گزارش کارآموزی تولید شیر در کارخانه شیر بهنام جام

کارخانه شیر بهنام جام

مقدمه

این کارخانه در سال 1385 تأسیس شده و هم اکنون با دستگاههای تمام اتوماتیک در حال بهره برداری ما باشد.کارخانه بهنام جام در شهرک صنعتی تربت جام در چهار کیلومتری تربت جام با مدیریت جناب آقای حمید مغنی باشی احداث شده است. ظرفیت تولید این کارخانه 100 تن در روز بوده و همچنین در حال حاضر در هر روز مقدار 5 تن شیر را دریافت کرده و به محصولاتی نظیر شیر پاستوریزه و ماست و غیره تبدیل می کند.

در حال حاضر ( آذر ماه 1386 ) محصولات این کارخانه شامل شیر یارانه ای، آزاد، شیر مدارس در بسته های 10 گرمی و همچنین ماست و خامه می باشد، و تا پایان سال خط تولید دوغ، پنیر uf و کرده را نیز راه اندازی خواهند کرد. این کارخانه دارای 8 کارگر و 1 مسئول آزمایشگاه و 1 مدیر فنی و همچنین افراد مجرب قادر مدیریت می باشد.

مساحت کل کارخانه ده هزار متر مربع بوده و مساحت سالن های تولید و مورد استفاده دو هزار متر مربع می باشد.

دستگاه های مورد استفاده در این کارخانه 85 درصد داخل کارخانه و 15 درصد آن از خارج کشور تهیه شده است.

خط تولید های کارخانه بهنام جام

الف: خط تولید شیر پاستوریزه و هموژنیره

ب: خط تولید ماست

ج: خط تولید کره

الف: خط تولید شیر پاستوریزه و هموژنیزه

قبل از تحویل شیر خام توسط دامدار به کارخانه تعدادی دز نمونه برداری هایی باید روی شیر خام انجام شود که در قسمت آزمایشات توضیح خواهیم داد.

پس از تحویل گرفتن شیر خام آن را از صافی های آشغال گیر گذرانده و صاف می کنند و پس از عبور از پلیت سرما زا آن را به 4 درجه سانتی گراد می رسانند و با همین دما در مخازن شیر نگهداری می کنند، شیر از مخازن نگهداری شیر به قسمت پاستوریزاتور هدایت می شود. در این قسمت شیر ابتدا به بالاستانک رفته و از آنجا به ؟؟؟؟ گرم کننده هدایت می شود تا دمای آن به 85-80 درجه سانتی گراد برسد. پس از آن شیر به دِرتور منتقل شده و کار این دستگاه گرفتن بوی شیر می باشد و پس از گرفتن بوی شیر به دستگاه هموژانیزاتور منتقل شده و پس از هموژناسیون کردن شیر به سپراتور یا خامه گیر منتقل می شود. در این قسمت چربی گرفته شده و به حد نصاب 5/2 درصد می رسد. سپس شیر را به پلیت سرد کننده منتقل کرده تا دمای آن به 4 درجه سانتی گراد برسد.

پس از پاستوریزاسیون و هموژیناسیون شیر با استفاده از جعبه تنظیم، شیر را به قسمت های مربوط به بسته بندی و یا هر گونه محصول تولید می فرستند( بسته به نوع استفاده از شیر که می خواهد به محصولاتی نظیر ماست، پنیر، و ... تبدیل و یا به صورت شیر بسته بندی شود منتقل می کنند.)

پس از بسته بندی شیر در بسته های مختلف آن را به سردخانه منتقل کرده تا برای ورود به بازار آماده شوند.

ب) خط تولید ماست

تمام مراحل خط تولید ماست تا قبل از پاستوریزاسیون و هموژینیزاسیون طی می شود اما دمای ورودی و خروجی تفاوت دارد بدین شرح که در پاستوریزاسیون شیری که می خواهند از آن ماست تولید کنند شیر ورودی تا 90 درجه سانتی گراد می شود و با دمای 45 درجه سانتی گراد به سمت مخزن هدایت می شود. در مخزنی افزودنی های مجاز ماست نظر نشاسته، آگار آگار و ... و مایه ماست که همان باکتری های مولد اسیدلاکتیک یعنی استرپتوکوکوس ترموفیلوس و لاکتوباسیلوس می باشد اضافه می شود و با استفاده از همزنی که داخل مخزن وجود دارد، این مواد با شیر مخلوط شده و به سمت دستگاه بسته بندی ماست هدایت می شوند.

البته نکته مهم در این رابطه این است که در حین کار نباید دمای شیر کاهش و یا افزایش پیدا کند زیرا در صورت افزایش دمای شیر موجب ترش شدن ماست و در صورت کاهش دمای شیر سبب تشکیل نشدن ماست ( نبستن ماست ) می شود.

پس از بسته بندی شیر مایه زده شده است آن را باید به گرمخانه برده و به مدت 5 ساعت در دمای 45 درجه سانتی گراد و یا 8 ساعت در دمای 33 درجه سانتی گراد نگهداری می شود و پس آن را به سردخانه منتقل کرده و پس از مدت معین آماده ورود به بازار می شود.

البته باید توجه داشت که فاصله دستگاه بسته بندی و گرمخانه و همچنین گرمخانه تا سردخانه نباید زیاد باشد که دمای ماست تغییر کند و یا پس از خروج ماست از گرمخانه نباید ماست زیاد تکان بخورد که موجب نبستن و یا شل شدن ماست شود. در کارخانه بهنام جام 5 عدد کارخانه در نزدیکی هم تعبیر شده که این گرمخانه ها توانایی سرد شدن را نیز دارند که مسئول فنی خط تولید 3 عدد از این گرمخانه ها را تبدیل به سردخانه کرده و 2 عدد هم به عنوان گرمخانه استفاده می شود.

ج) خط تولید خامه

تعریف: تراکم گریچه های چربی شیر را خامه گویند.

نظر به اینکه خامه کاربردهای فراوانی در صنایع غذایی دارد با توجه به نوع کاربردی که دارد از نظر درصد چربی متغییر می باشد و همین امر باعث شده است که تعریف جامع و استاندارد از خامه نتوان بدست آورد.

در کارخانه بهنام جام خامه زده شده تولید می شود به این ترتیب که این خامه دارای 30 تا 40 درصد چربی می باشد.

ابتدا خامه در حرات 60-55 درجه سانتی گراد قرار گرفته پس به مدت 20 ثانیه در دمای 94 درجه سانتی گراد پاستوریزه می شود خنک شده و بسته بندی می گردد.

ضمناً خامه ای که برای قنادی استفاده می شود مقداری شیرین شده و به نسبت 60 به 40 تهیه می شود( به سفارش قنادی های تربت جام ) و در بسته های پلاستیکی ( فله ای ) بسته بندی می شود.

انواع محصولات کارخانه بهنام جام

الف) انواع شیر تولیدی

1- شیر یارانه ای :

این شیر در بسته های یک لیتری تولید شده و چربی آن 5/2 درصد می باشد و تقریباً در هر روز دو هزار عدد معادل 2 تن تولید می شود که به مشهد فرستاده می شود.

2- شیر آزاد:

این شیر نیز در بسته های یک لیتری تولید شده و چربی آن 5/2 درصد می باشد و تقریباً در هر روز سیصد عدد تولید می شود که برای مصرف تربت جام و تایباد است.

ب) انواع ماست

1- ماست کم چرب:

این ماست دارای 5/2 درصد چربی می باشد و دارای بافت سفت و شیرین که در 2 وزن بسته بندی می شود.

الف) ماست 100 گرمی: این ماست در بسته های 100 گرمی بسته بندی می شود.

ب) ماست 900 گرمی: این ماست در بسته های 900 گرمی بسته بندی می شود.

ج) انواع خامه

1- خامه زده شده ( مصرف قنادی )

این خامه به نسبت 60 به 40 تولید شده و برای مصرف قنادی های تربت جام مورد استفاده قرار می گیرد.

خصوصیات گرمخانه و انواع آن

مساحت : 54 متر مربع

دما: 45 درجه سانتی گراد

ظرفیت : مساحت 900 گرمی 900 عدد، ماست 100 گرمی 000/2 عدد

تعداد: 5 عدد

کاربرد: جهت نگه داشتن ماست در دمای 45 درجه سانتی گراد و بستن آن و همچنین قابل تبدیل به سردخانه نیز می باشد.

خصوصیات سردخانه و انواع آن

الف) سردخانه 4 درجه سانتی گراد

مساحت: 60 متر مربع

دما: 4 درجه سانتی گراد

تعداد: یک عدد

کاربرد: نگهداری ماست، شیر و محصولات در دمای 4 درجه

 ب) سردخانه زیر صفر درجه

مساحت: 30 متر مربع

دما: زیر صفر

تعداد: یک عدد

کاربر: نگهداری خامه، کره و محصولات در زیر صفر درجه

دستگاه های مورد استفاده در خط تولید

1- تانکرهای ذخیره

این تانک ها در انواع یک جداره و دو جداره برای ذخیره لبنیات به صورت موقت در داخل یا خارج واحد تولید به کار می رود این تانک از ورقه های استنلس استیل نوع 316، 304 AISI تهیه می شود. در نوع دو جداره به منظور عایق کاری یک لایه پشم شیشه نیز به طور پیوسته و سقف کشیده شده است این تانک قابلیت نصب دریچه بازرسی، سیستم شستشوی درجا (cip) ترمومتر، همزن، هواکش، کنترل کننده سطح مایع، لامپ روشنایی و پایه های قابل تنظیم را دارد. تانک هایی که برای ذخیره شیر خام به کار می روند از جنس فولاد ضد زنگ ساخته می شوند و دارای همزن، گرماسنج و ... هستند تانک هایی که جدیدا برای ذخیره شیر خام ساخته می شود معمولا افقی و استوانه ای اند.

2- سپراتور

این دستگاه که به آن خامه گیر نیز گفته می شود چربی شیر را می گیرد. در کارخانه بهنام جام از سپراتور خود شود استفاده می شود که دارای قسمت های ذیل می باشد.

1- ورودی مرکز که شیر از این قسمت بداخل دستگاه هدایت می شود.

2- لوله تغذیه ساکن که سبب می شود انرژی جنبشی شیر ورودی به فشار تبدیل و پخش شیر بداخل دیسکها بطور کاملاً مطلوبی صورت پذیرد.

3- منافذ توزیع کننده شیر به دیسکها که در انتهای لوله تغذیه ساکن معمولا به تعداد سه عدد وجود دارد که با یکدیگر زوایه 120 درجه می سازند و از این طریق شیر به داخل دیسکها هدایت می شود.

4- دیسکها که با توجه به ظرفیت سپراتور تعداد و اندازه آنها متغییر می باشد هر چقدر تعداد آنها بیشتر باشد اندازه آنها هم بزرگتر بوده و زاویه آنها هم بزرگتر خواهد بود.

5- کانالهای صعودی در داخل دیسکها یک سری منافذ مقابل منافذ توزیع کننده شیر قرار گرفته که هنگامیکه دیسکها روی همدیگر قرار می گیرند این منافذ ایجاد کانال صعودی را
می کند و این کانالها سبب می شوند که شیر بطور یکنواخت بین صفحات دیسکها توزیع شود.

6- پوسته قوی و فولادی که تمامی قسمتهای فوق را در بر می گیرد و پوشش می دهد بهمراه پیچ بستن متعلقات و پیچ تنظیم غلظت خامه

7- لوله های خروجی شیر پس چرخ و خامه از سپراتور

1- با توجه به نوع سپراتور ممکن است برقی باشد که دارای الکتروموتور و متعلقات مربوطه می باشد و یا دستی باشد که آن هم دستگیره چرخاندن و لوازم مخصوص بخود را خواهد داشت.

گلبولهای چربی در اثر چرخش دستگاه بلحاظ وزن مخصوص خود بوی بخش مرکزی سپراتور رانده می شوند و از آنجا تحت فشار پمپ بصورت خامه عاری از کف خارج می شوند.

شیر پس چرخ از لابلای دیسکها عبور کرده و بدیواره سپراتور می رسد و آنجا بکمک فشار ناشی از پمپ تخلیه می شود.

3) پاستوریزاتورهای صفحه ای( مبدل های حرارتی )

از این دستگاه برای پاستوریزاسیون و تبدیل به دماهای مختلف استفاده می شود که دارای اجزای زیر می باشد.

الف- بخش بازیافت: در این قسمت شیر خروجی از پاستوریزاتور در اثر تماس غیر مستقیم شیر ورودی انرژی حرارتی خود را به آن می دهد حال این شی ( شیر ورودی گرمتر شده ) را می توان برای استاندارد کردن یا جداسازی کامل چربی به سپراتور فرستاد با انتخاب ابعاد صحیحی از این بخش می توان در حدود 86-84 درصد از گرمای محصول پاستوریزه شده را بازیافت نمود.

ب- بخش پاستوریزه کننده با آب گرم( هیتر ): در این قسمت شیر در مجاورت آب داغ 90-85 درجه سانتی گراد قرار گرفته، چون صفحات دو جداره بوده و یک جدار آن آب داغ می باشد و جدار دیگر شیر جریان دارد و جهت جریان آب و شیر عکس همدیگر می باشد از طرفی فاصله بین صفحات بسیار کم است و در نتیجه دمای شیر خیلی سریع به دمای مورد نظر روشی HTST یعنی همان 75-72 درجه سانتی گراد می رسد.

ج- بخش نگهداری لوله ای یا صفحه ای ( Hollding ): در این قسمت یک مسیر لوله مارپیچی معمولاً موجود است که شیر ضمن طی این مسیر مدت زمان لازم که بایستی در دمای پاستوریزاسیون بماند را سپری می کند یعنی همان 15 ثانیه که در قسمت پاستوریزاسیون ذکر شد.

د- بخش آب سرد (colding ): در این قسمت شیر پس از عبور از مرحله بازیافت که دمای 72 را دیده و گرمای خودش را به شیر ورودی منتقل نمود به قسمت colder منتقل می شود که تشکیل شده است از یک سری صفحات دو جداره که یک جدار، آب سرد c 2-1 قرار می گیرد و جدار دیگر آن شیر چون جهت جریان عکس همدیگر بوده فاصله صفحات هم بسیار کم می باشد. تبادیل حرارت خیلی سریع ایجاد شده و دمای شیر خروجی به c 5 می رسد. پس از این مرحله شیر جهت بسته بندی به دستگاه بسته بندی که می تواند به شیوه های مختلف باشد هدایت می گردد.

در نتیجه شیر ابتدا در قسمت هیتر ( Heater ) یک شوک حرارتی می بینید و سپس در قسمت colder یک شوک سرمایشی که این خود می تواند تأثیر قابل ملاحظه ای در از بین بردن میکروبها داشته باشد.

تمامی قسمتهای پاستوریزاتور صفحه ای از جنس فولاد زنگ نزن یا استیل می باشد که صفحات بوسیله یکسری واشرهای ( Gassgets ) لاستیکی از جنس مخصوص به یکدیگر وصل می شوند که مانع مخلوط شدن مایعات با یکدیگر گردد.

معمولاً قبل از پاستوریزاتور یکعدد پمپ با توجه ظرفیت دستگاه قرار دارد که شیر را از مخزن ورودی به داخل پاستوریزاتور هدایت می کند.

4- هموژنایزر:

قابل استفاده برای هموژناسیون شیر و آبمیوه و ... که در ظرفیت های 5000-3000-1000 لیتر در ساعت ساخته می شود این سیستم تمام استیل بوده و دارای دوهد یا بیشتر می باشد و برای یکنواخت کردن چربی شیر به کار می رود. در این دستگاه یک پمپ فشار قوی که معمولاً 3 پیستون ( یا بیشتر ) دارد و یک قسمت هموژنیزه کننده به هرماه بخشی به نام هد اجزای اصلی سیستم را تشکیل می دهند. پمپ فشار شیر را از حد صفر تا kpa 300 در مدخل دستگاه به ما بین kpa 10000 تا 20000 یا حتی بیشتر بسته به نوع محصول افزایش می دهد. آنگاه محصول از دریچه مخصوصی که به اصطلاح هد هوموژانیزاتور نام دارد عبور داده می شود. شکافی که در حد هموژنیزاتور وجود دارد و اندازه آن قابل تنظیم است. فشار هوموژانیزاتور را کنترل می کند. فشارسنج دستگاه در هر لحظه میزان فشار را ثبت می نماید . چگونگی جریان در داخل هوموژنیزاتور، دقیقاً مشخص نیست، در عین حال سعی می شود که اطلاعاتی راجع به آن داده شود. مایع به منظور هموژنیزه شدن از روزنه باریکی عبور می کند که به واسطه آن، فشار ناگهانی بر جریان مایع وارد می آید که به واسطه آن فشار ( p ) هم زمان با افزایش سریع سرعت ( v ) طور باور نکردنی کاهش پیدا می کند طبق قانونی بر نولی داریم  دانسیته مایع، c: عدد ثابت فشار در جلوی هد همان فشار هوموژانیزاسیون است که به لحاظ ناچیز بودن سرعت در این بخش می توان از آن صرف نظر کرد سرعت در بخش درونی هد هوموژانیزاتور چنان بالاست که فشار به سمت صفر یا حتی پائین تر از آن میل می کندو فشار و سرعت درست در پشت هد هوموژنیزاتور بسیار پائین می باشد. بر این اساس می توان نتیجه گرفت که انرژی جنبشی مایع بدلیل وجود اصطلاک به انرژی گرمایی تبدیل می شود. میزان افزایش درجه حرارت مایع (  ) استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:

:فشار هموژنیزاسیون c : گرمای ویژه :  دانسیته درجه حرارت شیر تقریبا به ازای هر Mpa 4 فشار، یک درجه سانتی گراد افزایش می یابد. میزان کاهش اندازه گلبول های چربی موضوعی است که می باید از نظر علمی و اقتصادی مورد توجه قرار گیرد. اندازه و سطح کل گلبولهای چربی در هنگام کاهش اندازه افزایش می یابد. این دستگاه شیر را می کوبد تا بافت شیر یکنواخت شود و محصولات تولید را هموژن می کنند. دستگاه هموژانیزاتور در حد واسط بین قسمت بازیافت و بخش پاستوریزه کننده ( هیتر ) قرار می گیرد. زیرا شیر بایستی با دمای 50 – 40 درجه سانتی گراد به دستگاه هموژانیزاتور منتقل شود و حتماً بعد از هموژانیزاسیون باید پاستوریزه گردد.

5- دستگاه بسته بندی کیسه پاپری پک

این دستگاه قابل استفاده برای بسته بندی شیر و مواد مایع دیگر می باشد.

ظرفیت : 1200 بسته در ساعت

حجم های بسته بندی: 200 الی 1000 میلی متر

دارای سیستم فک های دوخت مکانیکی شاسی، کابینت و مسیر عبور شیر از جنس استنلس استیل می باشد.

قابلیت اتصال به سیستم شستشوی در جا ( CIP )

ضد عفونی رول پلی اتیل توس اشعه ماوراء بنفش ( UV )

مجهز به چشم الکترونیکی جهت تنظیم آرم

دارای مخزن بالانس 15 لیتری جهت تزریق مایع

ابعاد: 350 * 110 * 110 سانتی متر

وزن دستگاه: 500 کیلوگرم

مصرف برق دستگاه: 4 کیلووات در ساعت ( سه فاز ، 380/220 ولت، 50 هرتز )

مصرف هوای فشرده: 240 لیتر در ساعت ( 6 بار فشار )

مصرف آب خنک کن فک های دوخت، 100 لیتر در ساعت دمای 20 – 15 درجه سانتی گراد

عرض رول پلی اتیلن مصرفی: 325 میلی متر

ضخامت رول مصرفی: 110 – 90 میکرومتر

دراین دستگاه شیر از بالا توسط لوله ها وارد شده و در قسمت شیشه ای در بین رول قرار می گیرد و پس از شکل گیری رول فک های دوخت رول های را به اندازه از پیش تعیین شده می دوزند.

این دستگاه شیر را در بسته های یک لیتری بسته بندی می کند و دارای 2 غلتک بسته بندی می باشد یعنی در آن واحد هر غلتک در ساعت بین 1200 تا 200 شیر یک لیتری را بسته بندی می کند. پس هر دستگاه در هر ساعت 2400 تا 000/4 شیر 1 لیتری را می تواند بسته بندی کند.

که این کارخانه دارای 2 دستگاه بسته بندی می باشد.

6- دستگاه بسته بندی لیوانی

این دستگاه شیر و یا ماست در لیوان های 100 گرمی بسته بندی می کند و در هر دقیقه 25 عدد لیوان 200 گرمی تولید می کند.

7- دستگاه جت پرنیتریا تاریخ زن

این دستگاه کار تاریخ زدن بر روی لیوان های ماست و شیر به عهده دارد.

پاستوریزاسیون شیر

تعریف: پاستوریزاسیون یک فرایند حرارتی است که قسمتی از موجودات ذره بینی فعال موجود در ماده غذایی را از بین می برد. این فرایند در مورد مواد غذایی مورد استفاده قرار
می گیرد که شرایط نگهداری آنها مانع رشد موجودات ذره بینی باشد.

درجه حرارت مورد استفاده در پاستوریزاسیون بستگی دارد به :

الف- مقاومت گرمایی یک موجود ذره بینی و یا بیماری زای مشخصی که فرایند حرارتی برای از بین بردن آن طرح ریزی شده است.

ب- حساسیت ویژگیهای کیفی محصول به گرما

دو روش عمده در فرایند پاستوریزاسیون به کار گرفته می شود، یکی استفاده از درجه حرارت بالا و زمان کم ( HTST ) مانند 72 درجه سانتی گراد بمدت 15 ثانیه و دیگری از درجه حرارت نسبتا پاین و زمان بیشتر مانند 63 درجه سانتی گراد بمدت 30 دقیقه (LT.LT) از دو روش فوق HTST حداکثر کیفیت را در محصول بوجود می آورد.

البته ناگفته نماند که پاستوریزاسیون روش دوم که معروف به پاستوریزاسیون کند
می باشد هم اکنون در صنعت منسوخ شده است زیرا هم زمان زیاد لازم دارد و هم اقتصادی نمی باشد در ضمن روی کیفیت هم تاثیر منفی می گذارد.

هموژنیزاسیون شیر

اینکه چرا کیفیت محصولات تخمیری شیر در اثر هموژنیزاسیون افزایش می یابد هنوز بطور کامل مشخص نشده است ولی فرضیه های مختلف در این زمینه وجود دارد که عبارتند از:

1- از هم گسیختگی میسلهای کازئین

2- انتقال کازئین به گلبولهای چربی جدید که در طول هموژانیزاسیون ایجاد شده است.

3- راه یافتن مواد درون غشایی گلبولهای چربی به داخل سرم

میزان تاثیر هموژانیزاسیون تابعی از درصد چربی شیر است بدین معنی که با افزایش درصد چربی اثر هموژانیزاسیون نیز افزایش می یابد و بالعکس

بنابرین اثر مشترک دما و فشار هنگام هموژنیزاسیون ممکن است باعث دناتوره شدن مقداری از پروتئینهای سر می شود که در نتیجه آن ویسکوزیه و قوام محصول تخمیری بهبود می یابد.

در نتیجه هموژنیزاسیون گلبولهای جدید چربی با کازئین پوشش داده می شوند و همانند میسلهای بزرگ کازئین عمل می نمایند و وجود چربی در مرکز آنها اثری بر روی خواص فیزیکی و شیمیایی شان در مورد ایجاد دلمه نمی گذارد.

مزایای هموژنیزاسیون شیر جهت تولید ماست را می توان بطور خلاصه بصورت زیر بر شمرد.

1- توزیع یکنواخت چربی در تمام محصول و جلوگیری از تشکیل لایه چربی در سطح به هنگام انکوباسیون

2- بهبود قوام و ویسکوزیته ماست

3- زیاد شدن مقاومت لخته در مقابل جدا شدن سرم

4- سفید شدن رنگ، بهبود مزه و افزایش قابلیت هضم.