ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Наименование инновационного проекта

«Производство автоматизированной линии производства творога традиционным способом»

Рекомендуемая область пременения

Небольшие и средние молокоперерабатывающие предприятия (городские и районные молочные заводы).

Назначение, цели и задачи проекта

Опросы показали, что первые места по популярности занимают традиционные для России молочные продукты. Среди самых доступных и известных продуктов творог находится на 4 месте по популярности у россиян.

Рост объёмов потребления творога и творожных продуктов повлиял на увеличение заявок на производство оборудования для получения творога. В то же время, производимое в стране, морально устаревшее оборудование в современных условиях никак не удовлетворяет производителей. Длительность процесса и большая трудоемкость традиционного способа получения творога требуют нового оборудования и новых способов производства.

Решение вопроса интенсификации процесса производства, при отсутствии современного эффективного специального оборудования, повлекло за собой использование нетрадиционного для творога оборудования и технологических операций, чаще всего заимствованных из сыроделия.

Пользуясь ситуацией, иностранные производители начали активную экспансию на отечественный рынок оборудования и технологии производства «домашнего сыра» или «зерненого творога». Причем, зачастую потребителю они предлагаются под видом творога.

В перспективе такая замена может повлечь за собой подмену понятия «творог» и практически полное исчезновение данного национального продукта с рынка.

Анализ методов коагуляции и способов отделения сыворотки, а также требования ГОСТа к творогу, как продукту,  дают основание предполагать, что наиболее универсальным способом получения творога является так называемая традиционная технология, предусматривающая получение и обработку сгустка в теплообменном резервуаре, с дальнейшим самопрессованием, или прессованием параллельно, с охлаждением в различных установках, к сожалению, далеких от совершенства.

Таким образом, вполне обоснованной представляется, наряду с разработкой новых способов производства творога и творожных продуктов, модернизация существующей технологии производства традиционного творога с целью механизации ручных операций, применения закрытого способа ведения процесса, внедрения комплексного АСУТП для исключения влияния человеческого фактора на сложный технологический процесс.

Краткое описание заменяемого процесса или решаемой проблемы

Представленные на рынке комплекты технологического  оборудования, призванные интенсифицировать процесс или механизировать ручной труд, не в полной мере отвечают требованиям производства творога с сохранением «традиционной» консистенции или совсем не предназначены для производства творога как такового.

Проведенный специалистами предприятия анализ способов получения творога в соответствии с его потребительскими показателями показал, что при выработке творога на большинстве видов оборудования, использующего интенсификацию длительных технологических операций, продукт существенно отличается от творога, выработанного традиционным способом.

Для удовлетворения увеличивающегося спроса именно в твороге как национальном продукте было принято решение модернизировать оборудование, наиболее соответствующее для получения «традиционного» творога.

Основу разработанной технологической линии составляют закрытый горизонтальный творожный коагулятор и установка обезвоживания и прессования творожного сгустка.

Коагулятор в сечении представляет собой «дубль О». Он имеет два вала с независимыми приводами и унифицированную рубашку нагрева/охлаждения, позволяющую повысить эффективность теплообмена в 1,5 раза по сравнению с традиционными емкостными аппаратами. Благодаря форме резервуара глубина заполнения относительно невелика, в то же время рубашка имеет большую теплообменную площадь, что способствует качественному теплообмену и перемешиванию всего объема продукта.

Для бережного обращения со слабым творожным сгустком мешалки работают не в режиме вращения, а в режиме качания навстречу друг другу. Режущие лиры, расположенные в верхней части резервуара, взаимодействуют со сгустком только в режиме разрезки, производя несколько оборотов с очень малой скоростью.

В резервуаре предусмотрено частичное удаление сыворотки после разрезки сгустка в автоматическом режиме с использованием ИК?датчиков.

Установка обезвоживания и прессования творожного сгустка разработана для проведения процессов самопрессования, окончательного отделения сыворотки и охлаждения продукта. Отделение сыворотки происходит путем самопрессования без дополнительного механического воздействия, при многократном переваливании сгустка на бесконечной ленте фильтрующего барабана. Как отмечено, на конструктивные особенности оборудования для производства творога влияет процесс охлаждения, позволяющий в значительной степени замедлить физико?химические и биологические изменения в твороге.

При этом наиболее полно должны быть сохранены качественные показатели, особенно консистенция. Поэтому, параллельно с процессом самопрессования, идет процесс охлаждения с помощью специальной рубашки.

Бережное механическое воздействие не только при отделении сыворотки в коагуляторе, но и при обработке творожного сгустка в установке параллельно с охлаждением, обеспечивает сохранность присущей традиционному творогу  консистенции.

Краткое описание предлагаемого технологического процесса

Технологические исследования особенностей производства традиционного творога, анализ конструкций  и аппаратурного оформления оборудования определили основные требования получения традиционного творога в условиях закрытого автоматизированного производства:

- закрытый процесс коагуляции и обработки сгустка в резервуаре горизонтального типа с двумя или несколькими валами;

- закрытый процесс обезвоживания без механического воздействия на сгусток, совмещенный с охлаждением;

- транспортировка полученного сгустка от коагулятора к установке обезвоживания при помощи роторного насоса;

- транспортировка готового продукта при помощи шнекового или ленточного закрытого транспортера к автомату фасовки;

- санитарная обработка оборудования линии.

Рисунок 1. Состав автоматизированной линии производства творога традиционным способом

- коагулятор творожный;                              

- транспортер подачи готового продукта;     

- роторный насос подачи сгустка;               

- фасовочное оборудование;

- установка обезвоживания и прессования творожного сгустка;

- комплект емкостных аппаратов для приготовления закваски;

Порядок работы технологической линии

Пастеризованная нормализованная молочная смесь при определенной температуре подается в коагулятор, вносятся закваска, растворы хлорида кальция и сычужного фермента.

После образования сгусток разрезается на частицы определенного размера, подогревается и выдерживается, а затем охлаждается с целью повышения скорости выделения сыворотки. Большая часть выделенной сыворотки удаляется через коллектор слива из коагулятора.

Частично обезвоженный сгусток роторным насосом подается в узел загрузки установки обезвоживания и прессования и через загрузочное окно барабана поступает в сектор фильтр-мешалки.

При вращении фильтр-мешалки происходит отделение сыворотки через фильтровальную ткань, бережное самопрессование и охлаждение сгустка в каждом секторе. Для предотвращения затирания творожного сгустка на лопастях фильтр-мешалки установлены плавающие ножи.

При достижении заданных параметров температуры, влажности и кислотности творога барабан занимает положение, противоположное первоначальному. При вращении фильтр-мешалки происходит равномерная выгрузка готового продукта на разгрузочный лоток. По лотку творог скатывается на транспортер и подается в бункер фасовочного автомата.

Санитарная обработка осуществляется в автоматическом режиме. Узел CIP обеспечивает нагрев, наведение концентрации, подачу и возврат моющих растворов.

Система управления осуществляет:

- управление технологическим процессом,

- визуализацию протекания процесса,

- протоколирование и архивацию заданных и фактических параметров процесса в средствах автоматизации и исполнительных механизмах.

Рисунок 2. Дисплей пульта управления

Программное обеспечение технологической линии предусматривает автоматизацию следующих операций:

- дозированная подача молочной смеси и закваски в творогоизготовитель;

- перемешивание молочной смеси;

- ведение температурно-временного режима получения сгустка;

- разрезка и перемешивание сгустка;

- тепловая обработка сгустка – нагрев и охлаждение;

- частичный слив сыворотки;

- подача сгустка в установку прессования и охлаждения;

- равномерное заполнение установки по всем секциям;

- самопрессование творожного сгустка;

- выгрузка готового продукта;

- санитарная обработка линии с заданным регламентом - нагрев, наведение концентрации, подача и возврат моющих растворов.

Технико-экономическое обоснование применения инновационной технологии

Потребление на душу населения творога и творожных масс в 2003 году составило 4,8 кг/год. В 2004 году показатель возрос до 5 кг/год.

Объемы производства творога за последние 10 лет увеличились с 53 тыс. т в 1995 г. до 250 тыс. т в 2005 г., почти в 5 раз. В частности,  производство творожных продуктов и творожной массы в 2002 г. по сравнению с 2001 г. увеличилось на 66,2 % (самый высокий темп роста в цельномолочном производстве) и продолжает удерживаться на высоком уровне.

Технико-экономические показатели трудо-энерго-природосбережения нового процесса

По сравнению с типовой технологической инструкцией ТТИ ГОСТ Р 52096-008 «Творог» за счет более эффективного теплообмена в аппарате новой конструкции длительность технологического цикла получения творога уменьшается примерно на 1,5 ч.

Автоматическое ведение процесса при использовании системы управления на базе промышленного компьютера сокращает трудозатраты и значительно облегчает работу оператора.

Новые потребительские свойства продукции

Созданная технологическая линия за счет использования каскада из нескольких аппаратов позволяет получить поточность с автоматизацией основных технологических операций. Использование имеющихся наработок в области создания емкостных аппаратов для получения молочно?белковых продуктов и проектирования систем автоматизированного управления технологическим процессом позволило создать современное недорогое оборудование.
Появилась возможность автоматизировать процесс получения творога «традиционным» способом в небольших аппаратах, производящих творог как продукт соответствующий требованиям ГОСТ и технического регламента в условиях малых и средних предприятий.

Качественные характеристики, предъявляемые к сырью и материалам

Соответствуют государственным стандартам, техническим условиям на изделия, РТМ 27-72-15-82.

Стадия и уровень разработки

Изготовленные опытные образцы проходят производственные испытания.

Предлагаемые инвестиции

10 млн. руб.

Рынки сбыта

Продукция реализуется в Российской Федерации и странах ближнего зарубежья. Каждое пятое предприятие пищевой и перерабатывающей промышленности в России относится к молочной. Молочная промышленность (включая маслосыродельную) насчитывает около 3200 молокоперерабатывающих предприятий, в том числе крупных и средних – 1150 (с проектной мощностью более 50 т/сутки).

Возможность и эффективность импортозамещения

Предлагаемое в проекте оборудование при соответствии лучшим мировым аналогам характеризуется значительно меньшей ценой.

Возможность выхода на мировой рынок

Срок окупаемости (в месяцах)

36

Дата поступления материала

29.11.2006