специальные теплоизолированные емкости с охлаждением, где происходит ее хранение (созревание).

Подготовленную смесь направляют на фризерование для частичного замораживания и насыщения смеси воздухом. Смесь фризеруют в специальных аппаратах — фризерах периодического и непрерывного действия. Температура мороженого при выходе из фризера, в зависимости от состава смеси, фасования и используемого фасовочного оборудования должна быть в пределах от -3,5 до -5 °C. Выходящее из фризера мороженое немедленно поступает на фасование. Дальнейшее замораживание (закаливание) проводят в закалочных камерах, морозильных аппаратах или эскимогенераторах при температуре -30 — -40 °C. Продолжительность закалки составляет от 20 до 40 мин [25, 26, 27, 28, 29].

2.7. Переработка молочной сыворотки

Молочная сыворотка — побочный продукт переработки молока, полученный при производстве сыра (подсырная), творога (творожная) или казеина (казеиновая) характеризующийся высоким содержанием белка, углеводов и минеральных солей.

Состав и свойства молочной сыворотки колеблются в широком диапазоне, что определяется составом молока, технологическими особенностями производства творога, сыра и казеина.

Так, в зависимости от способа посолки сырного зерна подсырная сыворотка бывает несоленой (сладкой) и соленой. Состав творожной сыворотки зависит от способа производства творога: кислотного или сычужного, с отвариванием или без отваривания.

Казеиновая сыворотка имеет состав, близкий к составу творожной сыворотки при биологическом способе коагуляции казеина или подсырной сыворотки при сычужном способе коагуляции казеина. При осаждении казеина соляной кислотой или хлористым кальцием сыворотка будет иметь свои отличительные особенности [30].

В сыворотку переходит более половины сухих веществ молока (таблица 2.6).

Таблица 2.6

Степень перехода основных компонентов молока в сыворотку

Промышленные технологии переработки молочной сыворотки основаны на использовании как традиционных, так и инновационных способов. К традиционным способам относится производство молочного сахара с кристаллизацией лактозы из пересыщенных растворов (см. рисунок 2.23).

Рисунок 2.23 — Технологическая схема производства молочного сахара-сырца традиционным способом

Частные технологические операции

Очистку сыворотки проводят с использованием комбинированных сепараторов, конструкция которых позволяет извлекать казеиновую пыль в виде белковой массы, а также выделять молочный жир в виде сливок.

Сгущение сыворотки проводят в вакуум-выпарных аппаратах циркуляционного типа. Желательная степень сгущения сыворотки определяется коэффициентом пересыщения.

Кристаллизация лактозы осуществляется с учетом качества сиропа по длительному (35 ч) или ускоренному (до 15 ч) режимам. Оптимальная температура охлаждения сиропов лактозы при кристаллизации соответствует 10 — 15 °C.

Разделение кристаллизата молочного сахара на кристаллы и межкристальную жидкость обеспечивается пороговыми центрифугами. После центрифугирования в кристаллах остается от 4 до 15% влаги. Для получения продукта требуемой влажности 0,5 — 2,5% кристаллы молочного сахара подвергаются сушке на сушильных установках с псевдоожиженным слоем. Оптимальный режим сушки кристаллов молочного сахара в кипящем слое осуществляется при следующих параметрах: скорость движения воздуха 1,1 — 1,3 м/с; начальная температура воздуха 135 — 140 °C. После сушки кристаллы молочного сахара охлаждают и при необходимости размалывают. Упаковывают продукт в крафт-мешки с полиэтиленовым вкладышем.

К инновационным способам переработки молочной сыворотки относятся мембранные технологии — ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос и электродиализ [30, 31]. Эти методы обработки позволяют фракционировать сыворотку на молекулярном и ионном уровне как многокомпонентную систему, направленно регулируя состав и свойства получаемых продуктов. Мембранные технологии особенно эффективно используются для переработки видов сыворотки, характеризующихся повышенной кислотностью и минерализацией.

Технологическая схема производства продуктов из молочной сыворотки с использованием мембранных методов представлена на рисунке 2.24.

Рисунок 2.24 — Технологическая схема производства молочного сахара и лактозы пищевой с использованием мембранных методов

Частные технологические операции

Ультрафильтрацию применяют для выделения белков из сыворотки. В результате ультрафильтрации получается белковый концентрат и фильтрат (пермеат) — раствор лактозы, минеральных солей и других низкомолекулярных соединений. Белковый концентрат используют в жидком или сухом видах для обогащения пищевых продуктов белком. Пермеат используется для получения пищевой лактозы. Для этого пермеат сгущают и сушат на распылительных сушильных установках. Сгущение пермеата осуществляют в два этапа. На первом этапе целесообразно применять нанофильтрацию или обратный осмос. Использование этих методов позволяет снизить затраты на процесс удаления влаги выпариванием, а также существенно сократить тепловые выбросы в окружающую среду. Концентрирование сыворотки нанофильтрацией и обратным осмосом проводят до 18 — 24% сухих веществ. На втором этапе влагу удаляют выпариванием с помощью вакуум-выпарных установок. С целью удаления минеральных солей из молочной сыворотки применяют электродиализ. В процессе деминерализации творожной сыворотки электродиализом происходит удаление до 90% минеральных веществ. При этом титруемая кислотность снижается на 70% за счет удаления молочной кислоты. В результате электродиализной обработки органолептические показатели молочной сыворотки значительно улучшаются.

Сгущенный пермеат сушат на распылительных сушилках.

Одним из направлений переработки молочной сыворотки является производство напитков. Напитки вырабатывают из свежей сыворотки с сохранением всех ее составных частей как без добавления, так и с добавлением вкусовых и ароматических веществ. Для изготовления прохладительных напитков используют также осветленную сыворотку после выделения из нее сывороточных белков тепловой коагуляцией или мембранными методами. Технологические схема производства напитков из молочной сыворотки представлена на рисунках 2.25 - 2.26.

Рисунок 2.25 — Технологическая схема производства питьевой пастеризованной сыворотки

Рисунок 2.26 — Технологическая схема производства напитков со вкусо-ароматическими добавками из осветленной сыворотки

Частные технологические операции

Для изготовления напитков сыворотку фильтруют или сепарируют для освобождения от хлопьев белка, пастеризуют при 74 — 76 °C с выдержкой 15 — 20 с, охлаждают до 4 — 10 °C и фасуют в мелкую и крупную тару. Пастеризованную молочную сыворотку вырабатывают без наполнителей.

В случае изготовления напитков с наполнителями их вносят по рецептуре перед фасованием. Квасные напитки производят из пастеризованной осветленной сыворотки с добавлением хлебного экстракта, сахара и хлебопекарных дрожжей. Сыворотку фильтруют, осветляют осаждением белков при температуре 95 — 97 °C с выдержкой в течение 1 — 2 ч, охлаждают до 25 °C, отделяют от хлопьев белка, добавляют по рецептуре сахарный сироп, хлебный экстракт и дрожжевую закваску на сыворотке, которую предварительно смешивают с 2% сахара и выдерживают в течение 40 — 60 мин до появления на поверхности пены. Затем проводят брожение сыворотки при 25 — 30 °C в течение 14 — 16 ч, охлаждают до 6 — 8 °C и разливают в тару.

Сывороточный напиток с томатным соком изготовляют из осветленной сыворотки, в которую при 15 °C вносят томатный сок с солью, перемешивают, охлаждают до 6 — 8 °C, и направляют на фасование.

2.8. Основное и природоохранное оборудование

Перечень основного и природоохранного оборудования, используемого на молокоперерабатывающих заводах, его назначение и технологические характеристики приведены в таблицах 2.7 - 2.8.

Таблица 2.7

Основное оборудование при производстве молочных продуктов

Таблица 2.8

Природоохранное оборудование

Раздел 3. Текущие уровни эмиссий в окружающую среду

3.1. Материальный и энергетический баланс

3.1.1. Материальный баланс (расход сырья и выход побочных продуктов)

Экономически обоснованное функционирование молочной промышленности требует повышения эффективности производства. В первую очередь, это касается ресурсосбережения, т.к. затраты на сырье составляют около 80% себестоимости молочных продуктов.

В настоящее время в своей работе молочные предприятия могут руководствоваться разработанными 1970 — 1990 гг. общесоюзными нормами расхода сырьевых ресурсов на выработку молочных продуктов. В то же время одним из основных факторов, влияющих на фактический расход сырья, является используемое в технологическом процессе оборудование, модернизация и замена которого в последние годы заметно ускорилась. В связи с этим почти на всех предприятиях на основании контрольных выработок устанавливаются свои нормы расхода сырья, которые, как правило, составляют коммерческую тайну.

Наиболее ресурсоемким молочными продуктами являются сливочное масло, сыры и творог, сгущенные и сухие продукты. Справочная информация по расходу молочного сырья на эти виды молочных продуктов представлены ниже.

3.1.1.1. Производство масла и спредов

Рекомендуемые нормы расхода сырого молока на производство популярных в Российской Федерации видов масла, вырабатываемых методами преобразования ВЖС и сбивания представлены в таблицах 3.1 - 3.3 [18, 32].

Таблица 3.1

Рекомендуемые нормы расхода молока на производство одной тонны масла, вырабатываемого методом преобразования ВЖС (фасование в транспортную упаковку) <*>

<*> Примечание: при фасовании масла из транспортной в потребительскую упаковку нормы потерь составляют 0,05% к массе исходного масла.

Таблица 3.2

Рекомендуемые нормы расхода молока на производство одной тонны масла, вырабатываемого методом непрерывного сбивания

Таблица 3.3

Рекомендуемые нормы расхода молока на производство одной тонны масла, вырабатываемого методом периодического сбивания (фасование в транспортную упаковку) <*>

<*> Примечание: при фасовании масла из транспортной в потребительскую упаковку нормы потерь составляют 0,05% к массе исходного масла.

К ресурсосберегающим технологиям производства масла (по затратам сырого молока) можно отнести технологии масла пониженной жирности — крестьянского, бутербродного (снижение расхода сырого молока по сравнению с выработкой традиционного масла в 1,1; 1,3 раза соответственно).

С увеличением жирности исходного сырья (один из основных качественных показателей оценки сырого молока) его удельные затраты на производство также уменьшаются.

Однако стоит понимать, что выпускать масло только пониженной жирности и только методом преобразования высокожирных сливок не удастся, так как потребителя привлекает широкая линейка однородной группы товаров, среди которых он может выбрать качественный, доступный удовлетворяющий его вкусовым ощущениям продукт, который не всегда может выработан одним методом.

Таблица 3.4

Расход сырого молока на выработку сливочного масла по данным молокоперерабатывающих предприятий (анкета ТРГ 45, приводится справочно)

Побочными продуктами при производстве масла являются обезжиренное молоко и пахта, полностью используемые для производства других молочных продуктов.

Нормативный выход обезжиренного молока и пахты при производстве каждого вида масла зависят от массовой доли жира в молоке, сливках, обезжиренном молоке и пахте, а также от нормы потерь сырья при получении сливок из молока и при переработке сливок в масло.

3.1.1.2. Производство сыров

Рекомендуемые нормы расхода сырого молока на производство популярных в Российской Федерации сыров представлены в таблицах 3.5 - 3.8 [33].

Таблица 3.5

Нормы расхода нормализованной смеси на 1 т швейцарского, российского, голландского круглого сыров (массовая доля жира в сухом веществе сыра — 50%)

Таблица 3.6

Нормы расхода нормализованной смеси на 1 т голландского брускового, костромского, пошехонского, ярославского сыров (массовая доля жира в сухом веществе сыра — 45%)

Таблица 3.7

Нормы расхода нормализованной смеси на 1 т сыра рокфор (массовая доля жира в сухом веществе сыра — 50%)

Производство мягких сыров по сравнению с полутвердыми (твердыми) сырами аналогичной жирности по расходу нормализованной смеси является ресурсосберегающим. Но так же, как и в случае со сливочным маслом, для потребителя важно иметь выбор сырной продукции.

Таблица 3.8

Расход сырого молока на выработку сыров по данным молокоперерабатывающих предприятий (анкета ТРГ 45, приводится справочно)

Побочным продуктом при производстве сыров является подсырная сыворотка, содержащая около 50% сухих веществ сырого молока. Норма выхода сыворотки при производстве твердых и полутвердых сыров составляет 80%, при производстве мягких сыров 75% от массы нормализованной смеси. С увеличением жирности нормализованной смеси на выработку сыров повышается и массовая доля жира в сыворотке.

В оптимальном с точки зрения экономики и экологии (загрязняющая способность сыворотки превышает аналогичный показатель для бытовых сточных вод в 500 — 1000 раз) варианте сыворотка должна перерабатываться на пищевые (восполняя дефицит молочного сырья в Российской Федерации), кормовые, парфюмерные и др. продукты и товары. Но анкетирование молокоперерабатывающих предприятий показало, что есть заводы, сливающие этот побочный продукт в канализацию, и это в настоящее время является основной экологической проблемой молочного производства.

3.1.1.3. Производство творога

Нормы расхода молока на выработку творога зависит от содержания белка в молоке (влияет в т.ч. сезон года), используемого оборудования, технологии и других факторов. В качестве примера в таблицах 3.9 - 3.11. приведены нормы расхода молока (обезжиренного молока) и на выработку творога.

Побочным продуктом при выработке творога является творожная сыворотка. Выход сыворотки зависит от способа производства и технологического оборудования. Норма сбора сыворотки при выработке творога составляет 75 — 80% от количества переработанного сырья [34].

Таблица 3.9

Нормы расхода пастеризованного обезжиренного молока на выработку творога нежирного на механизированной линии, кг/т

Таблица 3.10

Нормы расхода пастеризованного обезжиренного молока на выработку нежирного творога в ваннах (кг/т)

Таблица 3.11

Расхода сырого молока на выработку творога по данным молокоперерабатывающих предприятий (анкета ТРГ 45, приводится справочно)

Творожная (кислая) сыворотка используется еще в меньшей степени, чем подсырная, так как ее переработка требует больших энергетических затрат.

3.1.1.4. Производство сухих и сгущенных молочных продуктов

Норма расхода нормализованной смеси на выработку сухого и сгущенного молока зависят от состава продукта, качества сырого молока, сезона года, используемого технологического оборудования, технологии и других факторов (таблицы 3.12 - 3.13) [35].

Таблица 3.12

Нормы расхода нормализованной смеси на выработку молока цельного с учетом предельно допустимых потерь, кг/т

Таблица 3.13

Нормы расхода сырья на выработку молока сухого обезжиренного с учетом предельно допустимых потерь сухих веществ, кг/т

Таблица 3.14

Расход сырого молока на выработку сгущенных и сухих молочных продуктов по данным молокоперерабатывающих предприятий (анкета ТРГ 45, приводится справочно)

3.1.2. Энергетический баланс

Молокоперерабатывающие предприятия потребляют, как правило, два вида энергии — тепловую и электрическую. Горячая вода и пар (тепловая энергия), получаемые с котельных установок, используются для технологических (подогрев, пастеризация, сгущение и сушка молока) и бытовых целей. Электрическая энергия необходима для работы технологического и холодильного оборудования, а также систем вентиляции и освещения.

В оценке эффективности расхода энергоресурсов молокоперерабатывающие заводы могут использовать ориентировочные нормы расхода холода, пара, воды и электроэнергии, введенные Приказом Госагропрома СССР от 31.12.1987 № 1025 (таблица 3.15).

Таблица 3.15

Нормы расхода воды, тепловой и электрической энергии на 1 т продукции [35]

Полученные в ходе анкетирования данные позволяют сделать вывод, что предприятия молочной промышленности активно модернизируют производство сокращая производственные затраты, связанные с эксплуатацией технологического оборудования. В настоящее время удельные расходы энергоносителей сопоставимы с данными европейских производителей молочной продукции (таблица 3.16).

Таблица 3.16

Расход тепловой и электрической энергии на производство молочных продуктов российских и европейских производителей молочной продукции

Согласно Reference Document on Best Available Techniques in the Food, Drink and Milk Industries, European Comission Integrated Pollution Prevention and Control удельное потребление энергии на производство молочных продуктов в европейских странах не должно превышать значений, указанных в таблице 3.17.

Таблица 3.17

Предельное потребление электроэнергии на производство молочных продуктов [36]

3.2. Сбросы загрязняющих веществ в водный объект

3.2.1. Водопотребление и водоотведение

Вода на предприятиях молочной промышленности применяется для:

• мойки трубопроводов, технологического оборудования, тары (цистерн и пр.);
• охлаждения молока и молочных продуктов;
• работы паросиловых и технологических установок;
• восстановления сухого молока;
• мытья панелей и полов производственных помещений;
• различных хозяйственно-бытовых нужд.

В системе водоснабжения молочных заводов имеют место быть оборотное, повторное и прямоточное использование воды. Оборотное водоснабжение реализуется при несоприкосновении воды с производимой продукцией (холодильные установки, вакуум-выпарные аппараты и т.д.). Повторное предусматривает последовательное использование ее в нескольких операциях, в т.ч. технологической (например, водой, собираемой после пастеризационно-охладительной установки, моют помещения, поливают территорию, обмывают машины). Прямоточное водоснабжение подразумевает сброс воды в канализацию сразу же после технологической операции.

Из 30 действующих предприятий, представивших данные, только 8 имеют систему оборотного водоснабжения, что составляет 27% от общего числа предприятий.

По данным полученным при анкетировании предприятий удельные расходы воды на производство отдельных видов продуктов сопоставимы с данными европейских производителей молочной продукции (таблица 3.18).

Таблица 3.18

Расход воды на производство молочных продуктов российских и европейских производителей молочной продукции

В целом водопотребление молочных предприятий составляет от 4,2 м3 до 7 м3 на 1 т перерабатываемого молока (минимальное суточное потребление воды составляет 100 м3, а максимальное — 2900 м3).

Сегодня из общего объема водопотребления молокозаводами большая часть воды сбрасывается в канализацию или водный объект после первичного использования (80 — 85%).

Согласно Reference Document on Best Available Techniques in the Food, Drink and Milk Industries, European Comission Integrated Pollution Prevention and Control удельное потребление воды и образование сточных вод в европейских странах не должны превышать значений, указанных в таблице 3.19.

Таблица 3.19

Предельные значения потребления воды и образования сточных вод [36]

3.2.2. Состав сточных вод молочных предприятий

Стоки на молочных заводах образуются в основном в результате мойки оборудования, уборки производственных цехов и помещений. В них попадают отходы производства, остатки (потери) молочных продуктов и молока, реагенты, используемые в процессе мойки оборудования (приложение В), различные примеси, смываемые с поверхностей транспорта, полов и пр.

Количество и состав сточных вод зависит от профиля производства, используемых технологий и составляет от 1,0 до 7,0 л на 1 л переработанного молока [37]. Общим для стоков всех молочных заводов является: относительно высокая температура 16 — 33 °C, возможность резких колебаний кислотности (pH = 6,2 — 10,5), большое содержание органических примесей, составляющие основную часть взвешенных веществ (до 90%). Концентрация взвешенных веществ колеблется в широких пределах и зависит, в основном, от ассортимента продукции, технологии производства и применяемого оборудования.

По данным анкетирования действующих предприятий максимальная концентрация взвешенных частиц содержится в сточных водах предприятия, вырабатывающего мороженое (до 1741 мг/дм3). Значительное количество взвешенных веществ присутствует также в сточных водах предприятий, вырабатывающих сухие и сгущенные концентраты, сыры и творог — до 250 — 300 мг/дм3 (по данным четырех предприятий).

Значения ХПК и БПК сточных вод молочных заводов также колеблются в широких пределах. По данным предприятий, вырабатывающих сыры или творог, среднее значение БПК-5 — 376 мг/дм3 (диапазон — 155 — 760 мг/дм3 — по пяти предприятиям), среднее значение ХПК по этим же предприятиям — 809 мг/дм3 (диапазон 296,2 — 1680 мг/дм3).

Установлено, что между показателями ХПК и БПКполн для сточных вод молочных заводов существует прямая зависимость. Соотношение ХПК/БПК5 для различных молочных производств колеблется от 1,2 до 1,9 (в среднем 1,45). Для производств сухого молока и казеина соотношение ХПК/БПК5 может достигать 2,2 [37].

Содержание жиров в сточных водах предприятий молочной промышленности определяется в основном ассортиментом выпускаемой продукции, технологией производства и мощностью предприятия.

Так, при выработке масла в количестве 2,5 — 7 т в сутки концентрация жира в сточных водах составляет в среднем 55 мг/дм3 (по данным трех действующих предприятий). При увеличении выработки масла до 22 т в сутки количество жира в сточных водах увеличивается до 272 мг/дм3 (данные одного предприятия). Сточные воды производства низкожирной продукции содержат жиры в виде мельчайших шариков, окруженных гидратированной белковой оболочкой. При производстве высокожирной продукции (сливки, сметана и масло) чаще встречаются агрегатированные частицы жира.

Азот в сточных водах содержится в основном в виде аминогрупп белковых соединений и незначительных примесей аммонийных солей.

Концентрация хлоридов при водоотведении составляет в среднем 150 — 200 мг/л, но на отдельных производствах может достигать 800 — 1000 мг/л. Присутствие хлоридов — результат попадания в сточные воды поваренной соли, рассолов, воды, содержащей остатки молока и моющих растворов.

Сточные воды предприятий по переработке молока характеризуются высокой суточной неравномерностью их качественного состава и расходов, колебаниями значений водородного показателя pH. Изменение значения pH связано с режимом работы предприятия и видом используемых моющих реагентов.

При централизованной мойке оборудования в канализацию завода сбрасывают промывные сточные воды и периодически, раз в 3 — 5 дней, отработанные моющие растворы кислот и щелочей. pH промывных вод изменяется от 7,8 до 10,2; щелочность — от 1,9 до 4 мг-экв/л. pH отработанных щелочных растворов колеблется от 10 до 12; щелочность от 30 до 50 мг-экв/л.

Перечень максимальных допустимых значений нормативных показателей общих свойств сточных вод и концентрация загрязняющих веществ в сточных водах, установленных в целях предотвращения негативного воздействия на работу централизованных систем водоотведения утвержден Постановлением Правительства РФ от 29 июля 2013 г № 644 «Об утверждении правил холодного водоснабжения и водоотведения и о внесении изменений в некоторые акты Правительства РФ» [38].

Требования к составу и свойствам сточных вод при сбросе их в водный объект, регламентируются СанПиН 2.1.5.980-00. 2.1.5 [39].

3.2.3. Очистка сточных вод молочных заводов

В соответствии с Федеральным законом от 07.12.2011 № 416-ФЗ «О водоснабжении и водоотведении» и постановлением Правительства Российской Федерации от 29.06.2013 № 644 строительство локальных очистных сооружений (ЛОС) предусматривается как один из нескольких вариантов обеспечения качества очистки сточных вод и предотвращения потенциального негативного воздействия как на централизованную систему водоотведения (ЦСВ), так и водные объекты.

Статьей 30.1 (часть 6) Федерального закона от 07.12.2011 № 416-ФЗ предусматриваются возможности предотвращение превышений предприятиями нормативов состава сточных вод по всем веществам посредством реализации одного или нескольких из следующих мероприятий:

1. строительство или модернизация локальных очистных сооружений и (или) очистка сточных вод предприятия с использованием локальных очистных сооружений, принадлежащих третьим лицам;

2. создание систем оборотного водоснабжения;

3. внедрение технологий производства продукции (товаров), оказания услуг, проведения работ, обеспечивающих снижение концентрации загрязняющих веществ в сточных водах.

Пунктом 114 постановления Правительства № 644 от 29.07.2013 зафиксирована возможность заключения между организацией, осуществляющей водоотведение, или очистку сточных вод, и предприятием договора водоотведения (единый договор холодного водоснабжения и водоотведения), предусматривающего прием сточных вод с превышением максимальных допустимых значений показателей и концентраций в случае подтверждения того, что очистные сооружения могут быть дополнительно нагружены без ухудшения качества очистки сточных вод. и эффективности обработки осадка сточных вод и с сохранением существующей возможности утилизации осадка сточных вод.

В соответствии с постановлением Правительства РФ от 25 января 2006 г. № 33 нормативы предельно допустимых сбросов вредных веществ в водные объекты утверждаются территориальными органами Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору по согласованию с бассейновыми и другими территориальными органами Федерального агентства водных ресурсов, территориальными органами Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, а также с территориальными органами Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.

Из 30 действующих предприятий, представивших анкетные данные, очистные сооружения имеют 12 предприятий (40%), при этом их среднесуточная мощность составляет 1168 м3 (диапазон от 60 до 2600 м3/сутки).

Характеристика очистных сооружений (по данным шести действующих предприятий) представлена в таблице 3.20.

Таблица 3.20

Характеристика очистных сооружений

Сточные воды молочных заводов можно очищать от жира с помощью отстаивания, флотации, коагуляции. При отстаивании сточных вод выделяются крупные частицы жира и другие взвешенные вещества. Флотация позволяет извлечь из сточных вод также тонко диспергированные взвешенные вещества, обладающие гидрофобными свойствами, в том числе жир. При коагуляции сточных вод выделяются как тонко диспергированные взвешенные вещества, так и эмульгированные, коллоидные примеси. Необходимость локальной очистки сточных вод и выбор метода очистки обусловлены местными условиями.

Снижение концентрации хлоридов методами электрокоагуляции и электрофлотации.

Для обработки сточных вод, образующихся в результате мойки оборудования на молочных заводах с централизованной системой мойки устанавливают станции нейтрализации. В состав станции может входить усреднитель, смеситель, камера реакции и реагентное хозяйство. Избыточную щелочность сточных вод обычно нейтрализуют кислотой [39, 40].

3.3. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу

Основными источниками загрязнений воздушного бассейна в молочной промышленности являются: производство сухих молочных продуктов (сушилки, огневые калориферы) и вспомогательное жестяно-баночное производство (лужение, лакировка, травление, пайка). На предприятиях должны выполняться установленные нормативы ПДВ в соответствии с требованиями Федерального закона № 96-ФЗ [41], должны соблюдаться ПДК загрязняющих веществ и ПДУ физических воздействий на границе СЗЗ в соответствии с СанПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 [42].

Производство сухих молочных продуктов является одним из основных источников загрязнений воздушного бассейна в молочной промышленности. При эксплуатации сушильных установок объем воздуха (используется как вторичный теплоноситель) составляет от 2 до 100 тыс. м3/ч. Температура на выходе составляет 70 — 80 °C, концентрация сухого молока в уносимого из установки колеблется от 4 до 1000 мг/м3.

В настоящее время для очистки отработанного в распылительных сушилках воздуха применяются в основном циклоны. Однако эффективность очистки в них является недостаточной и в отводимом воздухе остается некоторое количество продукта.

Так, при сушке обезжиренного молока на сушилках производительностью 1000 кг/ч и.в. потери продукта с воздухом могут достичь 23 кг/ч, а отработанный воздух содержит от 40 до 170 мг продукта в 1 м3. При сушке молочной сыворотки отводимый воздух может содержать до 800 мг/м3 продукта, при этом общие потери достигают уже 30 — 50 т в год [43].

При существующем объеме производства сухих молочных продуктов в нашей стране подобные потери могут составлять 300 — 470 т в год.

Количество веществ, выбрасываемых в атмосферу и загрязняющих ее, можно сократить за счет применения различного вида газо- и пылеулавливающих систем (циклонов, рукавных фильтров, скрубберов).

Существенно снизить унос продукта с отработанным воздухом позволяет оснащение сушилок тканевыми фильтрами, устанавливаемыми за головными циклонами по потоку воздуха. При этом раз и навсегда решаются экологические вопросы, связанные с загрязнением окружающей среды молочной пылью, а также сохраняется значительная часть продукта [44].

Незначительные выбросы загрязняющих веществ в атмосферу возникают и при работе жестяно-баночных цехов (таблица 3.21). Однако в последнее время многие консервные предприятия молочной промышленности переходят на альтернативные варианты упаковки.

Таблица 3.21

Выбросы в атмосферу жестяно-баночных цехов молочноконсервных предприятий [45]

3.4. Обращение с твердыми отходами

Деятельность хозяйствующего субъекта в сфере обращения с твердыми промышленными отходами регулируется № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» [46].

Образование твердых органических отходов на предприятиях по переработке молока главным образом связано с характером технологических процессов, и к числу этих отходов, в частности, относятся:

• некондиционная продукция и производственные потери (например, проливы молока, жидкая молочная сыворотка и пахта);
• осадки на сетках и фильтрах, осадок, образующийся в результате работы центрифуг-сепараторов и в процессе очистки сточных вод;
• отходы упаковки (например, обрезки, использованные мешки для созревания сыров, вытопки воска при производстве сыра, бой стекла, отходы картонной упаковки и др.), образующиеся из поступающих сырьевых материалов и производственного брака.

По некоторым видам отходов определены удельные нормативы. Например, бой стекла при розливе молочных продуктов в стеклянные бутылки должен составлять не более 2,1% [47].

В таблице 3.22 приведены данные мониторинга по количеству твердых отходов на ряде молочных заводов северных стран Европы [48].

Таблица 3.22

Образование отходов в молочной промышленности

К числу рекомендуемых мер по сокращению объема и обращению с твердыми отходами относятся нижеследующие:

• при наличии возможностей и с соблюдением санитарных норм, разделение твердых производственных отходов и некондиционной продукции для переработки в товарную продукцию и побочные продукты (например, молочный жир, плавленый сыр, корма для животных, сырье для варки мыла или другие товары технического назначения);
• оптимизация наполнительно-разливочного и упаковочного оборудования в целях предотвращения отходов готовой продукции и упаковочных материалов;
• оптимизация конструкции упаковки в целях сокращения объемов отходов (например, путем вторичного использования материалов и уменьшения их толщины без ущерба соблюдению требований в отношении безопасности пищевых продуктов). Если выдув пластиковых бутылок осуществляется на самом предприятии, то идущие в отходы обрезки пластика могут быть повторно использованы или должны быть отсортированы к отходам пластмассы для их повторного использования или удаления за пределами предприятия;
• использование незагрязненного ила, образующегося на очистных сооружениях предприятия при местной очистке сточных вод, в качестве сельскохозяйственного удобрения или для производства биогаза [48].

Раздел 4. Определение наилучших доступных технологий

Термин «наилучшие доступные технологии» определен в Федеральном законе «Об охране окружающей среды» № 7-ФЗ [49].

Под «технологией» понимается как используемая технология, так и способ, с помощью которого объект спроектирован, построен, эксплуатируется и выводится из эксплуатации; это не только технология производства, но и различные технические и нетехнические методы (экологический менеджмент, управленческие решения) повышения экологической результативности.

Под «доступной» понимается экономически целесообразная и неуникальная технология, которая достигла уровня, позволяющего обеспечить ее внедрение в молочной промышленности с учетом экономической и технической обоснованности, принимая во внимание затраты и преимущества; при этом технология должна быть реализована хотя бы на двух предприятиях отрасли.

Под «наилучшей» понимается технология, в максимальной мере обеспечивающая охрану окружающей среды и сбережение ресурсов (сырья, воды, энергии).

Порядок определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии определен постановлением Правительства Российской Федерации от 23 декабря 2014 года № 1458 «О порядке определения технологии в качестве наилучшей доступной технологии, а также разработки, актуализации и опубликования информационно-технических справочников по наилучшим доступным технологиям», на основании которого Министерство промышленности и торговли Российской Федерации разработало «Методические рекомендации по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии» [50].

Согласно этим документам, и в соответствии с требованиями технического регламента Таможенного союза «О безопасности молока и молочной продукции» (ТР ТС 033/2013)» при отнесении технологических процессов, оборудования, технических способов и методов к НДТ необходимо учитывать следующие критерии:

а) наименьший уровень негативного воздействия на окружающую среду в расчете на единицу времени или объем производимой продукции (товара), выполняемой работы, оказываемой услуги либо соответствие другим показателям воздействия на окружающую среду, предусмотренным международными договорами Российской Федерации; приоритетным, оказывающим наименьшее отрицательное воздействие на окружающую среду, рекомендовано считать воздействие от отходов, затем выбросы в воду и загрязнение почвы; воздействие от выбросов в воздух рекомендовано рассматривать как фактор, имеющий наибольший отрицательный эффект;

б) экономическая эффективность внедрения и эксплуатации; анализ экономической эффективности заключается в оценке затрат на внедрение и эксплуатацию технологии и выгоды от ее внедрения путем применения метода анализа затрат и выгод; в процессе оценки рекомендуется разделять объекты (предприятия) на новые и действующие;

в) применение ресурсо- и энергосберегающих методов;

г) период внедрения;

д) промышленное внедрение технологических процессов, оборудования, технических способов, методов на двух и более объектах в Российской Федерации, оказывающих негативное воздействие на окружающую среду.

В качестве источников информации о применяемых на практике технологиях, относящихся к НДТ, были использованы сведения, полученные в результате анкетирования предприятий отрасли, проекта второй редакции справочника ЕС по НДТ для пищевой промышленности, публикации в открытой печати и информация от отраслевых экспертов.

Наилучшие доступные технологии и методы, а также, в необходимых случаях, соответствующие им технологические показатели (значения концентрации эмиссий) определялись технической рабочей группой применительно к следующим вспомогательным и основным процессам производства молочных продуктов (их описание приводится в разделе 2 настоящего справочника НДТ):

• механическая и тепловая обработка молока — центробежная очистка, гомогенизация, пастеризация, стерилизация, рассматривая утилизацию отходов очистки молока, экономию электрической энергии, рекуперацию тепла;
• разделение сухого вещества молока на составные части при сепарировании, выработке сыра, творога, сливочного масла, включая побочные продукты и возможности их использования для дальнейшей переработки;
• концентрирование молока и побочных продуктов мембранными методами и в вакуум-выпарных аппаратах с позиций экономии энергии, сбора и использования пермеата и конденсата, сокращения объема конденсата, наличия системы оборотного водоснабжения;
• сушка молока и других видов молочного сырья, оценивая расход энергии и степень уноса в атмосферу сухого продукта;
• фасование молочных продуктов, использование и утилизацию отходов упаковочных материалов — жести, картона и т.п.;
• санитарная обработка оборудования, сбор и возможности вторичного использования или дальнейшей переработки промывочных вод, применение разрешенных химических веществ и/или моющих средств, оказывающих минимальное воздействие на окружающую среду и соответствующих последующим методам очистки сточных вод.

Выбор технологий, технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, относящихся к области применения НДТ, проводился в соответствии с алгоритмом, представленным в утвержденных приказом Минпромторга России от 31 марта 2015 года № 665 «Методических рекомендациях по определению технологии в качестве наилучшей доступной технологии».

Раздел 5. Наилучшие доступные технологии

В разделе приведен перечень наилучших доступных технологий для производства молочных продуктов, позволяющих сократить эмиссии в окружающую среду, снизить потребление воды, энергии и образование отходов.

5.1. НДТ 1. Система экологического менеджмента (СЭМ), соответствующая требованиям ГОСТ Р ИСО 14001 <1>, ИСО 14001 <1>.

<1> Соответствие системы менеджмента указанным стандартам не означает ее обязательную сертификацию.

Описание

НДТ включает следующие мероприятия:

• экологическую политику организации, направленную на контроль, регулирование и минимизацию экологических воздействий предприятия на природную среду;
• программу реализации экологической политики и внедрения механизмов совершенствования и улучшения характеристик качества окружающей среды в районе расположения предприятия;
• эффективный мониторинг производственной деятельности предприятия с целью стабилизации и постоянного снижения отрицательного воздействия на природу с учетом экологической обстановки в данной местности;
• структурированную систему управления окружающей средой с периодическим подтверждением соответствия действующему стандарту в области системы экологического менеджмента.

Достигаемые экологические преимущества

Разработка и внедрение системы экологического менеджмента обеспечивает снижение негативного воздействия на окружающую среду.

Применимость

Применимо на всех молочных заводах.

Мотивация для внедрения

Снижение затрат за счет более рационального использования энергии и ресурсов, в том числе направляемых на природоохранные мероприятия, уменьшение образования отходов, издержек, связанных с воздействием предприятия на окружающую среду.

5.2. НДТ 2. Система энергетического менеджмента, соответствующая требованиям национального стандарта в области энергетического менеджмента.

<1> Соответствие системы менеджмента стандарту не означает ее обязательную сертификацию.

Описание

НДТ включает следующие мероприятия:

• энергетическую политику организации, включающую разработку процессов для улучшения энергетической результативности, в том числе энергоэффективность, использование и потребление энергии;
• применение методологии, известной как «цикл по постоянному улучшению» «Plan-Do-Check-Act» (PDCA), и включение аспектов энергетического менеджмента в состав ежедневных организационных практик с принятием мер, необходимых для улучшения энергетической результативности;
• уменьшение затрат на энергию, в первую очередь на расходование природного газа и тепловой энергии, посредством определения непроизводительных потерь, связанных с плохой тепловой изоляцией, не полной загруженностью оборудования в соответствии с установленной мощностью, наличием утечек в системах водо- и теплоснабжения, недостаточным возвратом конденсата в котельную;
• разработка программ энергосбережения на каждом рабочем месте и экономическое стимулирование работников за рациональное использование топливно-энергетических ресурсов;
• разработка заводских норм удельных расходов энергоресурсов, учитывающих субъективные особенности работы предприятия;
• организация внутризаводского контроля расхода энергоносителей и воды. Приборы внутреннего учета сами по себе не являются энергосберегающим оборудованием, но они необходимы для контроля работы систем энергосбережения и энергопотребления предприятия и выявления потерь энергии и воды на конкретных производственных участках.

Достигаемые экологические преимущества

Разработка и внедрение системы энергетического менеджмента уменьшает потребление энергии, выбросы в атмосферу парниковых газов обеспечивает снижение негативного воздействия на окружающую среду

Применимость

Применимо на всех молочных заводах.

Мотивация для внедрения

Снижение затрат за счет более рационального использования энергии и издержек, связанных с воздействием предприятия на окружающую среду.

Справочные материалы [51, 52].

5.3 НДТ 3. Планирование производства.

Описание

При тепловой обработке молочных смесей их разделяют на группы по качественным показателям. Однотипные смеси пастеризуют в один прием. Смеси с низкой термоустойчивостью направляют на продукты с мягкими режимами пастеризации. Исключают повторную пастеризацию и перекачивание молока. Эти мероприятия снижают образование молочного камня, количество и продолжительность санитарных обработок оборудования. Что приводит к сокращению использования моющих средств и их сбросу в сточные воды.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение потребления энергии, воды. Сокращение загрязнения сточных вод.

Применимость

Применимо на всех молочных заводах.

Мотивация для внедрения

Снижение расходов на очистку воды, химические моющие средства, энергию.

5.4. НДТ 4. Тепловая обработка молочного сырья с использованием высокоэффективных пластинчатых пастеризационно-охладительных установок.

Описание

При проведении тепловой обработки сырья используют пластинчатые пастеризационно-охладительные установки. Энергетическая эффективность пластинчатых пастеризационных установок обеспечивается за счет секций рекуперации, в которых продукт, поступающий на установку, предварительно нагревается за счет охлаждения пастеризованного продукта. Коэффициент рекуперации современных установок находится в диапазоне 0,85 — 0,95. Это позволяет сократить потребление первичного теплоносителя (пара) на нагрев молока. Предпочтение следует отдать установкам, у которых нагрев горячей воды производится в медно-паяном теплообменнике, позволяющим повторно использовать конденсат и тем самым снизить затраты на водоподготовку питательной воды котельных установок и сократить тепловые выбросы в сточные воды.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение потребления энергии, воды. Сокращение тепловых выбросов.

Применимость

Применимо на всех молочных заводах.

Мотивация для внедрения

Для примера: если пластинчатая пастеризационно-охладительная установка производительностью 25 м3/ч имеет коэффициент рекуперации 0,75, то удельный расход энергии на нагрев молока составляет 21000 ккал/ч, если 0,92, то при тех же режимах тепловой обработки удельный расход снижается до 6720 ккал/т.

Также снижаются затраты на подготовку питательной воды для котлов.

5.5. НДТ 5. Использование компьютерных технологий для контроля и управления технологическими операциями и CIP-мойкой оборудования.

Описание

Использование компьютеризированных систем автоматизации на предприятиях молочной промышленности позволяет повысить качество выпускаемой продукции, эффективно использовать энергоресурсы, минимизировать потери сырья и продукции на всех этапах технологического процесса. Система позволяет дистанционно управлять технологическими потоками посредством пневматических клапанных устройств с компьютеризированного рабочего места технолога или оператора. Современные программно-технические средства с высокой точностью определяют концентрацию моющих веществ в промывной воде, благодаря чему вода после последнего ополаскивания может использоваться для следующего маршрута мойки.

Достигаемые экологические преимущества

Автоматизированный контроль переработки помогает избежать потерь молока или уменьшает их во время приемки и во время дальнейшей обработки. Снижение потребления энергии, воды.

Применимость

Применимо на большинстве молочных заводов.

Мотивация для внедрения

Снижение потребления воды, моющих и дезинфицирующих средств до 15%.

Справочные материалы [53].

5.6 НДТ 6. Гибернация теплообменных установок.

Описание

Во время кратковременных остановок (например, отсутствие сырья, неполадка упаковочного автомата и др.) пастеризационно-охладительные и стерилизационные установки переходят в режим рециркуляции. Это влечет за собой дополнительный расход энергии.

Установки в системе автоматизации которых предусмотрен перевод в «спящий» режим позволяют минимизировать рециркуляцию молока и воды. В этом режиме снижается потребление энергии (пара, электроэнергии, охлаждающей жидкости).

Достигаемые экологические преимущества

В режиме гибернации, снижается расход энергии, когда установки находится в непроизводственном режиме рециркуляции.

Применимость

Применимо на большинстве молочных заводов.

Мотивация для внедрения

На 60 — 85% может снизиться потребление энергии в спящем режиме.

Годовая экономии электроэнергии для УВТ-установки может составить 16400 кВт, пара — 540 т.

Справочные материалы [53].

5.7. НДТ 7. Обнаружение точек перехода между продуктом и водой с помощью датчиков.

Описание

При пуске технологического оборудования для точного определения точки перехода между продуктом и водой необходимо использовать датчики проводимости или оптические датчики, связанные онлайн с клапанами.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение загрязнения сточных вод. Так при использовании оптических датчиков количество воды, содержащей молочную воду, может быть уменьшено до нескольких литров на этапе запуска. При этом БПК в сточных водах уменьшается на 30%.

Применимость

Применимо на всех молочных заводах.

Мотивация для внедрения

Потери продукта могут быть снижены на 50%. Датчики могут устанавливаться как в новых, так и в существующих установках. Для их установки необходимы незначительные изменения в системе управления технологическим процессом.

Справочные материалы [53].

5.8 НДТ 8. Исключение узких мест в работе технологических линий.

Описание

При возникновении неполадок в оборудовании на линиях производства молочных продуктов (например, неполадки фасовочно-упаковочного оборудования) пастеризационно-охладительные установки переходят в режим рециркуляции. Это приводит к перерасходу энергии и снижает качество продукта. Кроме того, это увеличивает число моек установки.

Во избежание этого необходимо спланировать установку дополнительных резервуаров, рассчитанных на промежуточное хранение необходимого объема продукта в случае непредвиденной остановки технологического оборудования.

Достигаемые экологические преимущества

Уменьшается общее потребление электроэнергии для работы насосов, гомогенизаторов и центробежного сепаратора. Сокращение частоты санитарной обработки потребление воды и химических моющих веществ.

Применимость

Применимо на большинстве молочных заводов.

Мотивация для внедрения

Установка дополнительных резервуаров для хранения привело к сокращению времени обработки на 30%. Годовая экономия электроэнергии на молокозаводах составила до 250 МВт в электрической энергии и 230 МВт в тепловой энергии.

Справочные материалы [53].

5.9 НДТ 9. Раздельная гомогенизация.

Описание

Предварительное разделение молока на сливки и обезжиренное молоко и гомогенизация только сливок (которые затем в процессе нормализации смешиваются с обезжиренным молоком) позволяют за счет уменьшения объема сырья, направляемого на данную технологическую операцию, снизить энергетические затраты.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение общего потребления энергии, расхода холодной воды и количества тепловых выбросов.

Применимость

Применимо на большинстве молочных заводов.

Мотивация для внедрения

Введение частичной гомогенизации в линию пастеризации с номинальной производительностью 25 000 л/ч приводит к уменьшению производительности гомогенизатора до 8 500 л/ч. Суммарная электрическая мощность снижается примерно на 65%.

Гомогенизаторы с меньшей производительностью дешевле с точки зрения капитальных затрат и эксплуатационных расходов. Их цена составляет приблизительно 55% от цены гомогенизатора, рассчитанного на номинальную производительность линии.

Справочные материалы [54].

5.10. НДТ 10. Производство кисломолочных продуктов, сыра с использованием культур прямого внесения.

Описание

Использование культур прямого внесения для заквашивания позволяет исключить стадию приготовления производственной закваски и, соответственно, снизить расход пара, воды, электроэнергии.

Достигаемые экологические преимущества Снижение потребления энергии и воды, объема сточных вод в связи с исключением затрат на работу оборудования для приготовления производственной закваски.

Применимость

Применимо на молочных заводах, производящих кисломолочные продукты, сыр.

Мотивация для внедрения

Использование культур прямого внесения исключит расход пара на приготовление производственной закваски в количестве 0,13 Гкал на одну тонну закваски; холода — 0,083 Гкал/т.

5.11. НДТ 11. Производство творога на поточных автоматизированных линиях.

Описание

К достоинствам получения творога на поточных линиях относят: получение сгустка в закрытых емкостях; обработку сгустка с автоматически регулируемой степенью теплового воздействия; дистанционное регулирование содержания влаги в твороге; устойчивое качество готового продукта; минимизацию контакта продукта с внешней средой на всех этапах технологической цепочки (исключается повторное обсеменение); высокую степень механизации и автоматизации процесса (исключение ручных технологических операций); высокую производительность труда.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение потребления энергии, воды, объема сточных вод.

Применимость

Применимо на молочных заводах, производящих творог и творожные продукты.

Мотивация для внедрения

Снижение расходов на электроэнергию, воду, очистку сточных вод. Отмечается сокращение тепла на тепловую обработку сгустка в резервуарах (творогоизготовителях) на 15% по сравнению с нагревом в творожных ваннах, уменьшение потребления пара на 7% при тепловой обработке сгустка в потоке.

Справочные материалы [54].

5.12. НДТ 12. Прямое фасование масла и спредов, вырабатываемых методом ПВЖС, в потребительскую тару.

Описание

Одним из недостатков использования метода ПВЖС является вариативность непосредственного после маслообразователя фасования масла в потребительскую упаковку. Для того, чтобы фасовать масло и спреды в потоке (прямое фасование) должно использоваться специальное оборудование, обеспечивающее дополнительное охлаждение и уплотнение структуры.

Оборудование может входить в линии производства масла методом преобразования высокожирных сливок или дополнительно укомплектовать участок фасования кристаллизатором (трубой покоя).

К достоинствам «прямого» фасования можно отнести:

• сокращение технологического процесса производства масла, оборудования затрат труда и площадей, используемых для отепления сливочного масла и промежуточного хранения;
• предотвращается возможность нежелательного обсеменения сливочного масла посторонней микрофлорой в процессе его отепления и растаривания.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение загрязнения окружающей среды за счет уменьшения отходов упаковочных материалов для доохлаждения продукта (картона, пергамента, полиэтиленовой пленки), снижение энергии.

Применимость

Применимо на предприятиях, выпускающих масло.

Мотивация для внедрения

Для предприятия, вырабатывающего 5 т масла в сутки, возможно снижение затрат на приобретение картонных ящиков для промежуточной фасовки масла до 1,5 млн. руб. в год, уменьшение затрат на утилизацию около 20 т картона в год.

При прямом фасовании экономия холода на охлаждение и хранение масла в холодильной камере составит 0,008 Гкал/т. Экономия электрической энергии на работу гомогенизатора-пластификатора составит 15 кВт/т.

Справочные материалы [55].

5.13. НДТ 13. Ополаскивание оборудования, контактирующего со сливками (высокожирными сливками) обезжиренным молоком или водой.

Описание

Технологическое оборудования, контактирующее со сливками (высокожирными сливками) ополаскивается обезжиренным молоком или водой, которые затем сепарируется для выделения жира. Полученные сливки могут быть использованы в производстве масла, спредов, плавленых сыров.

Достигаемые экологические преимущества

Сокращение пищевых отходов, снижение затрат на очистку сточных вод.

Применимость

Применимо на всех молочных заводах, производящих масло и спреды.

Мотивация для внедрения

Дополнительное производство молочных продуктов — масла, спредов, плавленых сыров.

Справочные материалы [53].

5.14. НДТ 14. Интенсивные технологии производства полутвердых сыров (ИТ-технологии).

Описание

При производстве полутвердых сыров самой длительной технологической операцией является созревание. Для сокращения сроков созревания сыров (при сохранении органолептических показателей) предлагается повышение энзимной активности.

В традиционную технологию производства полутвердых сыров включается дополнительная операция — биоактивация смеси в сыроизготовителе (внесение кислой фосфатазы фосфадитидина Г20Х), что обеспечивает требуемую степень деминерализации казеинаткальцийфосфатного комплекса, разрыхляет его и делает доступным для протеолитических энзимов. Это приводит к активизации микробиологических процессов и ускорению технологического процесса выработки сыра.

Достигаемые экологические преимущества

Снижения энергозатрат за счет уменьшения площади камер созревания.

Применимость

Применимо на предприятиях, выпускающих сыр.

Мотивация для внедрения

При использовании ИТ-технологий в 1,5 — 2,5 раза сокращается продолжительность созревания сыра; до 25% снижается расход дорогостоящего молокосвертывающего фермента; на 5 — 7% увеличивается выход сыра. Энергозатраты сокращаются на 15 — 20%.

5.15 НДТ 15. Технология созревания сыров в полимерных пленках.

Описание

Для исключения образования плесени на поверхности сыра и усушки их во время созревания применяют технологию созревания в полимерных термоусадочных пакетах. Для упаковывания сыров используют вакуум-упаковочные и термоусадочные машины различных конструкций.

Достигаемые экологические преимущества

Снижения загрязнения сточных вод за счет уменьшения отходов сырной массы при обработке сыров при созревании.

Применимость

Применяется на молочных заводах, производящих сыр.

Мотивация для внедрения

Снижение энергозатрат по уходу за сыром в процессе созревания. Величина усушки сыра при созревании сыра снижается на 4 — 5%. Уменьшается количество отходов сырной массы по сравнению с созреванием без упаковки в пленку.

Справочные материалы [56].

5.16 НДТ 16. Микрофильтрация рассола на сыродельных заводах.

Описание

При посолке сыров в рассол попадает сырная крошка, частицы белка, жировые вещества. Переход в него азотистых соединений и лактозы создает условия для развития вредной микрофлоры, поэтому рассол периодически необходимо заменять свежим или регенерировать. Одним из вариантов восстановления (очистки) рассола является микрофильтрация, заключающаяся в его пропускании через мембраны с диаметром пор 0,1 — 1 мкм. Она обеспечивает высокий микробиологический эффект, минимальные потери соли и воды. Это гибкий и непрерывный процесс, который легко осуществляется и автоматизируется.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение потребления энергии, воды, объема сточных вод.

Применимость

Применимо на сыродельных предприятиях с большим объемом производства.

Мотивация для внедрения

Снижение расходов на электроэнергию, воду, очистку сточных вод.

5.17. НДТ 17. Использование вторичного тепла для подогрева молока в сыроделии.

Описание

Молоко для производства сыра предварительно нагревается теплой сывороткой, которая удаляется из сыродельной ванны (ее температура зависит от технологии производства). Промежуточным теплоносителем является вода. Теплообменный процесс осуществляется в пластинчатых аппаратах (сыворотка — вода, вода — молоко). В дополнении к ним в этой схеме используются два буферных бака и насосы.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение энергопотребления.

Применимость

Применимо на сыродельных заводах.

Мотивация для внедрения

Годовая экономия от 250 тыс. тонн сыворотки составила 1200 МВт-ч электроэнергии, 6065 МВт-ч тепловой энергии и 4200 м3 воды.

Справочные материалы [53].

5.18. НДТ 18. Сгущение молочного сырья в многокорпусных пленочных вакуум-выпарных аппаратах.

Описание

В трехкорпусных и четырехкорпусных пленочных вакуум-выпарных аппаратах молочная смесь выпаривается в энергоэффективном режиме (по сравнению с циркуляционными вакуум-выпарными аппаратами): в тонком слое, при быстром движении и при постоянно обновляемой поверхности соприкосновения с паровой фазой. Большая скорость движения вторичного пара и пленки жидкости, значительная турбулизация потока, увеличение поверхности фазового контакта между жидкостью и паром обеспечивает высокий коэффициент теплоотдачи этих аппаратов.

Сгущение молока до массовой доли сухих веществ 50 — 55%, обезжиренного молока — до 48 — 50%, сыворотки — до 60% обеспечивается поточно за 15 — 20 мин.

Включение в схему производства концентрированных молочных продуктов многокорпусных пленочных вакуум-выпарных аппаратов снижает затраты энергии на удаление влаги, позволяет организовать поточный процесс, повышает растворимость сухого продукта благодаря меньшему тепловому воздействию на молочное сырье.

Достигаемые экологические преимущества

Повышение энергоэффективности процесса за счет снижения потребления свежего пара на процесс сгущения, снижения расхода воды, топлива на процесс парообразования и уменьшение объема конденсата и воздействия на окружающую среду.

Применимость

При выработке сухих молочных продуктов, сгущенного стерилизованного молока и концентратов молочного сырья.

Мотивация для внедрения

Расход пара на 1 кг испаренной влаги в пленочных вакуум-выпарных аппаратах в 3 раза меньше, чем в циркуляционных объемных при равной производительности.

5.19. НДТ 19. Механическая компрессия пара при работе вакуум-выпарных аппаратов.

В вакуум-выпарных аппаратах для компрессии вторичного пара могут использоваться паровой (инжектор) и механический компрессоры. Коэффициент полезного действия инжектора составляет 0,4 — 0,5. При использовании механической компрессии к.п.д. достигает 0,95, что многократно снижает расход пара на испарение влаги и объем получаемого конденсата.

Достигаемые экологические преимущества

Повышение энергоэффективности процесса за счет многократного снижения потребления свежего пара на процесс сгущения и конденсата, уменьшение расхода воды и топлива на процесс парообразования.

Применимость

Может применяться при выработке всех молочных концентратов

Мотивация для внедрения

Расход пара на испарение 1 кг влаги снижается примерно в 13 раз при незначительном увеличении расхода энергии, в сравнении с вакуум-аппаратами с термокомпрессией пара. Конденсат отсутствует или имеется в небольшом объеме.

5.20. НДТ 20. Подогрев концентрата перед подачей на сушку при выработке сухих молочных продуктов.

Описание

Сгущенное молоко на выходе из вакуум-выпарного аппарата имеет температуру 45 — 48 °C, при резервировании сгущенного молока перед сушкой в промежуточной емкости температура может понизиться до 40 °C.

Предварительный нагрев сгущенного концентрата перед подачей в сушильную башню в подогревателе до температуры 60 — 65 °C сокращает продолжительность сушки за счет уменьшения времени прогрева материала, и снижает удельный расход энергии на сушку.

Достигаемые экологические преимущества

Повышение энергоэффективности процесса за счет снижения потребления энергии.

Применимость

Может применяться при выработке сухих молочных концентратов

Мотивация для внедрения

Повышение температуры концентрата на каждые 5 °C увеличивает производительность сушилки на 1%.

5.21. НДТ 21. Выработка сухих молочных продуктов с применением многостадийной сушки.

Описание

Двух и трехстадийная сушка при выработке сухих молочных продуктов совмещает сушку в распылительной сушилке с досушиванием, агломерированием порошка, кристаллизацией лактозы и охлаждением продукта в конвективной сушилке, на ленте или других устройствах, при автоматическом регулировании температурных режимов. Уменьшение температуры воздуха на выходе из сушильной башни и повышение влажности порошка обеспечивает более высокий КПД сушильной камеры.

Досушивание порошка (от 2 до 10% влаги) проходит на второй и третьей стадиях, при этом расход энергии на досушивание составляет 5% от расхода энергии на первой стадии сушки.

Достигаемые экологические преимущества

Повышение энергоэффективности процесса за счет снижения потребления энергии на процесс сушки в целом, снижения расхода воды и топлива на процесс парообразования, а также снижение эмиссий в атмосферу — уменьшение объема мелкой фракции порошка и уноса его с удаляемым из сушилки воздухом.

Применимость

Применяется на предприятиях, выпускающих сухие молочные концентраты.

Мотивация для внедрения

Сокращение расхода энергии на сушку 1 кг готовой продукции в установках двухстадийной сушки, в сравнении с одностадийной, — на 15%, трехстадийной сушки — на 40%, сокращение выброса частиц сухого молочного продукта с уходящим из сушилки воздухом в атмосферу.

5.22. НДТ 22. Улавливание частиц сухого молочного продукта из отработанного воздуха распылительных сушилок.

Описание

Средние потери сухого порошка при циклонной очистке (традиционно распылительные сушилки комплектуются для очистки воздуха циклонами) отработанного воздуха при производстве сухого обезжиренного молока составляют 0,5% (~= 250 мг/м3). С целью снижения выбросов в атмосферу с отработанным воздухом из сушильных установок применяют дополнительную очистку — с помощью рукавных фильтров.

Рукавные фильтры состоят из большого числа фильтрующих рукавов, через которые проходит воздух. При правильном выборе фильтрующего материала достигается высокая степень очистки — до 10 мг/м3 в выходящем потоке воздуха.

Один из вариантов рукавных фильтров изготавливается из нержавеющей стали, что в сравнении с тканевыми фильтрами снижает эксплуатационные расходы на санитарную обработку.

Достигаемые экологические преимущества

Сокращение уноса сухого молока с уходящим из сушилки воздухом, снижение расхода воды на процесс безразборной мойки и снижение сброса моющих средств в смывные воды (при использовании рукавных фильтров из нержавеющей стали).

Применимость

Может применяться при выработке всех молочных концентратов.

Мотивация для внедрения

Получение дополнительного количества сухого продукта.

5.23. НДТ 23. Рекуперация тепла при работе распылительных сушильных установок.

Описание

Рекуператоры позволяют использовать тепло отработанного воздуха распылительной сушилки для подогрева воздуха, направляемого на сушку.

Существует две системы рекуперации тепла:

• воздух — воздух;
• воздух — жидкость — воздух.

Для повышения эффективности теплообмена обе системы устанавливаются после рукавного фильтра или скруббера. Это позволяет исключить отложения на теплообменной поверхности.

В рекуператорах воздух-воздух сушильный воздух подогревается отработанным воздухом, движущимся через теплообменник в противотоке. Теплообменник представляет собой пучок труб, внутри которых течет отработанный теплый воздух, а снаружи — приточный холодный воздух. Входящий/выходящий воздух подогревается/охлаждается примерно на 40 °C.

Рекуператор воздух — жидкость — воздух имеет два теплообменника, между которыми циркулирует промежуточный теплоноситель, чаще всего, вода. Поскольку коэффициент теплообмена для пары сред воздух-вода выше, чем для пары воздух-воздух, такая система эффективнее, чем рекуператор воздух-воздух, несмотря на наличие двух теплообменников.

Теплообменник для выходящего воздуха представляет собой пучок труб, внутри которых движется запыленный воздух. По межтрубному пространству в противотоке движется вода. Приточный воздух нагревается в обычном теплообменнике из оребренных труб. Для циркуляции воды используется центробежный насос.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение потребления энергии на нагрев воздуха.

Применимость

На предприятиях по производству сухих молочных продуктов.

Мотивация для внедрения

Экономия энергии при использовании рекуператора достигает 18%.

5.24. НДТ 24. Теплогенераторы для нагрева воздуха в сушильных установках.

Описание

Для нагрева воздуха в сушильных установках могут использоваться паровые калориферы и теплогенераторы (огневые калориферы).

Преимуществами установок с высокотемпературными теплогенераторами (газового калорифера) по сравнению с паровым являются:

• стабильность входной температуры поступающего на сушку горячего воздуха (в пределах +/- 1 — 2 °C);
• более высокий к.п.д. (на 40 — 50% выше, чем в системе парогенератор-пар-паровой калорифер).

Основным элементом теплогенератора является камера горения. Холодный воздух, нагнетаемый вентилятором, проходя вдоль камеры горения, нагревается и подается в сушильную башню. Дымовые газы, охлаждаемые в поворотной камере, попадают в трубные пучки и выходят через дымовую трубу.

Температура подаваемого в сушильную башню воздуха задается оператором, после чего автоматически поддерживается от сигнала с датчика, установленного на входе теплоносителя в сушильную башню.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение потребления энергии и тепловых выбросов в окружающую среду.

Применимость

При выработке сухих молочных продуктов на предприятиях, подключенных к системе газоснабжения.

Мотивация для внедрения:

Снижение себестоимости продукции.

Сравнительная характеристика использования паровой котельной и теплогенератора при производстве СОМ приведена в таблице 5.1.

Таблица 5.1

Сравнительная характеристика эксплуатационных показателей использования паровой котельной и теплогенератора при производстве СОМ

5.25. НДТ 25. Системы оборотного водоснабжения с полным использованием конденсата.

Описание

Для конденсации паров при работе вакуум-выпарных установок используют оборотную воду с охлаждением в градирне. Образующийся конденсат после очистки используется в котельной, а также для технических нужд предприятия. Например, конденсат может быть использован для операции ополаскивания в CIP-мойке.

Данные представленные в таблице 5.2 показывают некоторые возможности рециркуляции воды на молочных заводах.

Таблица 5.2

Возможности обработки воды на молочных заводах

	Моющий раствор, используемый в CIP-мойке	Окончательное ополаскивание в CIP-мойке	Конденсат	Фильтрат от установки обратного осмоса
Мойка наружных частей транспортных средств	1	1	1	1
Мойка ящиков	2	1	1	1
Ручная мойка внешней поверхности оборудования	3	3	1	1
Предварительное ополаскивание в CIP-мойке	2	1	1	1
Запас воды для основной CIP-мойки	3	3	3	1
Окончательное ополаскивание в CIP-мойке	нет	3	3	3
Очистка продуктовых линий водой	нет	3	3	3
Примечание: 1 = непосредственное использование, 2 = повторное использование после процеживания твердых веществ, 3 = повторное использование после тщательной обработки, например, мембранной сепарации и/или дезинфекции.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение потребления воды и энергии, образования сточных вод, уменьшение загрязнения сточных вод.

Применимость

Применимо на большинстве заводов.

Необходимая площадь для размещения резервуаров для хранения теплой воды может быть ограничением.

Мотивация для внедрения

Снижение затрат на воду и очистку сточных вод.

Справочные материалы [53].

5.26. НДТ 26. Сбор и использование первых промывных вод из вакуум-выпарных аппаратов.

Описание

Первый этап санитарной обработки вакуум-выпарных аппаратов — ополаскивание (циркуляция) водой. Эта промывная вода содержит до 7% сухих веществ. Она может быть собрана, сконцентрирована и направлена на кормовые цели.

Достигаемые экологические преимущества

Сокращение пищевых отходов и загрязнения окружающей среды

Применимость

На предприятиях, по производству сгущенных и сухих молочных продуктов

Мотивация для внедрения

Сокращение пищевых отходов, выработка дополнительных продуктов, снижение загрязнения сточных вод.

5.27 НДТ 27. Переработка молочной сыворотки.

Описание

Молочную сыворотку собирают и используют в производстве побочных продуктов: молочного сахара, пищевой лактозы, концентрата сывороточных белков и др. Для переработки сыворотки применяются энергоэффективные мембранные технологии — ультрафильтрация, нанофильтрация, обратный осмос и электродиализ.

Для отделения от сыворотки белковой фракции сыворотку направляют на ультрафильтрацию. Ультрафильтрацию сыворотки осуществляют до содержания сухих веществ в концентрате 18 — 19%. Полученный после ультрафильтрации концентрат собирают в емкость и подают на сушку. Сушку сывороточного концентрата проводят на распылительной сушилке без дополнительного сгущения. Полученный концентрат (КСБ-УФ), предназначен для использования в качестве белкового компонента-обогатителя при производстве пищевых продуктов.

Фильтрат (пермеат), полученный от ультрафильтрации направляют на установку обратного осмоса, которая отделяет воду и лактозу. Затем раствор лактозы направляют на сушку, а воду (молочную воду) используют в системе CIP-мойки (безразборной мойки) или в качестве технической воды для бойлера.

Одним из эффективных способов деминерализации молочной сыворотки является электродиализ. Суть процесса электродиализа заключается в том, что селективная мембрана, находясь в контакте с раствором, под влиянием электрического поля пропускает ионы одного заряда и служит барьером для ионов противоположного заряда.

Особенно эффективно электродиализ используется при обработке кислых и соленых видов сыворотки. В процессе деминерализации творожной сыворотки происходит удаление до 90% минеральных веществ при незначительных потерях сывороточных белков (3 — 4%) и лактозы (4 — 5%). При этом происходит снижение титруемой кислотности на 70% за счет удаления молочной кислоты.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение загрязнения сточных вод (таблица 5.3). Уменьшение количества отходов за счет повторного использования сыворотки.

Таблиц 5.3

Состав сточных вод предприятий по производству сыра

Применимость

Применяется на молочных заводах, производящих сыр, творог, казеин.

Мотивация для внедрения

Возможность получения дополнительной прибыли за счет реализации продуктов из сыворотки.

Справочные материалы [53].

5.28. НДТ 28. Производство творога и мягких сыров на поточных линиях с использованием ультрафильтрации для отделения сыворотки от сгустка.

Описание

Технологический процесс производства творога и мягких сыров предусматривает концентрирование белковой фракции сгустка методом ультрафильтрации. Молоко пастеризуют (рекомендуется применять высокотемпературную пастеризацию исходного сырья (90 — 95 °C), что снижает загрязнение мембран сывороточными белками), охлаждают, вносят закваску и сквашивают, полученный сгусток после тепловой обработки (термизации) направляют на ультрафильтрацию.

Данная технология позволяет повысить степень использования сухих веществ молока при производстве творога и увеличить выход творога (до 20 — 25% за счет повышенного содержания сывороточных белков в твороге). Исключение технологических операций разрезки сгустка и обработки сырного зерна, приводящих к потерям сырной массы, позволяет снизить загрязненность сточных вод.

Снижение энергозатрат возможно за счет автоматизации технологического процесса и СИП мойки оборудования. Автоматизация процесса мойки обеспечивает максимальную эффективность при оптимальном расходе моющих средств и, как следствие, снижение нагрузки на очистные сооружения.

Достигаемые экологические преимущества

Уменьшение энергозатрат в 2 раза по сравнению с классической технологией. Снижение экологической нагрузки на очистные сооружения за счет уменьшения объема и загрязненности сточных вод.

Снижение удельного потребления энергии, воды, объема сточных вод.

Применимость

Применимо на отдельных предприятиях.

Мотивация для внедрения

Снижение расходов на электроэнергию, воду, очистку сточных вод.

Справочные материалы [57].

5.29. НДТ 29. Производство творога, мягких и полутвердых сыров на поточных линиях с предварительной ультрафильтрацией молока (нормализованной смеси).

Описание

Предварительное концентрирование молока при производстве полутвердых сыров путем ультрафильтрации увеличивает массовую долю сухих веществ в среднем с 12,5% до 16% и позволяет удвоить производительность последующих стадий, при этом остальные операции производства сыра осуществляются по общепринятой технологии (при производстве некоторых видов мягких сыров возможно исключение технологической операции «отделение сыворотки»),

К преимуществам данной технологии относят: сокращение расхода закваски; повышение выхода продукта с единицы оборудования (производительность); независимость от сезонных колебаний белкового состава исходного молока; уменьшение объема творогоизготовителей (сыроизготовителей) для выработки продукции и соответственно площади, занимаемой оборудованием; уменьшение объема творожной и подсырной сыворотки; увеличение выхода творога и сыра (до 2%) за счет уменьшения потерь жира и белка с сывороткой.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение потребления энергии, воды, объема сточных вод.

Применимость

Применимо на отдельных предприятиях.

Мотивация для внедрения

Увеличение выхода творога и сыра до 2%.

Снижение расходов на электроэнергию, воду, очистку сточных вод.

5.30. НДТ 30. Предварительное концентрирование молочного сырья с использованием обратного осмоса и нанофильтрации.

Описание

Двухстадийное сгущение молочного сырья — предварительное концентрирование в обратноосмотической установке до массовой доли сухих веществ 25% и досгущение (при необходимости) в вакуум-выпарном аппарате энергоэффективнее одностадийного — с использованием вакуум-выпарного аппарата. Энергия, потребляемая обратноосмотической установкой на удаление одного килограмма влаги, составляет примерно 110 кДж, а наиболее эффективный вакуум-выпарной аппарат с механической компрессией потребляет 700 кДж.

Альтернативным вариантом предварительного концентрирования является использование нанофильтрации, которая объединяет частичную деминерализацию и концентрирование в одной технологии.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение потребления пара на процесс сгущения, снижения расхода воды и топлива на процесс парообразования, энергии — на работу электродиализной установки, сокращение тепловых выбросов в окружающую среду, сокращение водозабора из-за получения дополнительных объемов воды (пермеата) для технических нужд предприятия.

Применимость

Может применяться при выработке всех молочных и сывороточных концентратов.

Мотивация для внедрения

Предварительное удаление половины водной фазы молока и сыворотки баромембранными методами позволяет в 14 раз снизить энергозатраты и в 2,5 — 3,0 раза увеличить производительность вакуум-выпарных установок.

5.31. НДТ 31. Использование системы формования асептической упаковки, не требующей асептической камеры.

Описание

Применяется в установках асептического розлива и упаковки. Брикетообразная упаковка изготавливается из бумаги на основе многослойного материала, который состоит из нескольких слоев полиэтиленовой пленки и алюминиевой фольги. Пакеты формируются из непрерывной полосы материала, которая вводится в установку розлива через стерилизующую ванну с перекисью водорода. Эта система непрерывной асептической упаковки не требует асептической камеры.

Достигаемые экологические преимущества

Энергосбережение при термической обработке, меньше упаковочных отходов и снижение потерь молока.

Применимость

Применимо на большинстве молочных заводов.

Мотивация для внедрения

Снижение затрат на энергию и воду.

Нарушение асептических условий наблюдается у менее 0,5% единиц упаковки.

Справочные материалы [53].

5.32. НДТ 32. Использование вторичного тепла в производстве мороженого.

Описание

Смесь для мороженого поступает в пастеризатор при температуре 60 °C и затем нагревается до 85 °C с последующим охлаждением до 4 °C. Фаза охлаждения состоит из трех этапов. На первом этапе мороженое охлаждается до 70 °C путем рекуперативного теплообмена, а на втором этапе — до 20 °C за счет воды. Конечная температура 4 °C достигается с помощью ледяной воды — 3-й этап. Тепло из смеси мороженого нагревает воду, которая может быть использована для различных целей, в т.ч. для мойки оборудования. Для реализации необходима установка резервуаров для горячей воды.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение потребления энергии и воды.

Применимость

Применимо на большинстве заводов, производящих мороженое.

Мотивация для внедрения

Извлечение тепла дает горячую воду при температуре около 70 °C. Средняя температура охлажденной воды составляет 10 °C, и соответствующее количество рекуперированной теплоты составляет 1800 Гкал/год, что представляет собой приблизительно 14% энергопотребления установки. Горячая вода используется для мойки-CIP, и количество сэкономленной воды составляет приблизительно 1000 л/т от произведенной смеси для мороженого.

Справочные материалы [53].

5.33 НДТ 33. Оптимизация работы фризера непрерывного действия.

Описание

Для достижения требуемой взбитости мороженого регулируют скорость подачи смеси и дозирование воздуха с помощью масс-расходомера. Требуемая скорость подачи смеси регулируется с помощью программируемого логического контроллера (ПЛК), меняющего число оборотов насоса. В зависимости от расхода смеси ПЛК посылает сигнал регулятору подачи воздуха для дозирования соответствующего его количества и обеспечения требуемой взбитости.

Оптимизация фризерования смеси разных видов мороженого с контрольными и регулирующими функциями сокращают количество пусков и отходов при их выполнении.

Достигаемые экологические преимущества

Этот метод приводит к более эффективному использованию сырья (смеси мороженого), уменьшает потребление электроэнергии и снижает загрязненность сточных вод.

Применимость

Применимо на всех заводах, производящих мороженое.

Мотивация для внедрения

На установке с производственной мощностью 2 000 литров мороженого в час, временем производства 3 000 часов в год, с выработкой 2-х видов мороженого в день, образуется меньше отходов на 12 500 кг в год (23 000 литров); снижается потребления электроэнергии на 12 000 кВт-ч в год.

Справочные материалы [53].

Раздел 6. Экономические аспекты реализации наилучших доступных технологий

В настоящем разделе рассматриваются вопросы, связанные с оценкой затрат предприятий молочной промышленности на реализацию отдельных природоохранных мероприятий, включая приобретение, монтаж, наладку и эксплуатацию оборудования, обеспечивающего сокращение эмиссий загрязняющих веществ в окружающую среду.

Данные, приведенные в настоящем разделе, получены из различных источников, в том числе от предприятий, поставщиков технологий и оборудования, консультантов, открытых источников в сети Интернет, и др. Однако информация из упомянутых источников отражает лишь примерный масштаб затрат, которые могут возникать при реализации отдельных энергосберегающих (природоохранных) проектов, так как имеющиеся данные часто не позволяют однозначно определить ключевые компоненты затрат и, тем самым, провести разграничение между затратами на природоохранные мероприятия и затратами, связанными с общей модернизацией производственного процесса и пуско-наладочными работами. Кроме того, предприятия значительно отличаются и по объемам переработки молока и, соответственно, по объемам производства, а также по вырабатываемому ассортименту продукции.

Внедрение на предприятиях перерабатывающих молоко систем экологического менеджмента (НДТ 1), системы энергетического менеджмента (НДТ 2), а также ведение планирования производства (НДТ 3) потребуют увеличения расходов на проведение мероприятий связанных с этими системами, разработку программ экологической и энергетической политики, также материального обеспечения их реализации и контроля.

НДТ 4. Тепловая обработка молочного сырья с использованием высокоэффективных пластинчатых пастеризационно-охладительных установок, имеющих высокий коэффициент рекуперации и систему горячей воды на базе меднопаянного теплообменника позволяет снизить удельный расход энергии, что соответствует экономии в денежном эквиваленте, например, при производстве сметаны до 360 руб./т.

НДТ 5. Использование компьютерных технологий для контроля и управления технологическими операциями и CIP-мойкой оборудования приводит к экономии воды и чистящих и дезинфицирующих средств на 15%, экономия для переработки 1 т молока составит 332 рубля. Инвестиционные затраты на внедрение компьютерных технологий для контроля и управления технологическими операциями и CIP-мойкой оборудования оцениваются как высокие.

НДТ 6. Гибернация теплообменных установок.

Экономия электроэнергии для УВТ-установки может составить в год 16400 кВт и пара — 540 т., т.е. более 500 тыс. руб. в год.

НДТ 7. Обнаружение точек перехода между продуктом и водными фазами с помощью датчиков

Цена на оптический сенсор составляет около 185 тыс. рублей. Стоимость процесса внедрения включает в себя не только цену датчиков, но и другое связанное с ним аппаратное и программное обеспечение, например, передатчики и дисплейное оборудование.

НДТ 8. Исключение узких мест в работе технологических линий путем приобретения линейных резервуаров потребует дополнительных капитальных вложений, срок окупаемости которых оценивается в 4,5 года.

НДТ 9. Раздельная гомогенизация.

Применение раздельной гомогенизации сливок при производстве пастеризованного молока и кисломолочных напитков позволяет снизить энергетические затраты за счет уменьшения объема сырья, направляемого на гомогенизацию.

Общий расход энергии снижается примерно до 65%, т.е. при производстве пастеризованного молока экономия в денежном эквиваленте составит 283 руб./т, а при выпуске кисломолочных напитков до 600 руб./т.

НДТ 10. Производство жидких кисломолочных (сквашенных) продуктов, сметаны, творога (творожных продуктов), сыра (сырных продуктов) с использованием культур прямого внесения для заквашивания позволит снизить расход пара, воды, электроэнергии за счет сокращения затрат, связанных с приготовлением 1 т производственной закваски на 0,33 тыс. руб.

НДТ 11. Производство творога на поточных механизированных и автоматизированных линиях.

Снижение расходов на электроэнергию, воду, пар позволит снизить затраты на производство 1 т творога от 6,7% и выше и получение дополнительной прибыли окупит затраты на приобретение поточной механизированной линии за 2 — 3 года.

НДТ 12. Фасование масла и спредов, вырабатываемых методом ПВЖС, в потребительскую упаковку непосредственно при его выработке (прямая фасовка) приводит к снижению трудовых затрат, затрат на вспомогательные материалы и составляет более 800 рублей на 1 т масла или спреда.

Организация прямой фасовки с применением разных схем (через трубу покоя (кристаллизатор) с подачей в бункер фасовочного автомата или через трубу покоя с непосредственным дозированием в брикет) не требует больших инвестиций. Годовая экономия составит от 440 тыс. руб. до 1,5 млн. руб.

НДТ 13. Ополаскивание оборудования, контактирующего со сливками (высокожирными сливками) обезжиренным молоком или водой приводит к сокращению пищевых отходов, например, при использовании пастеризационно-охладительной установки производительностью 5 т/ч экономия составит более 600 рублей.

НДТ 14. Интенсивные технологии производства полутвердых сыров (ИТ-технологии) по сравнению с традиционной технологией выражены в следующих показателях:

• экономия молокосвертывающего препарата до 25%, сокращение на 15% трудозатрат и энергозатрат приводит к снижению себестоимости 1 т сыра на 8 тыс. руб.;
• годовая экономия текущих затрат составит 8280 тыс. руб. при выработке 1035 тонн сыра в год;
• увеличение выхода сыра на 5% приведет к получению дополнительной прибыли за год 7136 тыс. руб.

НДТ 15. Технология созревания сыров в полимерных пленках приводит к экономии затрат на производство 1 т сыра на 2% и более.

НДТ 16. Использование микрофильтрации для очистки рассола на сыродельных заводах снизит эксплуатационные расходы, но стоимость системы микрофильтрации рассола достаточно высока (более 15 млн. руб.) и целесообразность ее использования очевидна только на крупных сыродельных заводах.

НДТ 17. Использование тепла от сыворотки для подогрева молока в сыроделии.

Экономия, предполагающая 250 тыс. т. сыворотки/год, по оценкам, составила 1200 МВт-ч электроэнергии/год, 6065 МВт-ч тепловой энергии/год и воды 4200 м3/год. Общие затраты составили около 109,5 млн. руб. с окупаемостью 3,8 года.

НДТ 18. Сгущение молочного сырья в многокорпусных вакуум-выпарных аппаратах приводит к снижению затрат пара на 1 кг испаренной влаги в 3 раза, чем в циркуляционных объемных. Например, при производстве 1 тонны сгущенного стерилизованного молока составит 1 тыс. руб.

Стоимость нового пленочного вакуум-аппарата составляет 1,5 млн. долларов, срок окупаемости составит около 3 лет. Срок службы оборудования 30 и более лет.

НДТ 19. Механическая компрессия пара снижает расход на испарение 1 кг влаги примерно в 13 раз при незначительном увеличении расхода энергии, в сравнении с вакуум-аппаратами с термокомпрессией пара, что составит, например, для сгущенного стерилизованного молока на 1,38 тыс. руб.

НДТ 20. Подогрев концентрата перед подачей на сушку при выработке сухих молочных продуктов приводит к увеличению производительности сушилки на 1%, что позволит за равный промежуток времени, например, за год (300 смен) увеличить выручку от реализации СОМ на 3180 тыс. руб.

НДТ 21. Выработка сухих молочных продуктов с применением многостадийной сушки.

Сокращение расхода энергии на сушку 1 кг обезжиренного молока в установках двухстадийной сушки, в сравнении с одностадийной, — на 15%, т.е. 1,44 тыс. руб., трехстадийной сушки — на 40%, т.е. 3,84 тыс. руб.

НДТ 22. Улавливание частиц сухого молочного продукта из отработанного воздуха распылительных сушилок.

Стоимость замены циклонных фильтров на рукавные современной конструкции составляет порядка 30000 — 60000 тыс. рублей. За счет улавливания продукта годовая экономия составит от 4500 до 18000 тыс. рублей.

НДТ 23. Рекуперация тепла при работе распылительных сушильных установок: фактическая экономия энергии при использовании рекуператора составляет 18%, что при выработке СОМ составит 7,87 тыс. руб./т.

НДТ 24. Теплогенераторы для нагрева воздуха в сушильных установках

Сравнительная характеристика эксплуатационных показателей использования паровой котельной и теплогенератора при производстве СОМ показывает, что потребление электрической энергии снижается в 57,6 раза, что соответствует снижению затрат на 466,7 рублей.

НДТ 25. Системы оборотного водоснабжения с полным использованием конденсата (в котельной и после очистки для производственных нужд) потребуют приобретения и установки резервуаров для теплой воды. Их количество будет определяться исходя из объемов образующегося конденсата.

НДТ 26. Сбор и использование первых промывных вод из вакуум-выпарных аппаратов на кормовые продукты потребуют затрат на концентрирование с приобретением соответствующего оборудования.

НДТ 27. Переработка молочной сыворотки.

Экономическая эффективность применения мембранных технологий при переработке 100 т молочной сыворотки ведется по сравнению с базовой технологией. При базовой технологии выход сухой сыворотки в денежном эквиваленте составит 372 тыс. рублей. Применение нанофильтрации повышает качество продукта (сухой сыворотки) и стоимость составит 435 тыс. рублей. Применение в процессе производства нанофильтрации и деминерализации увеличивает стоимость сухой сыворотки до 577 тыс. рублей.

НДТ 28. Производство творога и мягких сыров на поточных линиях с использованием ультрафильтрации для отделения сыворотки от сгустка уменьшит энергозатраты в 2 раза по сравнению с классической технологией, т.е. экономия эксплуатационных расходов составит более 5,2 тыс. руб. на 1 т творога.

НДТ 29. Производство творога, мягких сыров и полутвердых сыров на поточных линиях с предварительной ультрафильтрацией молока (нормализованной смеси) увеличит выход готовых продуктов на 2%.

НДТ 30. Предварительное концентрирование молочного сырья с использованием обратного осмоса и нанофильтрации позволяет в 14 раз снизить энергозатраты, что снизит эксплуатационные расходы на 2,24 тыс. руб. на 1 т сгущенных консервов.

НДТ 31. Применение использования системы формования асептической упаковки, не требующей асептической камеры приведет к экономии капитальных затрат (стоимость камеры) и энергосбережению, снижению потерь молока, уменьшению упаковочных отходов.

НДТ 32. Использование вторичного тепла при пастеризации в производстве мороженого.

Количество сэкономленной воды составляет приблизительно 1 м3/т от произведенной смеси для мороженого или 0,1 тыс. руб. на 1 т мороженого.

НДТ 33. Оптимизация работы фризера непрерывного действия.

На установке с производственной мощностью 2000 литров мороженого в час, временем производства 3 000 часов в год, с выработкой 2-х видов мороженого в день, образуется меньше отходов на 12500 кг в год (23 000 литров); снижается потребления электроэнергии на 60 тыс. руб. в год.

Раздел 7. Перспективные технологии

7.1. Производство творога с использованием ультрафильтрации подсквашенного сгустка

Описание

Особенностью технологии является то, что при производстве творога методом ультрафильтрации подсквашенного сгустка происходит увеличение степени использования белков молока за счет сывороточных белков. При классической технологии практически все фракции сывороточных белков теряются, переходя в сыворотку.

Технологический процесс производства творога методом ультрафильтрации состоит из следующих операций: заквашивание и сквашивание молока, получение творожного сгустка, тепловая обработка творожного сгустка, ультрафильтрация творожного сгустка, сбор ретентата (творога) и пермеата (сыворотки), охлаждение продукта, фасовка и упаковка.

Полученный с использованием ультрафильтрации творог имеет следующие физико-химические показатели: массовая доля жира — 9,0%, массовая доля белка — 8,5%, влага — 79,5%.

Степень проработки

Базовые основы технологии проработаны полностью.

Достигаемые экологические преимущества

При использовании данной технологии за счет уменьшения количества сточных вод снижается нагрузка на очистные сооружения.

При классической технологии неочищенная молочная сыворотка, сброс которой возможен в процессе производства имеет массовую долю белка 0,86% и СОМО 6,8%. (для окисления органических соединений, содержащихся в 1 т молочной сыворотки, необходимо такое же количество кислорода, как и для отходов жизнедеятельности 475 человек в сутки). Полученный по данной технологии пермеат (сыворотка) имеет значительно меньшие показатели объема загрязняющих фракций: массовая доля белка 0,21% и СОМО 4,1%, (снижение нагрузки по сравнению с традиционной технологией от сбросов сыворотки на очистные сооружения в 2 — 3 раза. Кроме того, возможна ее дальнейшая безотходная переработка в сывороточные напитки или получение лактозы и сахарных сиропов).

Экономические аспекты внедрения

Использование данной технологии позволяет снизить энергоемкость процесса (почти в 2 раза ниже по сравнению с классической технологией), а также увеличить выход творога на 20 — 25%.

При использовании классической технологии из 1 т сырья условной стоимостью 20 тыс. руб. получается 200 — 250 кг творога, а при использовании ультрафильтрации 260 — 340 кг творога. Таким образом, сырьевые затраты в первом случае составляют 80 — 100 руб./кг творога, а во втором 59 — 77 руб./кг творога.

7.2. Технология ультрафиолетовой обработки молока

Описание

При производстве молочных продуктов производится нагревание молочного сырья до высоких температур ((63 — 137) °C, в том числе многократное), что приводит к денатурации белков и полной или частичной потере необходимых питательных веществ. В связи с этим предложен способ обработки молока с помощью ультрафиолетового излучения.

Обработка ультрафиолетовым излучением осуществляется в тонком слое 40 мкм при длине волны 254 нм. Используются газоразрядные лампы низкого давления со спектром излучения в ультрафиолетовом диапазоне.

Качество молока после ультрафиолетовой обработки соответствует требованиям санитарных норм. Общее количество микроорганизмов (КМАФАнМ) снижается не менее чем на 2 — 3 порядка. Данная обработка молока позволяет сохранить природные свойства молока, а также повысить содержание витамина D3 (примерно в 3,5 раза).

Степень проработки

Базовые основы технологии проработаны полностью.

Достигаемые экологические преимущества

Ультрафиолетовая обработка молока позволяет снизить энергетические затраты (примерно в 3 раза), что повышает экологические аспекты производства.

Экономические аспекты внедрения

По сравнению с установкой тепловой пастеризации обработка молока ультрафиолетом обеспечивает снижение затрат труда в 2 раза, приведенных затрат — в 3,3, капитальных вложений — в 3 раза [58, 59, 60].

7.3. Производство напитков и других цельномолочных продуктов из молочной сыворотки

Описание

Технология рекомендуется для использования на предприятиях, производящих одновременно цельномолочную продукцию и творог (сыр).

Процесс производства продуктов состоит из следующих операций: приемка и подготовка сырья; приготовление стабилизатора (при необходимости) и смеси, внесение прочих добавок, пастеризация, гомогенизация, охлаждение и розлив.

Особенность технологии заключается в том, что в получаемую в результате производства творога или сыра молочную сыворотку вносят подсластитель или соль, стабилизатор консистенции, подвергают полученную смесь пастеризации.

Технология предусматривает возможность последующего включения в состав продукта фруктово-ягодных, фруктово-овощных или овощных добавок, или других пищевкусовых добавок. Продукты могут быть обогащены поливитаминными премиксами, пребиотиками (лактулоза, инулин и т.п.). Ряд сывороточных напитков может подвергаться сквашиванию по традиционным технологиям.

Степень проработки

Технологические особенности процесса и ассортимент продуктов изложены в соответствующей технической документации.

Достигаемые экологические преимущества

С точки зрения экологических преимуществ производство подобной продукции предусматривает практически полное использование молочной сыворотки на пищевые цели, что позволяет существенно снизить ее подачу на очистные сооружения.

Экономические аспекты внедрения

На территории России, по экспертным оценкам, 80% молочной сыворотки сливается в канализацию. Молочная сыворотка содержит около 50% сухих веществ молока, поэтому практикуемый на сегодня слив эквивалентен ежегодной потере 1,5 млн т молока.

При применении предлагаемой технологии использование молочной сыворотки составляет от 750 до 1000 кг на 1 тонну продукта. С экономической точки зрения подобные продукты обладают рентабельностью на уровне свыше 10%, а их сбыт ограничивается лишь покупательским спросом [61, 62, 63, 64].

7.4. Технология нового поколения экологически безопасных моюще-дезинфицирующих средств для санитарной обработки оборудования для переработки молока

Описание

В настоящее время в молочной промышленности повсеместно используются агрессивные средства санитарной обработки оборудования. Новое поколение средств предусматривает использование в своем рецептурном составе экологически безопасных компонентов, повышающих эффективность мойки. При этом варьирование активных компонентов, входящих в рецептурный состав моющего средства, позволяет создавать их целевые композиции, позволяющие целенаправленно удалять загрязнения оборудования, обладающие различным составом (жировые, белковые или минеральные отложения).

Степень проработки

Разработаны базовые технологии, получены положительные результаты испытаний.

Достигаемые экологические преимущества

Использование разработанных композиций позволяют снизить нагрузку на очистные сооружения на 20 — 30%, что является их существенным экологическим преимуществом.

Экономические аспекты внедрения

Их применение обеспечивает также общее снижение расхода средств примерно на 25% [58, 65].

7.5. Технология жидкого или концентрированного заменителя молока для выпойки молодняка сельскохозяйственных животных (ЗЦМ)

Описание

Технология предусматривает производство жидкого или концентрированного ЗЦМ на основе молочной (подсырной или творожной) сыворотки, концентратов растительных белков и растительных/животных жиров. В отличие от технологического процесса получения сухого ЗЦМ данная технология не предусматривает этап распылительной сушки. Кроме этого, на этапе эмульгирования смеси, предусматривается частичный гидролиз ее белковой фракции. В случае производства концентрированного ЗЦМ предусматривается подсгущение сыворотки перед ее смешиванием с компонентами до массовой доли сухих веществ 50 — 52%.

Реализацию данной технологии наиболее целесообразно осуществлять путем создания специализированных участков мощностью порядка 2 т/сутки на предприятиях молочной промышленности и молочно-товарных фермах. Общая потребность в ЗЦМ подобного типа составляет порядка 60 тыс. тонн в год, что эквивалентно высвобождению около 300 тыс. тонн молока сырья на пищевые цели.

Отличительной особенностью данной технологии является использование в качестве одного из сырьевых компонентов молочной сыворотки, в частности, при производстве ЗЦМ в количестве 2 т/сутки используется 10 тонн сыворотки.

Степень проработки

Разработаны базовые технологии

Достигаемые экологические преимущества

Рациональное использование сыворотки позволяет решить важную экологическую проблему за счет снижения нагрузки на очистные сооружения.

Экономические аспекты внедрения

Для производства этого вида ЗЦМ не требуется создание специализированного оборудования.

Использование данной технологии также выгодно и с экономической точки зрения. Утилизация 1 тонны сыворотки в очистных сооружениях по стоимости составляет от 1300 до 2500 рублей. А при выпойке телят этим видом ЗЦМ экономия на выпойку одного теленка составляет свыше 4000 руб [66].

7.6. Производство цельномолочных продуктов с использованием комплексной переработки молочной сыворотки

Описание

Технология рекомендуется для использования на предприятиях, производящих творог, молочные напитки, пастообразные молочные продукты и сливочное масло.

Особенностью технологии является то, что получаемая в результате производства творога молочная сыворотка подвергается мембранной обработке методом нанофильтрации, причем концентрат сывороточных белков используется при производстве эмульсионных продуктов, а пермеат для производства кисломолочных напитков по классическим технологиям.

Мембранная обработка с использованием фильтрующих элементов с размером пор 0,001 — 0,01 мкм осуществляется при температуре 45 — 50 °C. Массовая доля сухих веществ в получаемом белковом концентрате — 6 - 18%, в пермеате — 0,13 — 0,24%.

Степень проработки

Базовые основы технологии проработаны полностью.

Достигаемые экологические преимущества

Нерациональное использование молочной сыворотки, получаемой в качестве побочного сырья при производстве творога, сыров и казеина является одной из главных экологических проблем молочной промышленности. При этом наибольшие сложности возникают с переработкой творожной сыворотки, ввиду ее высокой кислотности и сравнительно низким количеством на предприятиях небольшой мощности, что затрудняет условия ее централизованного сбора на крупных предприятиях для выработки высокорентабельных продуктов (сухой молочной сыворотки, молочного сахара, лактулозы и т.п.). Использование данной технологии полностью исключает сброс сыворотки на очистные сооружения.

Экономические аспекты внедрения

Комплексная переработка молочной сыворотки позволяет увеличить производство молочных продуктов без дополнительных объемов молока-сырья. При этом затраты на реализацию данной технологии включают приобретение оборудования для мембранной обработки молочной сыворотки и получения эмульсионных пастообразных продуктов, а также прочие затраты на организацию промышленного производства.

Для предприятия, перерабатывающего 11 т. молока/сутки и получающего 10 т сыворотки/сутки при производстве творога, снижение расходов в год на ее утилизацию составляет около 5900 тыс. руб. В то же время использование компонентов молочной сыворотки на пищевые цели за счет дополнительной выработки молочной продукции увеличивает годовой объем продаж на 48 млн. руб [58, 67].

7.7. Система очистки отработанного воздуха распылительных сушилок для производства сухих молочных продуктов

Описание

В настоящее время подавляющее распространение в молочной промышленности получили распылительные сушилки, снабженные циклонными системами очистки отработанного воздуха. С целью снижения загрязненности отработанного воздуха пылеобразными частицами сухого продукта целесообразна замена циклонов (или дополнительная установка за ними) рукавными фильтрами с элементами автоматизации. Конструктивное исполнение рукавных фильтров (габариты, площадь) зависят от схемного решения процесса сушки и производительности модернизируемой распылительной сушилки. Их использование обеспечивает существенное снижение уноса частиц продукта в атмосферу. Перспективность использования подобных систем основывается на появлении в последние годы новых фильтрующих материалов и достижений в области совершенствования конструктивного исполнения рукавных фильтров с элементами автоматизации.

Степень проработки

В настоящее время в области разработаны базовые технологии, обеспечивающие надежную очистку отработанного воздуха распылительных установок для сушки молочных продуктов с использованием рукавных фильтров с элементами автоматизации.

Достигаемые экологические преимущества

При использовании данной системы очистки уменьшается унос продукта с отработанным воздухом. Например, при сушке обезжиренного молока в распылительных сушилках производительностью 1000 кг испаренной влаги/час составляет свыше 7,5 кг/час (~ 150 кг/сутки). Это приводит к запыленности отработанного воздуха, выбрасываемого в атмосферу на уровне свыше 100 мг/м3.

Использование рукавных фильтров с элементами автоматизации по любому из вариантов их установки (за циклонами, вместо циклонов) позволяет снизить унос частиц продукта в атмосферу до уровня менее 0,4 кг/ч (5 мг/м3).

Экономические аспекты внедрения

Экономия за счет снижения потерь продукции в год составляет около 50 т/год.

7.8. Технология производства сухой кристаллизованной молочной сыворотки различных видов

Описание

Особенностью технологии является наличие систем, обеспечивающих нормализацию различных видов молочной сыворотки (творожной, подсырной) и кристаллизацию сгущенной сыворотки перед сушкой.

Степень проработки

Базовая технология производства сухой кристаллизованной молочной сыворотки в целом проработана. Требуют уточнение параметры нормализации смесевых композиций различных видов сыворотки в зависимости от их соотношения на конкретном предприятии, реализующем данную технологию.

Достигаемые экологические преимущества

Нерациональная переработка молочной сыворотки существенно увеличивает экологическую нагрузку очистных сооружений. Сыворотка по биохимическому потреблению кислорода в 200 — 250 раз превосходит норму, допустимую для стоков к переработке в коммунальных очистных сооружениях. Стоимость утилизации 1 тонны сыворотки эквивалентно утилизации 100 — 150 тонн хозяйственно-бытовых стоков, что соответствует затратам в размере 1300 — 2500 руб./т.

Экономические аспекты внедрения

Производство сухой сыворотки экономически оправдано на предприятиях, обладающих выпарным и сушильным оборудованием в случае переработки суточного объема исходной сыворотки на предприятии на уровне свыше 300 т/сутки. Стоимость сухой молочной сыворотки от 40 до 85 тыс. руб/т (2016 г.) в зависимости от вида и степени переработки (кристаллизованная, деминерализованная, подсырная, творожная и т.п.) [58, 68, 69].

7.9. Технология производства комбинированных белковых концентратов на базе соевых и сывороточных белков

Описание

Технология основана на получении комбинированного белкового концентрата на базе диспергирования и гидролиза смесевой композиции соевого шрота и молочной сыворотки с последующим сгущением полученной смеси, используемой затем как базовый белковый компонент для производства заменителя молока для выпойки молодняка сельскохозяйственных животных (ЗЦМ). Затем он смешивается со сгущенным обезжиренным молоком, растительными жирами и т.п. и подвергается сушке на распылительной установке.

Получаемый в ходе выделения концентрата осадок используется в качестве кормового средства животных.

Степень проработки

Базовая технология проработана полностью. При реализации данного проекта требуется ее привязка к конкретному действующему предприятию.

Достигаемые экологические преимущества

Данная технология обеспечивает рациональную переработку молочной сыворотки. Линия производительностью 1 т/час по сухому ЗЦМ с использованием комбинированного белкового концентрата будет потреблять 4,5 — 7 т сыворотки/час (при двухсменной работе 90 — 140 т. сыворотки/сутки). Это позволит снизить экологическую нагрузку на очистные сооружения.

Экономические аспекты внедрения

Использование данной технологии позволяет повысить экономические показатели производства за счет реализации дополнительной товарной продукции на единицу массы молока-сырья (позволяет высвободить на пищевые цели обезжиренное молоко и повысить качество ЗЦМ). Кроме того, снижаются расходы на утилизацию сыворотки (примерно, в размере 1900 руб./т) [58].

7.10. Технология мягкого сыра из концентрата молока, полученного методом ультрафильтрации

Описание

Технология относится к категории ресурсосберегающих, позволяющих увеличить выход готового продукта из единицы сырья на 20% за счет вовлечения в готовый продукт так называемых сывороточных белков (альбумина и глобулина), которые при традиционной технологии изготовления сыров переходят в молочную сыворотку.

Суть технологии заключается в том, что нормализованная по массовой доле жира молочная смесь, пастеризованная при температуре 72 — 74 °C с выдержкой 20 — 25 с и охлажденная до температуры 50 — 55 °C, направляется на ультрафильтрационное концентрирование до содержания сухих веществ в концентрате, равном массовой доле сухих веществ в готовом продукте.

В полученный концентрат, охлажденный до температуры 30 — 35 °C, вносят бактериальную закваску в количестве 2 — 2,5% или глюконо-дельта-лактон в количестве 2,8 — 3,2% от массы концентрата, поваренную соль в количестве 2,8 — 3,2% от массы концентрата и молокосвертывающий ферментный препарат.

После внесения всех необходимых компонентов смесь направляют на фасование, которое проводят на упаковочных автоматах в потребительскую упаковку из комбинированных материалов, разрешенных в установленном порядке для молочных продуктов.

После упаковывания потребительскую упаковку помещают для выдержки в камеру с температурой 24 +/- 1 °C на 22 +/- 2 часа. В течение этого времени происходит коагуляция белков концентрата, нарастает кислотность, образуется сгусток. Происходит процесс превращения концентрированной смеси в сыр. Готовый продукт направляют в реализацию без созревания.

Достигаемые экологические преимущества

В процессе мембранного концентрирования вместо сыворотки получают ультрафильтрат, освобожденный от белков и представляющий собой раствор безопасных солей, снижающий экологическую нагрузку на очистные сооружения.

Экономические аспекты внедрения

Экономический эффект составляет не менее 20 рублей на 1 кг сыра за счет:

• увеличения выхода сыра из единицы сырья вследствие вовлечения в образование сгустка не только казеиновой фракции, но и сывороточных белков, повышение коэффициента использования молочного сырья;
• исключение потерь сырной массы в процессе производства вследствие образования сгустка непосредственно в потребительской таре и исключения технологических операций разрезки сгустка и обработки сырного зерна [70].

7.11. Технология подготовки молока для выработки сыра

Описание

Технология относится к категории ресурсосберегающих, улучшающих сыропригодные свойства молока, особенно по идентификационному показателю «титруемая кислотность» при его низких значениях, за счет ускорения свертывания молока молокосвертывающим ферментом, улучшения качества сычужного сгустка, ускорения обработки сырного зерна в сыродельной ванне, получения качественного продукта с высокими потребительскими характеристиками за более короткий период созревания по сравнению с традиционными полутвердыми сырами, что позволяет увеличить выход готового продукта из единицы сырья на 4 — 5%.

Суть технологии подготовки молока заключается в том, что однозамещенный фосфат натрия (NaH₂PO₄) вносят в нормализованное молоко после его пастеризации и охлаждения до температуры свертывания. Затем вносят хлористый кальций, закваску молочнокислых культур для мелких сычужных сыров, молокосвертывающий ферментный препарат, перемешивают, оставляют для свертывания.

Внесение однозамещенного фосфата натрия в количестве от 10 до 30 г/100 кг молока будет способствовать улучшению сыропригодных свойств молока по показателю «титруемая кислотность», а в количестве от 30 до 50 г/100 кг молока — способствовать изменению консистенции сыра (снижению твердости, «резинистости» сырной массы, характерной для сыров с коротким сроком созревания) и сокращению продолжительности созревания полутвердого сыра.

Достигаемые экологические преимущества

Снижение содержания белковых частиц в сыворотке, что уменьшает нагрузку на очистные сооружения.

Экономические аспекты внедрения

Экономический эффект составляет не менее 30 рублей на 1 кг сыра за счет:

• увеличения выхода сыра из единицы сырья вследствие улучшения реологических параметров сырного сгустка, позволяющих уменьшить количество мелких белковых частиц («сырной пыли»), теряемых с сывороткой;
• снижения себестоимости продукции вследствие сокращения периода созревания сыра без ухудшения его потребительских качеств [71].

7.12. Технология альбуминной пасты «Здоровячок»

Описание

Технология альбуминной пасты предполагает использование побочного молочного сырья, а именно сывороточных белков, подсырной сыворотки, подсырных сливок. Это позволяет отнести данную технологию к ресурсосберегающим, увеличивающим выход продукции из единицы сырья.

Технологический процесс осуществляют следующим образом. Составленную в соответствии с рецептурой смесь направляют в аппарат для термической обработки. Особенностью технологического процесса производства пасты является совмещение термической обработки (пастеризации) составленной смеси с диспергированием, что обеспечивает гомогенную структуру продукта и длительный срок годности (при асептической фасовке). Далее продукт направляется на фасовку и охлаждение.

В результате обогащения базовой рецептуры альбуминной пасты функциональными ингредиентами (соли кальция, витамин D, йодказеин и цикорий) создана серия продуктов специального назначения для профилактики ряда заболеваний.

Достигаемые экологические преимущества

Использование вторичного молочного сырья на пищевые цели позволит увеличить ресурсы биологически полноценных пищевых продуктов; повысить экологическую культуру производства за счет исключения загрязнения окружающей среды компонентами молока. Данная технология обеспечивает рациональную переработку компонентов молочной сыворотки (жир, белок), что позволит снизить экологическую нагрузку на очистные сооружения.

Экономические аспекты внедрения

Внедрение данной разработки позволит повысить эффективность сыродельного производства за счет выпуска высокорентабельного продукта, более полного использования вторичного молочного сырья, ускорение оборота денежных средств.

Экономический эффект при производстве данного продукта составляет около 10 рублей на 1 кг пасты [72].

7.13. Технология кисло-сливочного масла пониженной жирности

Описание

Пониженный расход молока-сырья на производство кисло-сливочного масла пониженной жирности (в сравнении с Крестьянским маслом) позволяет изготовить из сырья для 1 т Крестьянского масла дополнительно 0,3 т продукта, что позволяет считать данную технологию ресурсосберегающей.

Отличительной особенностью технологической схемы изготовления кисло-сливочного масла пониженной жирности является длительное или кратковременное биосозревание (обогащение) нормализованной смеси перед ее преобразованием в масло.

Состав кисло-сливочного масла пониженной жирности: массовая доля жира в масле не менее 55,0%, молочной плазмы — не более 45,0%, включая СОМО 5,0%, производственной бактериальной закваски — от 1 до 15%.

Использование в составе кисло-сливочного масла современных бактериальных средств, в том числе содержащих бифидофлору, а также применение компонентов функциональной направленности, включая инулин, лактулозу, витамины предоставляют возможности значительного расширения назначения разработанного продукта согласно ориентирам времени и повышающемуся спросу на биологически полноценные продукты питания.

Достигаемые экологические преимущества

Сокращение образования вторичных продуктов (обезжиренного молока и пахты) при переработке сливок в сливочное масло снижает затраты на их переработку, а соответственно и энергозатраты, расход воды и в целом нагрузку на очистные сооружения.

Экономические аспекты внедрения

Для промышленного производства кисло-сливочного масла пониженной жирности используются серийные комплексы оборудования по производству масла методом преобразования высокожирных сливок, доукомплектованные оборудованием для подготовки производственных заквасок и пищевых добавок.

Экономический эффект от производства кисло-сливочного масла пониженной жирности (увеличение выхода сливочного масла из единицы сырья за счет снижения массовой доли жира и повышения коэффициента использования молочного сырья) составляет 26,7 руб./кг [73].

7.14. Технологии масляных паст

Описание

Технология масляных паст относится к ресурсосберегающим и малоотходным за счет более полного использования всех компонентов молока и меньшего получения вторичных продуктов.

Масляные пасты содержат пониженную массовую долю молочного жира — 45,0%, повышенное содержание СОМО. Производится масляная паста на основе коровьего молока методом преобразования высокожирных сливок, с добавлением или без добавления физиологически функциональных пищевых ингредиентов. При производстве масляной пасты используется обогащение витаминами и инулином.

Разработанная технология позволяет расширить ассортимент маслодельной продукции. Наряду с расширением ассортимента маслодельной продукции, данная технология позволяет получить продукт по стоимости ниже традиционных видов масла.

Достигаемые экологические преимущества

Сокращение образования вторичных продуктов (пахты) при переработке сливок позволяет отнести данную технологию к малоотходным. Ее использование снижает затраты на переработку, а соответственно и энергозатраты, расход воды и в целом нагрузку на очистные сооружения.

Экономические аспекты внедрения

Основу технологической схемы производства масляных паст составляют метод и комплект оборудования, используемые для выработки сливочного масла преобразованием высокожирных сливок, доукомплектованные аппаратами для подготовки и внесения стабилизаторов структуры и молочной вкусо-ароматической добавки.

Технология масляных паст имеет пониженный расход молока-сырья базисной жирности (3,4%) — 13,67 т/т по сравнению с маслом Крестьянским — 22,02 т/т, что позволяет высвободить дополнительное количество ресурсов молока (8,35 т с каждой тонны пасты масляной) и соответственно увеличить объем производства маслодельной продукции в целом [74].

7.15. Технология масла сливочного подсырного

Описание

Технология подсырного масла заключается в получении масла сбиванием подсырных сливок. Сливки получают сепарированием подсырной сыворотки сразу после ее получения. Затем сливки подвергают второму сепарированию с тем, чтобы достигнуть жирности 40 — 50%. Полученные вторичные сливки разбавляют свежим молоком до жирности 25% (допустимо водой 1:1), пастеризуют при 85 °C и быстро охлаждают до 6 °C, после созревания в течение 6 ч их сбивают. Зерно получают мелкое. Дальнейшая обработка идентичная обычному маслу.

Удельный расход сыворотки с массовой долей жира 0,7% — 136,4 кг/кг масла. Подсырное масло пригодно для реализации в расфасованном виде (потребительской упаковке) через торговую сеть.

Достигаемые экологические преимущества

Технологию подсырного масла можно отнести к малоотходным технологиям за счет использования вторичного молочного сырья, получаемого при производстве сыра и сокращения при этом недоиспользованного сырья.

Сепарирование сыворотки и получение подсырных сливок позволяет извлечь из нее молочный жир, за счет чего получаемая сепарированная сыворотка при утилизации, оказывает менее вредное воздействие на окружающую среду, чем жирная сыворотка и сокращает нагрузку на очистные сооружения.

Экономические аспекты внедрения

Технология позволяет производить сливочное масло по себестоимости ниже традиционных видов сливочного масла [75].

7.16. Технология фасования сливочного масла в потребительскую упаковку в потоке при производстве методом преобразования высокожирных сливок

Описание

Актуальность фасования сливочного масла в потоке в том, что:

• сокращается технологический процесс производства масла;
• сокращаются площади, используемые для отепления сливочного масла и промежуточного хранения;
• предотвращается возможность нежелательного обсеменения сливочного масла посторонней микрофлорой в процессе его отепления и растаривания;
• снижаются затраты труда и соответственно занятость рабочего персонала, участвующего в растаривании, перемещении продукта из камеры хранения в помещение для отепления;
• сокращается количество используемых упаковочных материалов (нет необходимости в картонной упаковке и полимерных пакетов-вкладышей или пергамента, используемых для выстилания внутренней поверхности ящиков, при промежуточном хранении) и соответственно отходов производства, образующихся при растаривании масла перед последующим фасованием;
• исключается необходимость использования шнекового гомогенизатора, используемого для обработки масла перед фасованием его из монолитов.

Достигаемые экологические преимущества

Сокращение отходов производства, образующихся при использовании и утилизации упаковочных материалов в процессе промежуточного фасования масла в монолиты, сокращение затрат электро- и тепловой энергии, необходимых для промежуточной выдержки масла при структурообразовании и повторном отеплении продукта перед фасованием.

Экономические аспекты внедрения

Экономия упаковочных материалов, удорожающих себестоимость фасованного масла, снижение затрат ручного труда при фасовании.

7.17. Технологии напитков на основе пахты

Описание

Технология продуктов из пахты относится к ресурсосберегающим и малоотходным, так как позволяет использовать на пищевые цели побочное сырье, образуемое при производстве масла практически полностью. При этом все полезные и ценные компоненты сливок (молочный жир, белки, углеводы) используются в пищу.

Ассортимент продуктов из пахты:

• пахта пастеризованная с добавлением или без добавления вкусовых компонентов, массовой долей жира от 0,2% до 1,0%;
• кисломолочные напитки на основе пахты, с добавлением или без добавления вкусовых компонентов, массовой долей жира, от 0,2% до 1,0%, в том числе биопахта из пастеризованной и из топленой пахты, массовой долей жира 0,5% и 1,0%.

Технологический процесс производства напитков из пахты включает отбор необходимого количества пахты, пастеризацию при температуре 87 +/- 2 °C, нормализацию до необходимого содержания жира и СОМО (при необходимости), внесение вкусовых компонентов и закваски (при производстве кисломолочных напитков), розлив в потребительскую упаковку и охлаждение до температуры реализации.

Достигаемые экологические преимущества

Сокращение образования вторичных продуктов (пахты) при переработке сливок в сливочное масло, что снижает нагрузку на очистные сооружения и снижает риск негативного воздействия на окружающую среду.

Экономические аспекты внедрения

На основе пахты предприятия могут вырабатывать напитки по пищевой и питательной ценности, приравненные к цельномолочным продуктам, но более дешевые в стоимостном выражении [76].

7.18. Технологии сыров плавленых из творога

Описание

Вырабатываются по технологии плавленых сыров с использованием серийного оборудования. Применяемые технологические приемы обеспечивают получение высококачественного продукта, который по органолептическим показателям не уступает пастообразным плавленым сырам, вырабатываемым из полутвердых сыров.

Технология плавленых сыров из творога позволяет:

• расширить ассортимент выпускаемой продукции,
• увеличить объем переработки творога,
• перерабатывать творог после резервирования,
• получить плавленый сыр без использования натуральных сыров,
• снизить сезонность производства на заводах и в цехах плавленых сыров.

Достигаемые экологические преимущества

Технология плавленых сыров из творога предусматривает использование вторичных молочных продуктов (творога нежирного, концентратов молочного белка, сухого обезжиренного молока и сыворотки), обеспечивая ресурсосбережение на основе комплексного использования молочного сырья.

Вместо фосфатных солей-плавителей в технологии данного продукта используют структурообразователь органической природы, что снижает эмиссию загрязняющих веществ в окружающую среду.

Экономические аспекты внедрения

Экономическая эффективность производства данных сыров обусловлена сравнительно низкой стоимостью основного сырья (творога), высокой влажностью готового продукта (от 50 до 66%) [77].

7.19. Технологии соусов сырных

Описание

Вырабатываются по технологии плавленых сыров с использованием серийного оборудования. Технология соусов сырных позволяет:

• расширить ассортимент выпускаемой продукции;
• снизить сезонность производства на заводах и в цехах плавленых сыров.

Достигаемые экологические преимущества

Технология соусов сырных предусматривает использование вторичных молочных продуктов (концентратов молочного белка, сухого обезжиренного молока и сыворотки), обеспечивая ресурсосбережение на основе комплексного использования молочного сырья.

Вместо фосфатных солей-плавителей в технологии данного продукта используют структурообразователь органической природы, что снижает эмиссию загрязняющих веществ в окружающую среду.

Экономические аспекты внедрения

Экономическая эффективность производства соусов сырных обусловлена высокой влажностью готового продукта (от 60 до 66%) и частичной заменой молочного жира более дешевым натуральным растительным маслом [78].

7.20. Технология сыворотки сгущенной сброженной

Описание

Технологический процесс производства сгущенной сброженной сыворотки включает следующие операции:

• пастеризация и охлаждение сыворотки;
• приготовление закваски молочнокислых микроорганизмов;
• заквашивание сыворотки и проведение трехстадийного процесса молочнокислого брожения с раскислением после 1 и 2-ой стадии брожения;
• вакуум-дистилляция (сгущение) сквашенной сыворотки;
• охлаждение и розлив биоконцентрата.

Достигаемые экологические преимущества

Получение сыворотки сброженной сгущенной — это один из способов безотходной переработки молочной сыворотки, позволяющий получать более стойкие в хранении, удобные в применении и транспортировании концентраты, исключая при этом загрязнение окружающей среды в зоне действия молокоперерабатывающих предприятий (для окисления органических соединений, содержащихся в 1 т молочной сыворотки, необходимо такое же количество кислорода, как и для отходов жизнедеятельности 475 человек в сутки).

Экономические аспекты внедрения

Экономический эффект от освоения технологии сыворотки сброженной сгущенной составит 650 тыс. рублей в год для завода средней мощности (перерабатывающий 50 тонн подсырной сыворотки в сутки) при среднем уровне рентабельности для молочных предприятий 12% [79].

7.21. Технология биопасты альбуминной

Описание

Технологический процесс производства биопасты осуществляется в следующей последовательности:

• сбор молочной сыворотки;
• нагревание молочной сыворотки;
• внесение соляной кислоты и выдержка;
• выделение коагулированных белков (получение альбуминной массы);
• охлаждение альбуминной массы;
• приготовление биологически активной бактериальной добавки;
• введение в альбуминную массу биологически активной бактериальной добавки и сиропа лактулозы;
• фасование, упаковывание и маркирование;
• доохлаждение и хранение.

Достигаемые экологические преимущества

Извлечение из сыворотки белков позволяет снизить вредное воздействие на окружающую среду (при утилизации сыворотки) и сокращает нагрузку на очистные сооружения.

Экономические аспекты внедрения

Использование вторичного молочного сырья на пищевые цели позволяет улучшить экономические показатели молокоперерабатывающих предприятий за счет реализации дополнительной товарной продукции при переработке единицы массы заготовляемого молока и снижения себестоимости продукции [80].

Заключительные положения и рекомендации

Справочник НДТ подготовлен в соответствии с графиком создания в 2015 — 2017 годах справочников наилучших доступных технологий, утвержденным распоряжением Правительства Российской Федерации от 31 ноября 2014 г. № 2178-р.

Справочник НДТ разработан технической рабочей группой «Производство напитков, молока и молочной продукции» (ТРГ 45), созданной приказом Росстандарта от 16 августа 2016 г. № 1093.

Организационной формой работы ТРГ 45 являлись плановые заседания, а также участие в работе по рассмотрению и голосованию по ключевым вопросам, разделам Справочника НДТ на официальном информационном портале Бюро НДТ.

В целях сбора информации о применяемых на промышленных предприятиях технологических процессах, оборудовании, об источниках загрязнения окружающей среды, технологических, технических и организационных мероприятиях, направленных на снижение загрязнения окружающей среды и повышение энергоэффективности и ресурсосбережения, была подготовлена «Анкета для предприятий», содержащая формы для сбора данных, необходимых для разработки проекта отраслевого справочника НДТ. Анкета была направлена в адрес 92 крупных российских предприятий, производящих молочную продукцию разного ассортимента. Сведения, полученные в результате анкетирования предприятий, были использованы при разработке справочника НДТ.

В связи с тем, что сбор информацией был проведен в сжатые сроки не все предприятия смогли предоставить запрашиваемые сведения (34 анкеты). Кроме того, многие формы остались недозаполненными. В связи с этим при написании справочника НДТ были использованы материалы — проекта справочника Европейского союза (ЕС) по наилучшим доступным технологиям для предприятий пищевой промышленности (Best Available Techniques (BAT) Reference Document for the Food, Drink and Milk Industries), статистические сборники, отраслевые обзоры, статьи, диссертационные работы, а также информация, полученная в ходе консультаций с экспертами в области производства молока и молочных продуктов.

Справочник НДТ содержит описание применяемых при производстве молока и молочных продуктов технологических процессов, оборудования, технических способов, методов, в т.ч. позволяющих снизить негативное воздействие на окружающую среду, потребление воды и сырья, повысить энергоэффективность. Из описанных технологических процессов, оборудования, технических способов, методов определены решения, являющиеся наилучшими доступными технологиями (далее НДТ), экономические аспекты реализации НДТ, определен перечень перспективных технологий для молочной промышленности Российской Федерации и степень их коммерческой доступности.

На основании анализа отечественных и зарубежных информационных данных, а также полученных в последние годы результатов комплексных исследований разработан перечень маркерных веществ для выбросов, сточных вод. Один из ключевых вопросов — область применения и сфера распространения справочника принимался путем электронного голосования в личных кабинетах на информационном портале Бюро НДТ, после предварительной проработки на 2 очных плановых заседаниях ТРГ 45. Разделы справочника НДТ подготовлены ТРГ 45 при активном участии: Введение, Предисловие, Область применения, Разделы 1, 2, 3, 4, 5, 6, Заключительные положения и рекомендации — ФГБОУ ВО Вологодская ГМХА (раздел 1 совместно с Российским союзом предприятий молочной отрасли), Раздел 7 «Перспективные технологии» — ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт молочной промышленности» и ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательского институт маслоделия и сыроделия». В ходе разработки и публичного обсуждения справочника НДТ получено от членов ТРГ 45, предприятий и организаций 114 замечаний и предложений, которые учтены в процессе подготовки справочника НДТ.

Проведенный анализ представленных данных и информации позволил также сформулировать рекомендации относительно направлений дальнейшей работы над настоящим Справочником и над процессом внедрения НДТ. К ним, прежде всего, относятся следующие:

1. Для продвижения идеи перехода к НДТ необходимо организовать масштабную информационно-просветительскую кампанию и систему подготовки (повышения квалификации, дополнительного профессионального образования) кадров. Обсуждение сути перемен призвано подготовить к ним предприятия и разъяснить основные мотивы и стимулы экологической модернизации отечественной экономики.

2. Определенные составителями справочника НДТ и технологические показатели могут и должны быть в ближайшее время уточнены при участии российских промышленников. Для этого необходимо привлечь их внимание при поддержке профильных ассоциаций, центров стандартизации и метрологии, а также управлений Росприроднадзора по субъектам Федерации, высших учебных заведений, консультационных компаний, проектных и других организаций. Предприятиям рекомендуется целенаправленно накапливать информацию об уровнях эмиссий маркерных веществ, потреблении сырья и энергоресурсов, проведении модернизации основного и природоохранного оборудования, а также экономических аспектах внедрения НДТ.

3. Действенным инструментом актуализации справочника НДТ могут и должны стать пилотные проекты.

Процесс совершенствования справочника НДТ должен отражать принцип последовательного улучшения — основной принцип современных систем менеджмента.

Приложение А (справочное)

СФЕРА РАСПРОСТРАНЕНИЯ СПРАВОЧНИКА