Технологическая схема производства молока: Технологические схемы различных бродильных производств

Содержание

Читать книгу Промышленные технологии производства молочных продуктов О. В. Богатовой : онлайн чтение

Богатова О. В., Догарева Н. Г., Стадникова С. В.
Промышленные технологии производства молочных продуктов

Введение

Технология молока как научная дисциплина представляет собой организационную систему знаний о совокупности прогрессивных промышленных способов производства молочных продуктов на базе современной техники и о сущности изменений молочного сырья в процессе его превращения в готовый продукт.

Технология основывается на достижениях фундаментальных наук.

Ее особенность – постоянное развитие и совершенствование.

Конкретной задачей технологии является получение из сырья продукта с определенными заранее заданными свойствами.

В производстве молока и молочной продукции само сырье-молоко представляет собой ценный пищевой продукт биологического происхождения. Подобно другим физиологическим жидкостям (кровь, лимфа, клеточный сок) молоко подвержено постоянным изменениям как под влиянием внутренних факторов (ферменты и др.), так и внешних. При этом особо важную роль играют микробиологические процессы, поскольку молоко одновременно является весьма благоприятной средой для развития как сапрофитных, так и болезнетворных бактерий.

В задачу технологии молока прежде всего входит сохранение всех ценнейших природных качеств сырья с момента получения его на ферме до передачи в торговую сеть. Успешное решение этой задачи может быть достигнуто путем создания единой, неразрывной цепи технологических процессов производства молока в сельском хозяйстве, обработки и переработки его в молочные продукты в промышленности.

Промышленное производство молочных продуктов складывается из отдельных технологических процессов, основанных на химических, физических, микробиологических и других способах воздействия на сырье или комбинацией их.

В настоящее время вся молочная отрасль работает по Техническому регламенту на молоко и молочную продукцию (Федеральный закон № 88-ФЗ от 12.06.2008), который вступил в силу 19 декабря 2008 г.

Объектами технического регулирования, перечень и описание которых содержит данный Федеральный закон, являются:

– молоко и молочная продукция, в том числе продукты детского питания на молочной основе, выпущенные в обращение на территории Российской Федерации;

– процессы производства, хранения, перевозки, реализации и утилизации молока и молочной продукции.

Целью настоящего Федерального закона является:

– защита жизни и здоровья граждан;

– предупреждение действий, вводящих в заблуждение потребителей, и обеспечения достоверности информации о наименовании, составе и потребительских свойствах молока и молочной продукции.

Основным сырьем для производства молочных продуктов является сырое цельное молоко.

Сырое молоко – молоко, не подвергавшееся термической обработке при температуре более 40 °C или обработке, в результате которой изменяются его составные части.

Качество молока, сдаваемого на молокоперерабатывающие предприятия, регулируется ГОСТ Р52054–2003 «Молоко коровье сырое. Технические условия» (в ред. Изменения № 1, утв. Приказом Росстандарт от 07.10.2009 № 434-ст) (табл. 1, 2, 3).

Таблица 1

Органолептические показатели молока

Таблица 2

Физико-химические показатели молока

Таблица 3

Микробиологические показатели молока

К сырому молоку, используемому для производства пищевых продуктов с определенными потребительскими свойствами (продукты детского питания на молочной основе, стерилизованные и концентрированные продукты, продукты диетического питания, сыры), могут предъявляться дополнительные требования.

Глава 1
ТЕХНОЛОГИЯ ПИТЬЕВОГО МОЛОКА И СЛИВОК

Нормативно-техническая документация:

– Р 52090-2003 Молоко питьевое. Технические условия

– Р 52091-2003 Сливки питьевые. Технические условия

1.1. Питьевое молоко

Питьевое молоко – молоко с массовой долей жира не более 9 %, произведенное из сырого молока и (или) молочных продуктов и подвергнутое термической обработке или другой обработке в целях регулирования его составных частей (без применения сухого цельного молока, сухого обезжиренного молока).

Ассортимент питьевого молока, вырабатываемого в нашей стране, разнообразен. В настоящее время насчитывается более 25 наименований питьевого молока, различаемого по содержанию жира и СОМО, по виду наполнителей, а также по способу тепловой обработки сырья.

При разработке того или иного вида питьевого молока прежде всего учитывают вкусовые привычки многонационального населения страны, а также диетическую ценность продукта и экономическую эффективность его производства.

В последние годы значительно увеличилась выработка питьевого молока с пониженным содержанием жира. Чтобы питательная ценность молока этого вида не снизилась, в нем повышают содержание белка за счет добавления сухого цельного или обезжиренного молока. По способу тепловой обработки молоко разделяют на пастеризованное, стерилизованное, ультрапастеризованное, топленое.

Пастеризованное молоко, стерилизованное молоко, ультрапастеризованное (ультравысокотемпературнообработанное) молоко – молоко питьевое, подвергнутое термической обработке в целях соблюдения установленных требований к микробиологическим показателям.

Топленое молоко – молоко питьевое, подвергнутое термической обработке при температуре от 85 до 99 °C с выдержкой не менее трех часов до достижения специфических органолептических свойств.

По видам упаковки молоко подразделяют на мелкофасованное – разлитое в бутылки или пакеты, и молоко в крупной таре – разлитое во фляги и цистерны с термоизоляцией и предназначенное для продажи в тару потребителя.

1.1.1. Пастеризованное молоко

Пастеризованное молоко выпускают следующих видов: цельное, нормализованное, обезжиренное и восстановленное (реализуется как молочный напиток) (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Основные виды пастеризованного молока


Цельное молоко – молоко, составные части которого не подвергались воздействию посредством их регулирования.

Обезжиренное молоко – молоко с массовой долей жира менее 0,5 %, полученное в результате отделения жира от молока.

Продукт переработки молока нормализованный – продукт переработки молока, в котором показатели массовых долей жира, белка и (или) сухих обезжиренных веществ молока либо их соотношения приведены в соответствие с показателями, установленными стандартами, нормативными документами федеральных органов исполнительной власти, сводами правил и (или) техническими документами.

Продукт переработки молока восстановленный – продукт переработки молока, произведенный из концентрированного или сухого продукта переработки молока и воды.

По физико-химическим, органолептическим и бактериологическим показателям пастеризованное молоко должно соответствовать требованиям действующей НТД (табл. 1.2 и 1.3).

Таблица 1.2

Физико-химические параметры пастеризованного молока



* Фосфатаза отсутствует.

** При кипячении не дает хлопьев.

Таблица 1.3

Органолептические и микробиологические параметры пастеризованного молока

На городских молочных заводах все пастеризованное молоко, кроме восстановленного, вырабатывают по следующей технологической схеме (рис. 1.1)


Рис. 1.1. Технологическая схема выработки пастеризованного молока

В зависимости от жирности исходного сырья и вида вырабатываемого молока для нормализации по содержанию жира используют обезжиренное молоко или сливки, по содержанию сухих веществ – сухое обезжиренное молоко. На практике, как правило, приходится уменьшать жирность исходного молока. Проводить нормализацию можно в потоке или путем смешивания. Для нормализации в потоке удобно использовать сепараторы – нормализаторы, в которых непрерывная нормализация молока совмещается с очисткой его от механических примесей. Перед поступлением в сепаратор-нормализатор молоко предварительно нагревают до t = 40–45 °C в секции регенерации пластинчатой пастеризационно-охладительной установки. На предприятиях небольшой мощности молоко обычно нормализуют смешиванием в резервуарах. Для этого к определенному количеству цельного молока при тщательном перемешивании добавляют нужное количество обезжиренного молока или сливок, рассчитанное по материальному балансу или путем использования специальных таблиц, составленных с учетом различной жирности исходного молока.

Для предотвращения отстоя жира и образования в упаковках «сливочной пробки¬ при производстве молока с повышенной массовой долей жира (3,5–9 %) нормализованное молоко обязательно гомогенизируют при t = 62–63 °C и давлении 12,5–15 МПа. Затем молоко пастеризуют при t = 76 ± 2 °C с выдержкой 15–20 с и охлаждают до t = 4–6 °C с использованием пластинчатых пастеризационно-охладительных установок. Температура пастеризации постоянно фиксируется самопишущими термографами и регулируется автоматически. Система блокировки исключает выход из аппарата недопастеризованного молока. Эффективность пастеризации в таких установках достигает 99,98 %. Затем молоко при t = 4–6 °C поступает в промежуточную емкость, из которой направляется на фасование. Хранить пастеризованное молоко до розлива не рекомендуется. Поэтому производительности установок для тепловой обработки молока и для его розлива должны быть согласованы. Розлив пастеризованного молока в стеклянные бутылки производится на разливочно-укупорочных автоматах. Применяют два типа машин, дозирующих молоко по объему или уровню. Стеклянные бутылки имеют допуски на внутренний объем, поэтому при заполнении строго определенным объемом молока уровни молока в них оказываются не одинаковыми. Это ухудшает товарный вид партии молока, поэтому чаще применяют дозирование розлива молока в бутылки по уровню. Широко используется для фасования молока тара разового потребления – полиэтиленовые мешки, бумажные пакеты (тетра-пак, брик-пак, пюр-пак). Такая тара значительно легче, компактнее, исключает сложный процесс мойки, гигиеничнее, удобнее для потребителя и транспортирования, требует меньших производственных площадей, трудовых и энергетических затрат. Для розлива пастеризованного молока во фляги применяют аппараты, работающие по принципу объемного дозирования; молоко, заливаемое в цистерны, замеряют по метке или молокосчетчиком. Тару, в которой выпускают с предприятий пастеризованное молоко, обязательно пломбируют и маркируют. На алюминиевых капсулах тиснением, на пакетах, этикетках и бирках для фляг и цистерн несмывающейся краской наносят маркировку: наименование предприятия, полное наименование продукта, объем в литрах (на пакетах), число или день конечного срока реализации, номер ГОСТа и другую необходимую информацию.

Пастеризованное молоко хранится при t = 2–6 °C. Готовый продукт на предприятии подвергается технологическому и микробиологическому контролю. В торговую сеть и предприятия общественного питания пастеризованное молоко должно транспортироваться в закрытых охлаждаемых или изотермических средствах.

Витаминизированное молоко

В пищевом рационе человека наиболее дефицитным является витамин С. В течение всего года, за исключением июля, августа и сентября, содержание витамина С в пище меньше нормы, а в весенние месяцы дефицит его доходит до 50 %. Содержание витамина С в молоке не очень велико. Вследствие легкой окисляемости значительное его количество разрушается во время обработки и транспортирования молока. С учетом этих факторов пастеризованное молоко вырабатывают обогащенным витамином С. Витаминизированное молоко имеет тот же состав, органолептические и физико-химические показатели, что и пастеризованное цельное молоко. Содержание витамина С в нем должно составлять не менее 10 мг на 100 г молока (в обычном молоке 1,3 мг на 100 г молока). Исходное молоко должно иметь кислотность не более 18 °Т, так как добавление аскорбиновой кислоты повышает кислотность продукта.

Технологический процесс производства витаминизированного молока состоит из тех же операций, что и выработка пастеризованного молока. Витамин С (аскорбиновая кислота или аскорбинат Na – сухие порошки) вносят в охлажденное пастеризованное молоко в дозе 180– 210 г на 1 кг молока (с учетом потерь в производстве). Предварительно делают водный раствор аскорбиновой кислоты, для чего сухой порошок растворяют в 1–2 дм3 воды и вносят тонкой струйкой в пастеризованное молоко при непрерывном перемешивании. Продолжительность перемешивания молока после внесения раствора витамина от 15 до 20 мин. По окончании перемешивания молоко с витамином С выдерживают от 30 до 40 мин, а затем направляют на розлив.

Белковое молоко

Этот продукт особенно показан тем, кому по состоянию здоровья нельзя употреблять много жиров. По органолептическим показателям белковое молоко полностью соответствует цельному пастеризованному. Несмотря на пониженную массовою долю жира, белковое молоко по пищевой ценности не уступает цельному, а по белковому составу превосходит его.

Вырабатывают его из пастеризованного, нормализованного по жиру молока с добавлением сухого или сгущенного цельного или обезжиренного молока. Приготовление смеси для выработки белкового молока осуществляют в соответствии с рецептурами. При выработке белкового молока сухое цельное или обезжиренное молоко растворяется в небольшом количестве нормализованного по жиру молока, температура которого 38–45 °C, фильтруется и добавляется при перемешивании в нормализованное молоко перед пастеризацией.

Восстановленное молоко (молочный напиток)

Молочный напиток – молочный продукт, произведенный из концентрированного или сгущенного молока либо сухого цельного молока или сухого обезжиренного молока и воды.

На огромной территории нашей страны есть районы, где климатические условия не благоприятствуют разведению молочного скота. В этих районах для снабжения населения используется восстановленное молоко. На зимний период крупные промышленные центры также снабжаются восстановленным молоком. Его вырабатывают из сухого цельного или обезжиренного молока распылительной сушки.

Для получения восстановленного молока используют водопроводную воду, отвечающую требованиям, предъявляемым к питьевой воде (рис. 1.2).


Рис. 1.2. Технологическая схема выработки пастеризованного восстановленного молока

По физико-химическим, органолептическим показателям восстановленное молоко полностью соответствует нормализованному пастеризованному молоку и почти не уступает по биологической ценности. Перед восстановлением в сухом молоке определяют содержание воды и его растворимость. На основании этих данных рассчитывают массу сухого молока по формуле: из расчета на 1000 кг восстановленного молока где Н – норма расхода сырья на 1000 кг восстановленного молока при 100 % растворимости, кг;


где Н – норма расхода сырья на 1000 кг восстановленного молока при 100 % растворимости, кг;

Жм – массовая доля жира в восстановленном молоке, %;

Р – фактическая растворимость сухого молока, %;

Жс. м – массовая доля жира в сухом молоке, %.

Сухое молоко растворяют в водопроводной воде при t = 45–50 °C.

Холодная или более горячая вода резко замедляет скорость растворения сухого молока. Количество воды определяется по формуле


Для смешивания сухого молока с водой можно использовать различное оборудование. Наиболее удобны специальные установки для восстановления молока, которые обеспечивают непрерывность процесса. Применяют установки мешалочного или протирочного типа. Восстановленное молоко направляется для немедленного охлаждения до t = 6–8 °C. Охлажденное молоко выдерживается в емкости в течение 3–4 ч. В процессе выдержки происходит набухание белков и более полное растворение частиц сухого молока. По окончании выдержки проверяют состав восстановленного молока и в случае необходимости его нормализуют.

После нормализации молоко поступает на дальнейшую обработку – очистку, гомогенизацию, пастеризацию и охлаждение. Восстановленное молоко обязательно гомогенизируют для того, чтобы предупредить появление на его поверхности капель вытопившегося жира.

Молоко с наполнителями

Наиболее распространены молоко с кофе и какао. По органолептическим показателям они должны иметь чистый вкус без посторонних привкусов или запахов, с выраженным ароматом, свойственным наполнителю. Цвет, обусловленный цветом наполнителя, должен быть равномерным по всей массе, консистенция – в меру вязкой, однородной. Допускается изначальный осадок какао или кофе. Технология аналогична технологии пастеризованного молока, но включает дополнительную операцию по приготовлению и внесению наполнителей.

Кофе натуральный вносят в нормализованное молоко перед пастеризацией в виде водной вытяжки. Для приготовления вытяжки берут одну весовую часть кофе и три весовые части горячей воды в соответствии с рецептурой. Полученную смесь кипятят в течение 5 мин, затем охлаждают и фильтруют. Кофейная вытяжка до употребления хранится в закрытом сосуде. Готовая вытяжка должна иметь выраженный вкус и запах натурального кофе и не содержать остатков молотого кофе. Сахар, предварительно просеянный, вносится в молоко, температура которого 40–45 °C. Смесь цельного молока, кофе с сахаром тщательно перемешивают, пастеризуют при темпертауре 85 °C, гомогенизируют при давлении 10–15 МПа и охлаждают до t = 5–8 °C.

Какао-порошок вносится в молоко в виде сиропа, который готовят следующим образом. К просеянному какао-порошку добавляют равную по массе часть сахарного песка и тщательно их перемешивают. К смеси какао и сахара добавляется молоко, температура которого 60–65 °C. Масса молока должна примерно в 3 раза превышать массу смеси какао и сахара. Полученная смесь нагревается до t = 85–90 °C и выдерживается 30 мин, фильтруется и вносится в основную массу молока. Несмотря на тонкий помол какао-порошок образует в молоке значительный осадок. Чтобы избежать этого, в напиток в виде 5–10 %-ного раствора вводят агар из расчета 1 кг на 1 т смеси. Для этого агар промывают в проточной водопроводной воде, затем нагревают до t = 92 ± 2 °C при постоянном перемешивании до полного растворения агара. Горячий раствор агара вводят в молоко, нагретое до t = 60–65 °C. При внесении в молоко раствор агара фильтруется и одновременно тщательно перемешивается смесь. Агароид в сухом виде добавляют непосредственно в молоко с какао, нагретое до t = 40–45 °C.

Смесь молока, сиропа какао, сахара и агара пастеризуют при t = 85 °C, гомогенизируют при давлении 10–15 МПа и охлаждают до t = 5–8 °C.

1.1.2. Топленое молоко

Используя способность молока изменять цвет и органолептические показатели при длительном действии на него высоких температур, специалисты молочной промышленности разработали технологию получения топленого молока. Оно отличается от цельного пастеризованного молока выраженным привкусом и запахом пастеризации, а также кремовым оттенком, которые достигаются длительной высокотемпературной обработкой молока. Вследствие продолжительного воздействия высоких температур значительно изменяются компоненты молока. Молочный сахар взаимодействует с аминокислотами белков, в результате чего образуются меланоидины, которые придают молоку кремовый оттенок, происходит также изменение аминокислот с образованием реактивно-способных сульфгидрильных групп, вступающих во взаимодействие с некоторыми компонентами молока с образованием соединений, имеющих специфический вкус и запах пастеризации.

При выработке топленого молока нормализация молока проводится с учетом выпаривания влаги при топлении:

Жн. м = Жг. пр – 0,15

Нормализованную смесь подогревают на пластинчатой пастеризационной установке до t = 85 °C, гомогенизируют при этой температуре и р = 10–15 МПа. После гомогенизации молоко вторично подогревается до t 95–99 °C на трубчатом пастеризаторе, затем выдерживается в емкостях в течение 3–4 ч при выработке топленого молока 4 и 6 % жирности и в течение 4–5 ч при выработке топленого молока 1 %-ной жирности и нежирного до появления в молоке светлокремового цвета. При выдержке молока каждый час на 2–3 мин включают мешалку для предотвращения образования на поверхности молока слоя, состоящего из белка и жира. После процесса топления молоко сначала охлаждается в резервуаре до 40 °C, а затем подается на охладитель где охлаждается до 6–8 °C. Затем молоко направляют на фасование в мелкую упаковку.

1.1.3. Стерилизованное молоко

В последние годы в нашей стране все большей популярностью пользуется стерилизованное молоко. За рубежом до 40 % питьевого молока употребляется в стерилизованном виде. По сравнению с пастеризованным оно обладает более высокой стойкостью и выдерживает длительное хранение и транспортирование даже без охлаждения. Поэтому стерилизованное молоко удобно и экономически выгодно использовать для снабжения населения отдельных районов, не имеющих достаточной сырьевой базы, а также крупных промышленных центров. Высокая стойкость стерилизованного молока обязана тому, что в процессе стерилизации уничтожается не только вегетативная, но и споровая микрофлора. Стерилизованное молоко по физико-химическим и органолептическим показателям должно отвечать нормативным требованиям (табл. 1.4)

Таблица 1.4

Физико-химические и органолептические показатели стерилизованного молока

При выработке стерилизованного молока качество исходного сырья и особенно его обсемененность споровыми микроорганизмами приобретает особое значение. На стерилизацию направляется отборное по качеству свежее молоко с кислотностью не более 16–18 °T, степенью чистоты не ниже I группы, бактериальной обсемененностью по редуктазной пробе не ниже I класса, содержанием споровых бактерий не более 100 в 1 мл, термоустойчивостью по алкогольной пробе не ниже III группы, выдерживающее алкогольную пробу с 72 %-ным и более этиловым спиртом. Проба заключается в смешивании 2 мл 72–75 %-ного этилового спирта с 2 мл молока. Если коагуляции белков не произошло, то молоко пригодно для стерилизации.

Допускается применять молоко термоустойчивостью по алкогольной пробе, не ниже IV группы (выдерживающее алкогольную пробу с 70 %-ным этиловым спиртом), термоустойчивость которого повышают путем добавления одной из солей-стабилизаторов (калия лимонноокислого трехзамещенного одноводного K3C6H5· H2O и др.).

Отобранное по качеству молоко очищается, а затем немедленно охлаждается. Для сохранения термоустойчивости молока целесообразно проводить его очистку без подогрева при температуре поступления. При необходимости хранения нормализованного молока более 4 ч до момента стерилизации в целях сохранения термоустойчивости оно пастеризуется с последующим охлаждением. Перед направлением на стерилизацию проверяют термоустойчивость молока. Молоко III группы и выше направляется непосредственно на стерилизацию без добавления солей-стабилизаторов. Молоко IV группы повышают до III или II группы путем добавления соли-стабилизатора в оптимальной дозе 0,01– 0,03 % от массы молока. Необходимое количество соли-стабилизатора растворяется в прокипяченной горячей воде в соотношении масс 1:1, раствор фильтруется, вливается в молоко и тщательно перемешивается в течение 15 мин. После перемешивания проверяют термоустойчивость молока, которая должна быть III или II группы по алкогольной пробе. Вносят раствор соли в сырое или пастеризованное молоко непосредственно перед направлением его на стерилизацию. Подготовленное для стерилизации молоко нагревается до 75 ± 5 °C и гомогенизируются при этой температуре.

Большая доля стерилизованного молока (в отличие от пастеризованного) разливается в стеклянные бутылки. Повышенные требования к безопасности продукции заставили производителей вспомнить о стеклянной таре, которая была незаслуженно забыта после внедрения комбинированной упаковки. Известно, что стекло – прекрасный материал для защиты и сохранения качества вкусовых и полезных свойств продукта. Оно состоит только из неорганических компонентов и не наносит вреда человеку, его химическая инертность обеспечивает максимальную гигиеническую и экологическую защиту. К тому же стеклянная тара – самая удобная для стерилизации, так как выдерживает высокие температуры. За последние годы стекольные заводы стали вырабатывать более легковесную тару любого дизайна, которая хорошо утилизируется путем переплавки. Установлено, что стерилизованное молоко, упакованное в пятислойную пленку, при t = 20–25 °C сохраняет хорошие качественные показатели в течение 3–4 месяцев, в пакеты из комбинированного материала с фольгой – 4 месяца, в полипропиленовые бутылки – 7 месяцев, в стеклянные бутылки – 12 месяцев. Преимущество стеклянной тары очевидно.

Существует два способа производства стерилизованного молока, расфасованного в стеклянные бутылки – одноступенчатый и двухступенчатый (рис. 1.3, 1.4)

Одноступенчатый способ

Рис. 1.3. Технологический процесс производства стерилизованного молока одноступенчатым способом


Двухступенчатый способ

Рис. 1.4. Двухступенчатая стерилизация молока

При двухступенчатой схеме молоко стерилизуют два раза – сначала в потоке, а затем в бутылках. Этот способ в большей степени гарантирует стерильность продукта, но сопровождается более глубокими изменениями нативных свойств молока.

Подготовленное для стерилизации молоко после очистки, нормализации, термоустойчивостью не ниже III группы поступает в трубчатый стерилизатор, где в первой секции подогревается (65 °C) и далее в гомогенизатор. Гомогенизированное молоко подается во вторую секцию трубчатого стерилизатора, где нагревается до 85 °C, а затем в секцию стерилизации, где нагревается до 137 °C.

Далее проходя вторую и первую секции регенерации стерилизованное молоко отдает тепло сырому молоку и охлаждается до 35 °C. Молоко из стерилизатора поступает в буферный резервуар для временного хранения. Перед розливом молока в бутылки оно подогревается в трубчатом подогревателе до 75 ± 5 °C. Температура бутылок должна быть 60–70 °C для предотвращения термического боя при розливе молока. Укупоренные бутылки с молоком при температуре 75±5 °C направляются в четырехбашенный стерилизатор непрерывного действия. В первой башне бутылки с молоком сначала перемещаются вверх в среде, состоящей из воздуха и пара, а затем опускаются через слой горячей воды нагретой до 90 ± 1 °C. При этом молоко нагревается до 86 ± 1 °C. Во второй башне бутылки перемещаются сначала вверх, а затем вниз в среде насыщенного острого пара, температура которого 117 ± 1 °C. При этой температуре бутылки находятся 13–17 мин. В третьей башне бутылки, поднимаясь, охлаждаются водой до 90 ± 5 °C, а опускаясь – 65 ± 5 °C. В четвертой башне бутылки продолжают охлаждаться водой при 65 ± 5 °C, а затем орошаются водой при 40 ± 5 °C. Выходящие из стерилизатора бутылки с молоком, охлажденные до 45 ± 5 °C, устанавливают в полимерные ящики или металлические корзины и направляют в камеру хранения, где происходит дальнейшее охлаждение молока до 20 °C путем циркуляции воздуха. Хранят стерилизованное молоко в бутылках при отсутствии прямого солнечного света при 2–25 °C не более 6 мес. со дня выработки.

Технологическая схема производства пастеризованного молока

На чертеже представлена принципиальная технологическая схема производства пастеризованного молока.

Молоко из автоцистерны электронасосом центробежным 50-1Ц7,1-31 подаётся на весы. Принятое молоко собирается в ёмкости для приёмки молока.
Принятое молоко проходит первичную обработку на Часть принятого молока идёт на производство обезжиренного молока и сливок. Для этого молоко электронасосом центробежным самовсасывающим Е8-36-ЗЦЗ,5-10 подаётся в трубчатый подогреватель П8-ОАБ где оно нагревается до 50 С. Подогретое молоко собирается в напорной ёмкости откуда оно попадает в сепаратор-сливкоотделитель Ж5-ОС2-НС. Полученные в результате сепарирования сливки и обезжиренное молоко идут на другие технологические процессы. Часть обезжиренного молока поступает в ёмкость для нормализации в которой жирность цельного молока доводится до 2,5 %. Нормализованное молоко насосом подаётся в гомогенизатор, а затем в установку пастеризационную пластинчатую ОПУ-25, где оно пастеризуется при температуре 70...80 С, откуда пастеризованное молоко направляется в резервуар В2-ОМГ-10 для хранения.
Резервуар В2-ОМГ-10 циклически связан с охладителем пластинчатым А1-ООЛ-5 в котором и осуществляется охлаждение молока до 2.. .6 С.
Нормализованное охлаждённое молоко из резервуара для хранения насосом Е8-36-ЗЦЗ,5-10 подаётся в напорную ёмкость, а из неё в молокоразливочный автомат М6-ОРЗ-Е. Упаковка молока осуществляется в полиэтиленовые пакеты по 1 литру. Полученные пакеты с молоком укладываются в специальные ящики по 20 шт. в каждый, а затем направляются в камеру охлаждения.

Состав: Технологическая схема производства пастеризованного молока (ТС)

Софт: Компас-3D 13

Технология производства топленого молока

 

 

 

38. Технология производства топленого молока.

 

Топленое молоко – специфический продукт с определенным видом, свойством и выраженным оттенком. Его вырабатывают из коровьего молока не ниже I сорта, кислотностью не выше 18° Т и сливок не выше жирностью 30%, кислотностью плазмы не более 24° Т.

Оно отличается от цельного пастеризованного молока временным приводом и запахом пастеризации, а так же кремовым оттенком, которое достигается длительной высокотемпературной обработкой молока. Нормализует переходное молоко свежими сливками до массовой доли жира 3,9 и 5,8 % для топленого молока с массовой долей жира соответственной 4 и 6 %. Вырабатывают топленое молоко так же 1 % - ной жирности. Нормализованную смесь гомогенизируют, затем пастеризуют с использованием трубчатых пастеризаторов при t° 95 – 99 °C и при этой же t° подвергают топлению выдержкой в закрытых емкостях в течение 3 – 4 часов. В процессе выдержки молоко перемешивают во избежание появлении на его поверхности слоя жира и белковых скоплений.

В последствии продолжительности воздействия высоких t° значительно изменяются компоненты молока. Молочный сахар взаимодействуют с аминокислотными белков, в результате чего образуются милоноиды, которые придают молоку кремовый оттенок; происходит так же изменения аминокислот с образованием реактивно способных сульфидных групп, вступающих во взаимодействие с некоторыми компонентами молока с образованием соединений, имеющих специфический вкус и запах пастеризации. При топлении влага частично испаряется массовая доля жира в молоке повышается.

Очистка и нормализация.

Молоко после приемки и качественной оценки, нормализуют по содержанию жира – сливками. Нормализованное молоко поступает в I секцию рекуперации, где подогревается до t° 40 – 45 °С, поступает в сепаратор молоко очиститель, где происходить очистка от механических примесей.

Пастеризация.

Тепловая обработка молока проводится с целью уничтожения микроорганизмов. Пастеризацию проводят в ОПУ в III секции пастеризации при t° 70 – 85 °С.

Гомогенизация.

Раздробление жировых шариков на более мелкие в результате достигается равномерное распределение жира по всей поверхности. Гомогенизация проводится в гомогенизаторе при t° 62 – 63 °С.

 

Подогрев.

Особенностью топленого молока является подогрев после гомогенизации с дальнейшей тепловой обработкой в течение 3 – 4 часа. Подогрев проводиться в трубчатом пастеризаторе или ВДП до t° 95 – 99 °С.

Топление.

Молоко выдерживают в течение 3 – 4 часов. В результате молоко приобретает однородную консистенцию с ярко выраженным вкусом пастеризации; кремовую окраску, за счет взаимодействия молочного сахара с аминокислотами белка.

Охлаждение.

После топления, молоко охлаждают при постоянном помешивание до t° 40 C, в емкости для топления. Затем молоко направляют в охладитель, где оно до охлаждается до t° 8 °С.

Розлив.

Охлажденное до t° 8° С молоко разливают в бутылки и пакеты.

Основные технические параметры.

Основные технический параметры и показатели при производстве топленого молока приведены ниже. (табл.1;2;3) После приемки, оценки, охлаждения, хранения нормализация молока до жирности 3,85 и 5,85 %, подогрева и очистки молоко поступает на пастеризацию.

 

Табл.1 Технические параметры при производстве топленого молока

 

Операции технологического процесса выработки молока с кофе и молока с какао

Режим обработки

Примечание

Т, °С

Продолжительность

выдержки, ч

Давление,

мПА

Пастеризация

70 – 85

-

-

-

Гомогенизация

46 – 65

70 – 85

-

-

10 – 15

10 – 15

-

-

Нагрев молока

95 – 99

3 – 4

-

Каждый час в течении     2 - 3 мин. молоко перемешивают

Охлаждение

4 – 8

-

-

-

Розлив

4 – 8

-

-

-

Хранение

4 – 8

-

-

Срок хранения не более 20 ч. с момента выпуска

 

Табл.2 Органолептические показатели топленого молока:

 

Показатели

Характеристика

Внешний вид консистенция

Однородная жидкость без от слоя сливок

Вкус и запах

Чистые, без посторонних привкусов и запахов с хорошо выраженным привкусов пастеризации

Цвет

Белый с выраженным кремовым оттенком

 

 

Табл.3 Физико–химические показатели топленого молока:

 

Показатели

Характеристика

Содержание жира, %, не менее

6,0

4,0

Содержание сомо, %, не менее

7,8

8,0

Кислотность, °Т, не более

21

21

Степень чистоты по эталону, не ниже группы

1

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40. Характеристика заквасок, используемых при производстве кисломолочных продуктов. Приготовление рабочей закваски.

 

Закваски, выращиваемые в специальных научно-производственных лабораториях, называют маточными или лабораторными. Они являются основой для получения производственных или потребительских заквасок.

Потребительские закваски подразделяют на материнские, или первичные; промежуточные, или вторичные, и производственные, или третичные.

Материнские закваски получают при посевах маточных заквасок, промежуточные и производственные - соответственно при посевах материнских и промежуточных заквасок.

Различают одноштаммовые закваски, состоящие из одного штамма микроорганизма, многоштаммовые — из нескольких штаммов одного вида и смешанные закваски, в состав которых входят многие штаммы разных видов микробов.

По составу микрофлоры основные закваски, применяемые в молочной промышленности, подразделяют на 3 группы: бактериальные, грибковые и смешанные (табл. 4).

Закваска создаёт первичную микрофлору кисломолочных продуктов. При благоприятных условиях микроорганизмы, внесённые в молоко с закваской, развиваются, образуя вторичную микрофлору. К молочной молочнокислой микрофлоре относится молочнокислые стрептококки, молочные палочки и дрожи. Использование этих микроорганизмов в различных сочетаниях позволяет получать большое число видов кисломолочных продуктов. Комбинируя различные штаммы в пределах одного и того же: вида, получают лучшего качества продукты, с более выраженным ароматом и вкусом. Такие продукты обладают диетическими свойствами. Поэтому при производстве заквасок используют культуры, содержащие несколько видов и штаммов микроорганизмов.

Молочнокислый стрептококк имеет форму, клетки располагаются как по-одиночке, так и в виде коротких цепочек. Стрептококки бывают мезофильные и термофильные. Для первых оптимальная температура развития составляет 30-35 С, для вторых – 40-45 С. Предел кислотообразования 120-130 Т.

 Болгарская палочка  – довольно крупная по размеру  бактерия, она может находиться  в виде клеток или цепочек, оптимальная температура их развития 40-42 С, предел кислотообразования 300 Т. Болгарская палочка образует плотный ровный сгусток.

 Кефирные грибки состоят  из молочнокислых стрептококков  и палочек, дрожжей, уксуснокислых  и ароматобразующих бактерий. Оптимальная  температура развития кефирных грибков 18-22 С, предел кислотообразования 95-100 Т.

Ароматобразующие бактерии относятся к молочнокислым стрептококкам с оптимальной температурой их развития 25-30С.

 

Табл.4 . Закваски для молочной промышленности

 

закваски

микроорганизмы

продукт

Бактериальные:

Мезофильные молочнокислые стрептококки

 

Термофильные молочнокислые бактерии

 

Бактерии, участвующие в созревании сыра

Lac.lactis, Leu.cremoris, Lac. cremoris, Lac.diacetylactis, Leu.dextranicum

 

Str.thermophilus, Lbm. bulgaricum, Lbm.acidophilum, Lbm.helvtticum, Lbm.lactis

 

Пропионовокислые бактерии, Lbm.casei subsp. rhamnosus, Brevibacterium linens

Творог, сметана, простокваша, кислосливочное масло, сыры

 

Мечниковская и южная простокваши, ряженка, йогурт, варенец, ацедофилин, крупные твердые сыры

 

Сыры с высокой температурой второго нагревания, мягкие сыры

Грибковые

Культура рокфора культура камамбера

Penicillium roqueforti Pen. camambtri, Pen. candidum, Pen. album

Сыр корфор

Сыр камамбер

Смешанные бактериально-грибковые

Lac.lactis, Lbm.buchntri, Lbm. brevis, Lbm.bulgaricum, Lbm.acidophilum, дрожжи Saccharomyces lactis и рода Torulopsis, уксуснокислые бактерии

Кефир, кумыс

Уксуснокислые бактерии – одиночные или соединенные в пары палочки, подвижные. Оптимальная температура их развития 30 С. Они слабо растут при 37-38 С, но хорошо при 20 С. Для своего развития используют молочную кислоту, но не способны разлагать молочный сахар. Уксуснокислые бактерии являются обязательным видом бактерий кефирной закваски, обнаруживается в твороге и сметане.

 Для каждого вида  кисломолочного продукта готовят  специальные закваски, используя  чистые бактериальные культуры, которые изготавливают в лабораториях в сухом, а иногда и жидком виде. Сухие культуры хранятся 3 месяца и более, а жидкие – 10-14 дней.

 Для приготовления  первичной закваски 2 л. Обезжиренного молока пастеризуют при 93-95 С 20-30 минут в специальном заквасочнике; охлаждают дот 30-45 С в зависимости от вида бактериальной культуры, высыпают сухую культуру и перемешивают. Затем сосуд ставят в термостат при температуре 30-45С в первые 3 часа заквашенное молоко перемешивают через каждый час. Спустя 12-18 часов обезжиренное молоко свернётся и получится первичное, или материнская закваска. Консистенция её не особенно плотная, и бактерии не достаточно активные. Кислотность закваски 80-85 Т. Если закваску не использовать сразу, то её охлаждают до 3-5 С и при этой же температуре хранят.

Для приготовления вторичной закваски обезжиренное молоко пастеризуют при 93-95 С и выдерживают 20-30 минут, после чего охлаждают до 30-45 С. С первичной закваски чистой ложкой снимают верхний толщиной 2-3 см. Оставшийся сгусток размешивают до однородной консистенции. В подготовленное обезжиренное молоко вносят 5 % первичной закваски, размешивают и оставляют в термостате при температуре 30-45 С.            Через 8-14 ч. заквашенное молоко свёртывается.

 Сгусток более плотный, чем первичная закваска, кислотность  его 80-100Т. хранят её при температуре  не выше 10 С.

 Поскольку в первичной  и вторичной закваске бактерии  ещё недостаточно активны, готовят  рабочую закваску.

 Для её приготовления  молоко пастеризуют, охлаждают и  заквашивают, как описано выше. Температуру  заквашивания и сквашивания снижают  на 2-3 С. Вносят 5% вторичной закваски. Продолжительность свёртывания 6-10 ч. Вкус и запах закваски кисломолочные, консистенция плотная, однородная, без пузырьков газа, кислотность 80-100 Т.

Хранят рабочую закваску при температуре не выше 8 С и не более 2 суток.

 Для заквашивания надо  брать насколько больше молока  связи с тем, что верхний слой  удаляют в дальнейшем в качестве  закваски можно использовать  часть простокваши, приготовленный  для употребления. При соблюдение  санитарно-гигиенических правил  в закваску не будет попадать  посторонняя микрофлора (она остаётся  чистой 12 -30 дней). При загрязнении  нежелательной микрофлорой и  появлении пороков (дряблый сгусток, посторонние вкус и запах, замедленное  свёртывание) закваску готовят заново.

 

 

 

50. Гомогенизация  молока.

 

Гомогенизация молока – это механическая обработка молока (сливок), которая заключается в измельчении (диспергировании) жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий [Бредихин, 2003; Крусь, 2006]. Диспергирование жировых шариков, т.е. уменьшение размеров и равномерное распределение в молоке, достигается воздействием на молоко значительного внешнего усилия (давление, ультразвук, высокочастотная электрическая обработка и др.) в специальных машинах – гомогенизаторах.

Схема контроля технологического процесса производства питьевого пастеризованного молока — FINDOUT.SU

Схема контроля технологического процесса производства питьевого пастеризованного молока.

Контроль производства ведут согласно программе производственного контроля.

Питьевое пастеризованное молоко должно соответствовать ГОСТ 31450-2013»Молоко питьевое. Технические условия»

Входной контроль

Входной контроль включает контроль сырья и материалов.

Основным сырьем является молоко коровье сырое, сливки, обезжиренное молоко и пахта

Сырое молоко должно соответствовать требованиям ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» , а также требованиям международного стандарта (ГОСТ 31449-2013 «Молоко коровье сырое. Технические условия») и стандарта РФ (ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко коровье сырое. Технические условия»).

Согласно техническому регламенту сырое молоко не делится на сорта. Перерабатывающие предприятия вправе устанавливать свои требования к сортам или могут принимать молоко по ГОСТ Р 52054-2003, согласно которому молоко делится на 3 сорта.

На упаковочные материалы должны быть документы, подтверждающие их безопасность (сертификат), также их оценивают по внешнему виду (д.б. целостными, с хорошо пропечатанным текстом и рисунком), на молокоперерабатывающих предприятиях упаковку также подвергают микробиологическому контролю.

В сыром молоке контролируют следующие показатели

 

Таблица - Показатели идентификации сырого молока коровьего

Контролируемый показатель Требуемое значение Периодичность контроля (ГОСТ 31449-2013
Органолептические показатели     Консистенция однородная без осадка и хлопьев, цвет от белого до светло-кремового, вкус и запах чистые, без посторонних привкуса и запаха, допускается слабовыраженный кормовой привкус и запах Ежедневно в каждой партии  
Температура, °С   Не выше 10, если выше то немедленно отправляют на переработку Ежедневно в каждой партии
Кислотность, °Т 16-21 Ежедневно в каждой партии
Плотность, кг/м³, не менее 1027 Ежедневно в каждой партии
М. д. жира, %, не менее 2,8 Ежедневно в каждой партии
Группа чистоты, не более 2 Ежедневно в каждой партии
Масса, кг   Ежедневно в каждой партии
М.д. белка, %, не менее 2,8 Ежедневно в каждой партии
М.д. СОМО %, не менее 8,2 Ежедневно в каждой партии
Количество соматических клеток , тыс./см³, не более 750 Ежедневно в каждой партии
КМАФАНМ, КОЕ, см³, не более 500 Не реже 1 раз в декаду
Точка замерзания, °С, не выше 0,505 Согласно ППК
Наличие ингибирующих веществ нет Согласно ППК
Антибиотики, мг/кг Левомицетин, тетрациклиновая группа, пенициллин, стрептомицин Не реже 1 раз в декаду

Периодичность контроля может меняться, но не реже установленных сроков. Антибиотики, например, на практике контролируют в каждой партии сырого молока, каждой секции молоковоза хотя бы по антибиотикам, критичным для данного региона.

Согласно изменениям к ГОСТ Р 52054-2003 (июль 17 года) перерабатывающие предприятия могут определять содержание в молоке не только общего белка, но и небелкового азота, истинного белка и мочевины.

Также изменениями исключены базисные нормы массовой доли жира (3,4 %) и белка (3,0 %). Теперь производитель вправе их устанавливать в договорных документах по собственному усмотрению.

Технологический контроль

Технологический контроль- контроль технологических процессов, полупродуктов, контроль за соблюдением технологических режимов и установленных рецептур.

Объект или этап технологического процесса Контролируемый показатель Требуемое Значение Периодичность контроля
Очистка молока - Фильтрованием - - Сепарированием - Бактофугированием Температура, °С   Температура поступившего молока 35-40 65-75 Ежедневно
Охлаждение Температура, °С 4 ± 2 Ежедневно
Резервирование Температура, °С Кислотность, °Т Продолжительность, ч 4 + 2 Не выше 21 до +4°-12 ч; до+6° - 6 ч. Каждые 3 часа Ежедневно
Молоко перед нормализацией Органолептические показатели Кислотность, °Т М. д. жира, % Плотность, кг/м³   Ежедневно
Сливки перед нормализацией Органолептические показатели Кислотность, °Т М. д. жира, %   Ежедневно
Молоко обезжиренное для нормализации Органолептические показатели Кислотность, °Т Плотность, кг/м³   Ежедневно
Пахта для нормализации Органолептические показатели Кислотность, °Т М. д. жира, % Плотность, кг/м³   Ежедневно
Молоко после нормализации М. д. жира, % Плотность, кг/м³ Масса, объем, кг, м³ В зависимости от м.д. жира, которая должна быть в готовом продукте Ежедневно
Гомогенизация молока Температура, °С Давление, МПа Эффект гомогенизации,% 45-70 15+2,5 86-88 Ежедневно
Тепловая обработка молока Температура, °С - лаборант термометром - Аппаратчик продолжительность выдержки, с 72-78   15-20 Не реже 2 раз в смену Постоянно по термограмме
Охлаждение и промежуточное хранение Температура, °С Кислотность, °Т, Продолжительность, ч 4 ± 2 Каждые 3 часа Ежедневно
Розлив, упаковка, маркировка Целостность упаковки, масса продукта в упаковке, г или мл, качество маркировки.   Ежедневно

 

Выходной контроль

Объект или этап технологического процесса Контролируемый показатель Требуемое значение Периодичность контроля
Готовый продукт ГОСТ 31450-2013 Молоко питьевое. Технические условия Органолептические показатели М.д. жира, % М.д. СОМО %, не менее М.д. белка, %, не менее Эффективность пастеризации   Кислотность, °Т, не более Плотность, кг/м³ Группа чистоты, не ниже Температура при выпуске, °С Соответствовать продукту В зав. от вида 8,2 3,0 Не допускается наличие фосфатазы, пероксидазы     21, 20 для м.д. жира более 4,7 В зав. от м.д. жира 1 4 ± 2 Ежедневно     Периодически в соотв-ии с ППК (1р в 10 дней)     Ежедневно

Сырье

Сливки ГОСТ Р 53435-2009

Кефирные грибки

Кефирная закваска

Входной контроль

Сырье.

Для выработки пищевых животных жиров используют жировую ткань и кость, получаемые при первичной переработке скота и разделке туш, а также в субпродуктовом, кишечном, колбасном, консервном цехах.

Жир-сырец, направляемый на переработку, должен быть освобожден от посторонних прирезей (мышечной ткани, кожи, внутренних органов, кишок и т. п.), промыт от сгустков крови и остатков содержимого желудочно-кишечного тракта, рассортирован по видам скота (различают свиной, говяжий, бараний, костный жир) и группам, взвешен. Обязательно контролируют время передачи жира-сырца с момента его сбора. Он долженипоступить на переработку с момента сбора не позднее чем через 2 ч, чтобы уменьшить возможность гидролитических и окислительных изменений липидов, а также микробиологических изменений белков.

Технологический контроль

Технологический контроль - контроль технологических процессов, полупродуктов и контроль за соблюдением технологических режимов. Здесь контролируют соблюдение технологических режимов, и все процессы направлены на то, чтобы в жирах как можно меньше протекал гидролиз и окислительные процессы, т.к. от уровня кислотного числа будет зависеть сорт топленных жиров и, соответственно, стоимость.

Гидролиз жиров – образование свободных кислот. Их количество характеризует кислотное число.

Опасны не кислоты, а продукты их окисления.

Кислоты подвергаются первичному окислению, образуются гидропероксиды (определяют перекисное число), а далее вторичному окислению, образуются альдегиды, кетоны, окси- и кетокислоты (определяют анизидиновое число). Окислению способствуют: свет (УФ), t , конц. О2, металлы, гемоглобин.

Стадия процесса Контролируемый показатель Периодичность
Промывка Охлаждение Измельчение Изолированность промывки кишечного жира-сырца от остального сырья; Температура охлаждающей воды; Продолжительность охлаждения; Недопущение переработки свежего жира-сырца вместе с соленым, мороженным и со шпиком, мороженного жира-сырца с соленым, жира-сырца для жира высшего сорта с кишечным. 1 раз в неделю
Вытопка Температура системы, давление пара в рубашке, продолжительность тепловой обработки. Правильность показаний контрольно-измерительных приборов, входящих в линию. По каждой партии 2 раза в смену
Очистка жира, отсолка Объем и температура подаваемой воды, продолжительность процесса, количество подаваемой поваренной соли при отсолке. По каждой партии
Нейтрализация жира Кислотное число в начале стадии, массу жира, массу соды и объем воды для приготовления раствора, качественную пробу на мыло в конце стадии. По каждой партии
Упаковка Целостность упаковки, масса продукта в упаковке, качество маркировки. По каждой партии
Охлаждение Температура охлаждающей воды Температура жира По каждой партии
Хранение Органолептические показатели, м.д. влаги, кислотное число. Продолжительность хранения – периодичность по факту. При t 0—5 °С проводят не реже одного раза в месяц; при t не более —12 °С — не реже одного раза в полгода.

Выходной контроль

ГОСТ 25292-82 Жиры животные топленые пищевые. Выходной контроль рассмотрим на примере контроля свиного жира.

Показатель

Свиной жир

Высший сорт Первый сорт Цвет при t 15-20 °С Белый, допускается бледно-голубой оттенок Допускается желтоватый или сероватый оттенок

Запах и вкус

Характерные для данного вида жира, вытопленного из свежего сырья

Без постороннего Допускается приятный поджаристый Прозрачность в расплавленном состоянии

Прозрачный

Консистенция при t 15-20 °С

Мазеобразная, зернистая или плотная

М.д. влаги, % не более 0,25 0,30 Кислотное число, мг КОН, не более 1,1 2,2 М.д. антиокислителей, % не более

0,02

 

 

Входной контроль

Колбасные изделия – продукты из мясного фарша с солью и специями, в оболочке или без нее, и подвергшиеся термической обработке.

Основное сырье

Основным сырьем при производстве колбасных изделий является мясное сырье и продукты животного происхождения.
●Мясное сырье (говядина, свинина (шпик свиной), конина, мясо птицы, верблюжатина, оленина, лосятина.) ●Субпродукты (печень, языки, мозги, диафрагма, сердце, легкие, рубцы, мясо с голов, ноги, уши, губы, кровь)●Другие продукты животного происхождения (молоко, сливки, сливочное масло, яйцо (меланж).

Мясное сырье и другие продукты животного происхождения должны быть получены от здоровых животных и признаны ветеринарной службой безопасными для использования их с целью получения продуктов питания. Мясное сырье и другие продукты животного происхождения, поступающие на перерабатывающее предприятие должны быть сопровождены ветеринарным свидетельством, декларацией о соответствии.

Качество и безопасность мясного сырья и других продуктов животного происхождения должны регулироваться соответствующими нормативными документами, действующими на территории Российской Федерации (ГОСТы, ТР ТС). Оценивают каждую партию.

Технологический контроль

Технологическая операция Контролируемый показатель Периодичность контроля
1.Дефростация мясного сырья -Продолжительность дефростации -Температура в дефростере -По каждой партии мясного сырья   -Регулярно в течение смены
2. Разделка, обвалка, жиловка -Качество обвалки и жиловки -Количество мышечной ткани на жилке и кости -Температура в отделении обвалки -Не реже 3 раз в смену (визуально) -Не реже 1 раза в месяц (взвешиванием) -В течение смены (с помощью термометра)
3.Измельчение мяса на волчке Размер частиц измельченного мяса По каждой партии
4.Смешивание фарша с солью в фаршемешалке Количество соли По каждой партии, согласно рецептуре
5.Созревание фарша в камере созревания -Продолжительность созревания -Температура в камере созревания -По каждой партии -Регулярно,с помощью термометров
6.Составление колбасного фарша, куттерование -Количество и порядок закладываемого сырья -По каждой партии, согласно рецептуре
6.Составление колбасного фарша, куттерование -Продолжительность куттерования -Температура фарша в куттере -Регулярно, по каждой партии -В течение куттерования, с помощью термометра
7.Формовка Качество набивки оболочек фаршем, качество вязки По плотности батонов, регулярно, по каждой партии
8.Осадка -Продолжительность осадки -Температура и влажность в камерах осадки -По каждой партии -Не реже 1 раза в смену с помощью психрометра и термометра
9.Обжарка -Продолжительность и температура -Регулярно, по каждой партии, с помощью термометров
10.Варка -Продолжительность и температура -Регулярно, по каждой партии, с помощью термометров
11.Копчение -Продолжительность и температура -Регулярно, по каждой партии, с помощью термометров
12.Охлаждение -Температура воды и продолжительность -Температура и влажность воздуха в камере доохлаждения -Регулярно, по каждой партии -Не реже 1 раза в смену, с помощью термометра и психрометра
13.Сушка -Температура и влажность воздуха в камере сушки -Не реже 1 раза в смену, с помощью термометра и психрометра
14.Хранение -Температура и влажность воздуха в камере хранения -Согласно тех. документации, не реже 1 раза в смену

 

Выходной контроль

Органолептические показатели (внешний вид, консистенция, цвет и вид на разрезе, запах и вкус, форма и вязка батонов) оценивают по каждой партии.

Физико-химические показатели (м.д. жира, м.д. белка, м.д. хлористого натрия, м.д. крахмала, м.д. нитрита натрия, остаточная активность кислой фосфатазы)контролируют не реже 1 раза в 10 дней.
Микробиологические показатели (КМАФАнМ, БГКП, S. Aureus, Cl. Perfringens, патогенные. в т.ч.Salmonella, Listeria Monocytogenes) контролируют не реже 1 раза в 10 дней.

 

Входной контроль.

Основное сырье (кабачки, патиссоны, баклажаны, морковь свежая, лук репчатый капуста, томаты, перец и т.д.)

Дополнительное сырье

Масло (подсолнечное, хлопковое, соевое), соль, специи, уксус

Все сырье оценивают на соответствие требованиям стандарта. Овощи сортируют: отбирают гнилые овощи, пораженные болезнями и с/х вредителями, удаляют минеральные примеси.

Дополнительное сырье оценивают по состоянию упаковки, маркировки и по органолептическим показателям.

Технологический контроль

Объект или стадия процесса Контролируемый показатель Требуемое значение Периодичность и момент контроля
Хранение овощей на сырьевой площадке Соблюдение t , влажности и срока хранения. Очередность переработки   3-4 раза в смену
Сортировка (инспекция, калибровка) овощей Правильность сортировки по назначению. Количество некондиционного сырья   3-4 раза в смену
Дефростация замороженных полуфабрикатов Температура, продолжительность, качество дефростированного полуфабриката   Не реже 2 раз в час
Мойка овощей Давление и расход воды, отсутствие видимых загрязнений на плодах   Не реже 3 раз в смену
Чистка овощей Качество чистки. В сладком перце - полнота очистки от семян. Количество отходов Давление пара при паратермической очистке)   Не реже 1 раза в час
Резка овощей Размер и однородность кусочков Кабачки-кружки толщиной 15-20 мм; Морковь-соломка толщиной 5-7 мм. Лук-кружки толщиной 3-5 мм. Не реже 1 раза в час
Обжарка и пассерование овощей Температура масла. Продолжительность процесса, соотношение массы масла и овощей. Ужарка, % 130-140 °С   Кабачки-35-40, лук-50 2 раза в смену
  Органолептические показатели обжаренных овощей Кабачки-желтые с коричневым оттенком, размягченные; Морковь-оранжевая мягкая на ощупь; Лук-золотистого цвета, размягченный Каждая партия
Измельчение обжаренных овощей на дробилке Размер и однородность кусочков не более 3,5 мм Не реже 1 раза в час
Дополнительное измельчение овощей не протирочной машине Качество измельчения не более 1,2 мм отсутствие остатков семян и др. примесей. Не реже 2 раз в смену
Дозировка и смешивание компонентов овощной икры Соотношение компонентов при закладке в смеситель. Вкус икры после смешивания. Содержание сухих веществ   Каждый замес
Уваривание овощей Температура в бланширователе, Продолжительность процесса Консистенция овощей Содержание сухих веществ, рН       не менее 12,5 % не более 5,0 Каждый замес
Подготовка стеклянной тары и крышек Концентрация моющих и дезинфицирующих растворов, t воды. Чистота внутренней и внешней поверхности банок. Продолжительность обработки крышек   Не менее 4 раз в смену
Фасование, укупоривание Температура продукта Масса нетто продукта, качество укупоривания Не ниже 70°С   Не реже 1 раз в час
Стерилизация консервов   Температура, давление в автоклаве, продолжительность стерилизации 130-140 °С, 2,8 кПа, 20 мин. Систематически в период работы  
Маркировка, этикетировка Соответствии маркировки требованиям стандарта, качество этикетировки   Не реже 1 раз в час

 

Выходной контроль

Органолептические показатели

Наименование показателя Характеристика
Внешний вид и консистенция Однородная, равномерно измельченная масса с видимыми включениями зелени и пряностей, без грубых семян перезрелых овощей. Консистенция мажущаяся или слегка зернистая.
  Допускается незначительное отделение жидкости для икры из уваренных овощей
Вкус и запах Свойственные икре, изготовленной из определенного вида предварительно подготовленных овощей. Не допускается привкус прогорклого масла и наличие посторонних привкуса и запаха. Допускается в икре из баклажанов слабо выраженная горечь, свойственная баклажанам
Цвет Однородный по всей массе для икры:
  из кабачков, патиссонов, овощей, лука, тыквы - от желтого до светло-коричневого; из баклажанов, капусты - от светло-коричневого до коричневого; из свеклы - темно-красный разных оттенков.
  Допускается незначительное потемнение поверхностного слоя икры

 

Наименование показателя Норма
Массовая доля сухих веществ, %, не менее 19,0
Массовая доля жира, %, не менее 7,0
Массовая доля хлоридов, % 1,2-1,6
Массовая доля титруемых кислот, % 0,5
Минеральные примеси, примеси растительного происхождения и др. примеси Не допускаются

 

 

Схема контроля технологического процесса производства питьевого пастеризованного молока.

Контроль производства ведут согласно программе производственного контроля.

Питьевое пастеризованное молоко должно соответствовать ГОСТ 31450-2013»Молоко питьевое. Технические условия»

Входной контроль

Входной контроль включает контроль сырья и материалов.

Основным сырьем является молоко коровье сырое, сливки, обезжиренное молоко и пахта

Сырое молоко должно соответствовать требованиям ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» , а также требованиям международного стандарта (ГОСТ 31449-2013 «Молоко коровье сырое. Технические условия») и стандарта РФ (ГОСТ Р 52054-2003 «Молоко коровье сырое. Технические условия»).

Согласно техническому регламенту сырое молоко не делится на сорта. Перерабатывающие предприятия вправе устанавливать свои требования к сортам или могут принимать молоко по ГОСТ Р 52054-2003, согласно которому молоко делится на 3 сорта.

На упаковочные материалы должны быть документы, подтверждающие их безопасность (сертификат), также их оценивают по внешнему виду (д.б. целостными, с хорошо пропечатанным текстом и рисунком), на молокоперерабатывающих предприятиях упаковку также подвергают микробиологическому контролю.

В сыром молоке контролируют следующие показатели

 

Таблица - Показатели идентификации сырого молока коровьего

Контролируемый показатель Требуемое значение Периодичность контроля (ГОСТ 31449-2013
Органолептические показатели     Консистенция однородная без осадка и хлопьев, цвет от белого до светло-кремового, вкус и запах чистые, без посторонних привкуса и запаха, допускается слабовыраженный кормовой привкус и запах Ежедневно в каждой партии  
Температура, °С   Не выше 10, если выше то немедленно отправляют на переработку Ежедневно в каждой партии
Кислотность, °Т 16-21 Ежедневно в каждой партии
Плотность, кг/м³, не менее 1027 Ежедневно в каждой партии
М. д. жира, %, не менее 2,8 Ежедневно в каждой партии
Группа чистоты, не более 2 Ежедневно в каждой партии
Масса, кг   Ежедневно в каждой партии
М.д. белка, %, не менее 2,8 Ежедневно в каждой партии
М.д. СОМО %, не менее 8,2 Ежедневно в каждой партии
Количество соматических клеток , тыс./см³, не более 750 Ежедневно в каждой партии
КМАФАНМ, КОЕ, см³, не более 500 Не реже 1 раз в декаду
Точка замерзания, °С, не выше 0,505 Согласно ППК
Наличие ингибирующих веществ нет Согласно ППК
Антибиотики, мг/кг Левомицетин, тетрациклиновая группа, пенициллин, стрептомицин Не реже 1 раз в декаду

Периодичность контроля может меняться, но не реже установленных сроков. Антибиотики, например, на практике контролируют в каждой партии сырого молока, каждой секции молоковоза хотя бы по антибиотикам, критичным для данного региона.

Согласно изменениям к ГОСТ Р 52054-2003 (июль 17 года) перерабатывающие предприятия могут определять содержание в молоке не только общего белка, но и небелкового азота, истинного белка и мочевины.

Также изменениями исключены базисные нормы массовой доли жира (3,4 %) и белка (3,0 %). Теперь производитель вправе их устанавливать в договорных документах по собственному усмотрению.

Технологический контроль

Технологический контроль- контроль технологических процессов, полупродуктов, контроль за соблюдением технологических режимов и установленных рецептур.

Объект или этап технологического процесса Контролируемый показатель Требуемое Значение Периодичность контроля
Очистка молока - Фильтрованием - - Сепарированием - Бактофугированием Температура, °С   Температура поступившего молока 35-40 65-75 Ежедневно
Охлаждение Температура, °С 4 ± 2 Ежедневно
Резервирование Температура, °С Кислотность, °Т Продолжительность, ч 4 + 2 Не выше 21 до +4°-12 ч; до+6° - 6 ч. Каждые 3 часа Ежедневно
Молоко перед нормализацией Органолептические показатели Кислотность, °Т М. д. жира, % Плотность, кг/м³   Ежедневно
Сливки перед нормализацией Органолептические показатели Кислотность, °Т М. д. жира, %   Ежедневно
Молоко обезжиренное для нормализации Органолептические показатели Кислотность, °Т Плотность, кг/м³   Ежедневно
Пахта для нормализации Органолептические показатели Кислотность, °Т М. д. жира, % Плотность, кг/м³   Ежедневно
Молоко после нормализации М. д. жира, % Плотность, кг/м³ Масса, объем, кг, м³ В зависимости от м.д. жира, которая должна быть в готовом продукте Ежедневно
Гомогенизация молока Температура, °С Давление, МПа Эффект гомогенизации,% 45-70 15+2,5 86-88 Ежедневно
Тепловая обработка молока Температура, °С - лаборант термометром - Аппаратчик продолжительность выдержки, с 72-78   15-20 Не реже 2 раз в смену Постоянно по термограмме
Охлаждение и промежуточное хранение Температура, °С Кислотность, °Т, Продолжительность, ч 4 ± 2 Каждые 3 часа Ежедневно
Розлив, упаковка, маркировка Целостность упаковки, масса продукта в упаковке, г или мл, качество маркировки.   Ежедневно

 

Выходной контроль

Объект или этап технологического процесса Контролируемый показатель Требуемое значение Периодичность контроля
Готовый продукт ГОСТ 31450-2013 Молоко питьевое. Технические условия Органолептические показатели М.д. жира, % М.д. СОМО %, не менее М.д. белка, %, не менее Эффективность пастеризации   Кислотность, °Т, не более Плотность, кг/м³ Группа чистоты, не ниже Температура при выпуске, °С Соответствовать продукту В зав. от вида 8,2 3,0 Не допускается наличие фосфатазы, пероксидазы     21, 20 для м.д. жира более 4,7 В зав. от м.д. жира 1 4 ± 2 Ежедневно     Периодически в соотв-ии с ППК (1р в 10 дней)     Ежедневно

Экспериментальная часть. 2.1 Технология производства молока питьевого с массовой долей жира 2,5 %

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 5Следующая ⇒

2.1 Технология производства молока питьевого с массовой долей жира 2,5 %

В качестве продукта было выбрано молоко питьевое пастеризованное с массовой долей жира 2,5 %, которое вырабатывается на предприятии ОАО «Агрофирма «Екатеринославская» под торговой маркой «То, что надо».

Молоко питьевое вырабатывают в соответствии с требованиями Федерального закона от 12 июня 2008 г № 88-ФЗ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию».

1 Приемка. Для производства молока питьевого принимают сырое молоко не ниже второго сорта по ГОСТ 52054 с термоустойчивостью не ниже второй группы, отвечающее требованиям безопасности Федерального Закона №88. К входному контролю допускают молоко, полученное от здоровых животных из хозяйств благополучных по инфекционным заболеваниям.

За партию принимают секцию автомолцистерны.

Приемка включает:

- Проверку сопроводительной документации (товарно-транспортная накладная, ветеринарное удостоверение, протокол/удостоверение качества и безопасности, санитарный паспорт автотранспорта, свидетельство о его поверке с указанием вместимости).

- Отбор проб.

- Проведение испытаний.

- Оформление результатов исследований.

После приемки транспорт поступает на санитарную обработку, а молоко перекачивается на весы.

Приемка закваски включает проверку сопроводительной документации и активности закваски.

Приемка упаковки включает проверку сопроводительной документации и визуальный контроль.

2 Очистка молока. Очистка проводится путем фильтрации для удаления механических примесей. Для повышения эффективности очистки молоко подогревают до температуры (20±5) 0С.

3 Охлаждение и резервирование. Очищенное молоко охлаждают до температуры (4±2) 0С и направляют на промежуточное хранение в танк. При температуре 4 0С молоко хранят не более 12 часов, при 6 0С – не более 6 часов.

4 Нормализация. Она необходима для приведения показателей сырья (массовой доли жира, белка, сухих веществ) к показателям, установленным в нормативных документах.

Нормализацию проводят сливками, обезжиренным молоком или сухим молоком, предварительно проверенными по качеству.

Нормализация молока сырого проводится обезжиренным молоком с массовой долей жира 0,05 %, кислотностью 18 0Т. Температура смеси (4±2) 0С, массовая доля жира 2,5 %.

5 Очистка. Она проводится с использованием центробежных сил при контроле температурного режима, температура смеси (4±2) 0С.

6 Гомогенизация. Этот процесс направлен на дробление жировых шариков под воздействием давления (12,5±2,5) МПа с предварительным подогревом сырья (45 – 70) 0С.

7 Пастеризация и охлаждение. Пастеризация необходима для уничтожения вегетативной микрофлоры, а также позволяет получить продукт со специфическими вкусовыми качествами.

Пастеризация проводится при температуре (85 – 87) 0С с выдержкой (10 – 15) мин. После чего молоко сразу охлаждают до температуры (32±2) 0С.

На данном этапе контроль параметров осуществляется с использованием термограмм и показателей эффективности пастеризации.

8 Розлив, упаковывание и маркирование. Розлив осуществляют в асептических условиях в предварительно обработанную тару или сформованную тару в ультрафиолетовой среде.

Маркируют тару предварительно согласно требованиям ГОСТ Р 51074.

9 Хранение и транспортирование. Молоко питьевое хранят при температуре (4±2) 0С не более 5 суток.

Технологическая схема производства молоко питьевого

Технологическая схема – графическое изображение основных производственных этапов с указанием значений контролируемых режимов.

На рисунке 3 изображена технологическая схема производства молоко питьевого с массовой долей жира 2,5 %.

 

 

Розлив, упаковывание, маркирование
Очистка t = (4±2) 0С  
Нормализация М.Д.Ж.= 2,5 % t = (4±2) 0С  
Охлаждение и резервирование t = (4±2) 0С, Т = 12 часов  
Очистка t=(20±5) 0С
Транспортирование и хранение t = (4±2) 0С; Т = 5 суток
Приемка сырья
Пастеризация и охлаждение t = (85 – 87) 0С t = (10 – 15) мин.; tохл = (32±2) 0С  
Гомогенизация Р = (12,5±2,5) МПа t = (45 – 70) 0С  
Обезжиренное молоко М.Д.Ж.= 0,05 % Кислотность = 18 0Т
Сепари-рование
Молоко – сырье  
Упаковочный материал  

 


Рис. 3 Технологическая схема производства молоко питьевого с массовой долей жира 2,5 %   В данной схеме использованы были следующие обозначения: М.Д.Ж. – массовая доля жира, %.  

 

2.2 Оборудование, применяемое для производства молока пастеризованного с массовой долей жира 2,5 %

1. Оборудование для транспортировки молока сырого коровьего

Транспортируют молоко на молочные предприятия в машинах с изотермическим или закрытым кузовом в соответствии с действующими правилами по перевозке скоропортящихся продуктов. Допускается перевозка молока в открытых автомашинах при условии обязательного укрытия фляг брезентом или заменяющим его материалом.

Молоково́з – тип специальной техники, разновидность вагона-цистерны, предназначенная для перевозки молока (рис. 4). Термоизоляция цистерны молоковоза позволяет транспортировать молоко в течение 10 часов при температуре воздуха до +35 градусов. Кузов молоковоза выполнен в виде цистерны или бункера, изготовленных из нержавеющей стали.

Рис. 4 Молоковоз

На предприятии для перемещения молока по цеху используют насосы.

2. Центробежные насосы для молока

На сегодняшний день выпускают центробежные лопастные (одноступенчатые с одной лопастью и многолопастные), дисковые и самовсасывающие насосы. КПД одноступенчатых насосов 0,4-0,5, двухступенчатых 0,7-0,8. Производительность центробежных насосов для молока до 50 м3/ч. Они конструктивно просты, компактны, доступны для мойки, легко разбираются и собираются. Привод осуществляется непосредственно от вала электродвигателя. Частота вращения рабочего органа 15-30 1/с.

Принцип действия лопастных и дисковых центробежных насосов одинаков. При быстром вращении лопаток или дисков развивается центробежная сила, под влиянием которой жидкость отбрасывается к периферии камеры насосов, а из нее поступает в нагнетательный молокопровод. Освободившееся от жидкости центральное пространство этой камеры заполняется жидкостью, поступающей по всасывающему трубопроводу под действием атмосферного давления на свободную поверхность.

Лопастные насосы

Лопастные молочные насосы изготавливают с прямыми и загнутыми назад лопатками, которые могут быть размещены на валу или на диске, установленном со стороны электродвигателя. Лопастные молочные насосы нагнетают жидкость на сравнительно небольшую высоту 5-10 м. Как правило, они не обладают способностью самовсасывания, поэтому работают под заливом.

Дисковые насосы

Дисковые насосы бывают одно- и двухступенчатыми.

В корпусе дискового одноступенчатого насоса размещен диск с направляющими каналами диаметром 10-15 мм. Конец вала электродвигателя удлинен насадкой, на которую насажен стакан диска. В задней стенке стакана расположены отверстия для молока, проникшего в пространство. Создаваемый дисковыми насосами напор достигает 30 метров и более.

Дисковые двухступенчатые насосы создают напор до 100 м. Они представляют собой две последовательно размещенные камеры, в каждой из них создается определенный перепад давления, вследствие чего напор увеличивается в 1,5 - 1,8 раза.

Самовсасывающие насосы

Данные насосы можно отнести к центробежным. Рабочий орган насоса, выполненный в виде ротора с прямыми или изогнутыми лопатками, установлен эксцентрично к корпусу. Перед первым пуском в камеру насоса заливают жидкость. При небольших перерывах в работе жидкость из насоса можно не удалять.

При вращении рабочего колеса насоса жидкость под действием центробежной силы отбрасывается к стенкам корпуса и образуется жидкостное кольцо. Лопасти рабочего колеса, поочередно погружаясь в жидкостное кольцо, выходят из него. В пространстве между погруженными в жидкость лопастями создается разрежение или сжатие. Сторона, на которой создается разрежение, является всасывающей. На ней расположено всасывающее отверстие, на противоположной - нагнетательное.

В начале работы насос откачивает воздух из патрубка, в результате чего жидкость поступает в камеру.

Самовсасывающий насос производительностью 13 м3/ч при температуре 80 градусов Цельсия может всасывать молоко на высоту 3 метра и подавать жидкость на высоту 9-11 метров.

· Насосы центробежные несамовсасывающие предназначены для перекачки маловязких пищевых жидкостей (молоко, сок, вино и прочие с аналогичными характеристиками по вязкости) температурой до 90 С.

· Применяется на предприятиях пищевой промышленности.

· По конструкции электронасос центробежный, одноступенчатый, консольно-моноблочный, с закрытыми лопастями рабочего колеса.

Поиск по сайту:

Проверка фактов: понимание данных о текущем молоке, росте сельскохозяйственного производства

Оценки объемов производства Министерства сельского хозяйства также, по-видимому, подтверждаются данными о закупках молока молочными кооперативами.

У нас были два засушливых года подряд, однако производство молока в Индии, по данным Министерства сельского хозяйства, выросло с 137,69 млн тонн (мт) в 2013-14 гг. До 146,31 т в 2014-15 гг. И 160,35 т в 2015-16 гг. Никогда раньше производство молока в стране не росло такими темпами - даже несмотря на то, что сезон дождей не прекращался.

Звучит неправдоподобно? Что ж, в годы с плохими дождями фермеры больше полагаются на продажу молока, чтобы компенсировать потерю дохода от их основного урожая. Поэтому вместо того, чтобы сажать хлопок или арахис, они могут заняться выращиванием непродолжительных кормовых культур и вложить все свои ресурсы и энергию в молочное животноводство. В этом случае из вымени их животных может вытекать больше молока.

Однако у этого есть и обратная сторона. Фермеры, даже в обычное время, уделяют первоочередное внимание кормлению буйволов и коров, уже дающих молоко.Эта тенденция усиливается во время засухи. Поскольку беременные животные и телята несут основную тяжесть нехватки корма, их циклы воспроизводства и лактации нарушаются. Однако его влияние на объем производства будет ощущаться не сразу, а в следующем году.

[похожая запись]

Посмотреть видео: новости

Заявление Криши Бхавана о рекордном росте производства молока в первые два года правления Нарендры Моди, таким образом, не может быть полностью лишенным логики.По иронии судьбы, период окупаемости засухи 2014-15 и 2015-16 годов может наступить в 2016-17 годах, который на данный момент выглядит очень хорошим муссонным годом.

Оценки объемов производства Министерства сельского хозяйства также, по-видимому, подтверждаются данными о закупках молока молочными кооперативами. Они выросли на 10,7% в 2014-15 годах и на 11,5% в 2015-16 годах, что превышает даже соответствующие темпы роста производства молока в 6,3% и 9,6%.

Но увязка выпуска продукции с кооперативными закупками может ввести в заблуждение.Кооперативы закупают едва ли десятую часть молока, производимого в Индии. Даже из их общих среднесуточных заготовок в 421,67 лакх кг в 2015-2016 годах почти 60% приходилось на три штата - Гуджарат, Карнатака и Махараштра, - которые вместе производят менее одной пятой молока в стране. С другой стороны, у нас есть Уттар-Прадеш, на долю которого приходится 18% национального производства молока, но он вносит всего 1% в общие кооперативные закупки. Таким образом, связь между производством и закупками на общеиндийском уровне в лучшем случае является незначительной.

Более того, фермеры в любом случае прибегают к увеличению продаж молока во время засухи. Но это, как уже отмечалось, больше связано с истощением регулярных доходов от урожая и может произойти даже без реального роста производства. Прилагаемая диаграмма показывает, что в 2012-2013 годах, который был засушливым, объем закупок кооперативами вырос на 16,7%, даже при увеличении надоя молока всего на 3,5%.

Растет более чем стабильно.

Помимо этого, существует более важная причина увеличения объемов закупок молока кооперативами за последние два года.В период с 2013-14 по 2015-16 годы экспорт сухого молока из Индии упал с 1,3 миллиона тонн (стоимостью 2 717,56 крор) до 15 905 тонн (292,57 крор). Для производства 1 кг порошка требуется около 11,5 кг молока. Сокращение экспорта порошка на 1,1 млн тонн было бы эквивалентно снижению закупок молока примерно на 36 млн кг в день. Поскольку большая часть экспорта осуществлялась частными молочными заводами, сокращение закупок ими привело бы к тому, что весь этот излишек молока поступил в кооперативы.

Молочные кооперативы сегодня фактически в затруднительном положении. В то время как закупки выросли двузначными числами, рост объемов сбыта жидкого молока составил лишь 5,6% в 2014-15 годах и 3,8% в 2015-16 годах, что, возможно, отражает давление на доходы и потребление в экономике в целом, а также подтверждается тем, что Amul или Mother Dairy не могут поднимать розничные цены так же свободно, как раньше.

Но и падение экспорта, и вялый рост продаж молока указывают на проблему спроса, а не предложения.Добыча вполне могла увеличиться, но, конечно, не на 14 млн т только в 2015-16 гг. Это утверждение трудно согласовать со сценарием крайней нехватки воды и кормов в большей части сельских районов Индии за последние два года, что вынуждает фермеров даже продавать свой скот по низким ценам.

Не только молоко. Вопрос поднимается даже по оценкам Минсельхоза производства пшеницы, которые на 2015-16 гг. Были привязаны к 94,04 млн тонн по сравнению с 86,53 млн тонн в предыдущем году.Увеличение производства на 7,5 млн тонн - когда закупки государственных органов сократились на 5,2 млн тонн и цены на пшеницу на открытом рынке сейчас на 14-15% выше по сравнению с прошлым годом - поставило в тупик как участников рынка, так и аналитиков зерновых. По оценкам Министерства сельского хозяйства США, урожай пшеницы в Индии составил 88 тонн, а по данным частных торговцев он был еще ниже - 85-86 тонн.

То же самое и с соя-бобами, где оценка производства Кришти Бхаваном в 8,92 млн тонн намного больше, чем 7,38 млн тонн Министерства сельского хозяйства США и Индийской ассоциации переработчиков соевых бобов6.93 тонн.

Недопустимые официальные оценки урожая в краткосрочной перспективе очевидны. Когда рыночные сигналы ясно указывают на нехватку пшеницы внутри страны, Центр по-прежнему взимает 25% пошлину на импорт. И единственная причина для этого - заявление Минсельхоза о том, что страна собрала рекордный урожай - более 94 тонн даже в условиях плохой влажности почвы, усугубляемой высокими температурами и отсутствием зимних дождей.

Но более серьезные последствия связаны с доверием.В то время как все - от Ручира Шармы из Morgan Stanley и бывшего министра финансов Яшванта Синхи до Государственного департамента США - выражают сомнения по поводу показателей роста ВВП Индии, завышение показателей растениеводства только усугубляет ситуацию.

Технологические схемы массового производства

НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ УКАЗАТЕЛЬНОЙ СТРАНИЦЫ

ПЛАНИРОВАНИЕ МАССОВОГО ПРОИЗВОДСТВА

В.Райан 2001-2010

Генри Форд - отец современное массовое производство

Ранний автомобиль Ford

PDF ФАЙЛ - НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ ПЕЧАТНОЙ ПРОДУКЦИИ ТАБЛИЦА

Планирование производства вашего возможного дизайна - это важный аспект процесса проектирования.Планирование покажет экзаменатору, что вы продумали, как ваше решение будет реализовано на линии массового производства, с рабочей силой. Линия массового производства - это метод производства тысяч вашего окончательного решения / продукта на заводе. Рабочая сила - это люди / рабочие кто его соберет. В начале века первая месса производственная линия была создана в США. Ford Motor Company создала Линия рабочих, которые собирали каждую машину «Модель Т».Производственная линия состояла из сотни людей, каждый из которых выполняет только одну работу. Когда вы планируете свое производство линии, вам нужно, чтобы каждый этап изготовления был очень простым. Это планирование массового производства.

Простой Линия по сборке циферблата и механизма

ПОТОК ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ / МОНТАЖНОЙ ЛИНИИ

1. Пластиковая грань обрезана по форме на ленточной пиле или лобзике. Пластиковые отходы отправлены в мусорную корзину - один человек требуется, время - четыре минуты.
2. Сначала шлифуются кромки торца. диск, а затем на полировальной машине - требуется два человека, общее время - десять минут.
3. Форма при проверке качества / точности - инспектором по качеству. Если продукт не работает на этом этапе, он отправляется назад для более точного формирования и сглаживания.
4. Центр пластика просверлен так, чтобы шпиндель часового механизма подходил - один человек - пять минут.
5. Числа нанесены точно на лицо с помощью приспособление для точного совмещения чисел - требуется один человек, время - 8 минут.
6. Снова инспектор по качеству проверяет точность произведения. В случае сбоя он отправляется в корзину. bin.
7. Механизм настроен, руки прикреплены и фиксированный - один человек, время - 2 минуты.
8. Батарея установлена ​​и протестирована - тем же человеком, что и для этапа 5 время - 1 минута.
9. Набор времени - один человек - как для двух предыдущих этапы, время 1 мин.
10. Контроль качества. Каждые часы тщательно проверены по качеству отделки и работоспособности - один человек, время - 3 минуты.
11. Товар готов к продаже.
Всего - 7 человек.
Время - 33 минуты.
Слово О контроле качества:

Когда продукт производится, будь то в школе в мастерской или на производственной линии на заводе, контроль качества очень важный.Практически на каждом этапе производства качество работ следует проверить и исправить любые дефекты. На приведенной выше блок-схеме показано, что товар проверяется трижды. Каждая точка контроля качества, показанная в Блок-схема называется критической контрольной точкой .

Общее качество продукта проверяется путем сравнения это против показателей контроля качества . Некоторые примеры показаны ниже:


Вес - это изделие больше, чем минимальный вес и вес меньше максимально допустимого?
Размер - это изделие больше, чем минимальный размер и меньше максимального размера ?.
Функциональность - делает то, что есть изложено в спецификации?
Внешний вид - Что делает продукт приемлемо?
Другие области, которые должны быть покрыты, могут быть: звук, цвет, прикосновение и отделка. Вкус и запах - показатели качества (для пищевых продуктов).

Представьте, что вам нужно сделать небольшой журнальный столик.Что могло быть показателями качества для этого продукта?

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЫ - ВАШ ПРОЕКТ

Можно нарисовать более подробную блок-схему, которая включает контроль качества на каждом этапе производства. Нажмите здесь, чтобы увидеть базовая планировка.

ПРИМЕР РАСХОДА С КОНТРОЛЬНЫМ КАЧЕСТВОМ

Блок-схема может быть представлена ​​любым способом, который вы считаете нужным. подходящее.Коробки могут иметь форму, которая соответствует вашему продукту. проектирование, в данном случае это могли быть круги, изображающие часы лицо. Использовать ваше воображение !

Периодичность анализа:

Если количество продукции, подлежащей производству, очень мало Затем проверяется каждый продукт. Однако, если большие объемы производимых, проверять каждую деталь неэкономично - в этом случае происходит отбор проб.Например, один из ста товаров может быть качество проверяется с проверкой каждого образца по показателям качества. Если образец не проходит проверку качества то вся партия из ста придется проверять индивидуально.

ТРИ ОСНОВНЫХ ВИДА ПРОИЗВОДСТВА

Следующие три тематических исследования объясняют три основных виды изготовления.Нажмите на каждую, чтобы прочитать тематическое исследование:

Отдельная позиция

Серийное производство

Непрерывное производство

ЭКЗАМЕНАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ПО ШКОЛЬНЫЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ЛИНИИ
Линия массового производства в школе - вопросы и возможные ответы
Выбор материалов и изготовления - Школьная производственная линия
Организация школьной мессы Производственная линия
Блок-схемы, представляющие школьную массу Производственная линия
НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ ДЛЯ УКАЗАНИЯ ПРОЦЕССА ДИЗАЙНА СТРАНИЦА

Количественная оценка межгрупповой изменчивости формы и величины кривой лактации с помощью модели лактации MilkBot® [PeerJ]

Предпосылки

Модели лактации обычно предсказывают надои или молочный компонент как функцию DIM ( дней в молоке) .Их можно классифицировать по нескольким критериям, которые имеют важное значение для их полезности в приложениях. Во-первых, модели могут быть классифицированы как механистические или эмпирические в зависимости от их происхождения и целей. Например, Dijkstra et al. (1997) и Pollott (2000) описывают механистическую модель, разработанную на основе данных и предположений о популяциях клеток в ткани молочной железы, из которых можно сделать выводы о производстве молока. Из-за этого вывода данные о молочной продуктивности могут также привести к выводам о физиологии посредством построения модели.Напротив, эмпирические модели, такие как Best Prediction (Cole & VanRaden, 2006) и многие другие системы, разработанные для оценки генетической ценности быков на основе записей их дочерей, довольствуются прогнозированием молочной продуктивности без какой-либо гипотетической связи с биологией лактации. Оригинальная модель Вуда (Wood, 1967) была введена без механистического вывода, хотя часть модели, контролирующая старение (идентичная соответствующей части модели MilkBot ® и некоторым другим моделям), может быть интерпретирована механистически.

Как для механистических, так и для эмпирических моделей часто бывает желательно подогнать производственные данные к модели, генерирующей набор подобранных значений параметров, описывающих кривую лактации. Для линейных моделей или таких моделей, как Best Prediction, которые соответствуют линейной корректировке нелинейной базы, линейная регрессия дает простой и надежный метод подбора. Некоторые широко используемые полиномиальные модели также легко подбираются (Schaeffer et al., 2000), но могут представлять другие трудности. Для большинства других нелинейных функций методы подгонки менее просты.Для моделей, которые можно математически преобразовать в линеаризованную форму, таких как модель Вуда, линейная регрессия все еще может использоваться, но решение не очень удовлетворительное, потому что преобразование необработанных данных означает, что результат больше не соответствует истинному методу наименьших квадратов. Существует много методов для истинной оптимизации нелинейных моделей методом наименьших квадратов, но согласование модели и метода подгонки таким образом, чтобы генерировать неизменно надежные результаты, осложняется характеристиками как модели, так и данных. Несмотря на эту трудность, увеличенная вычислительная мощность и усовершенствование методов нелинейной подгонки сделали нелинейные модели практической альтернативой для подбора как индивидуальной, так и совокупной лактации.Подбор нелинейных моделей часто включает итерационные алгоритмы, для которых нельзя гарантировать, что решения являются уникальными, оптимальными или даже находящимися. Это означает, что требуется обширное и разнообразное тестирование для оценки надежности пары нелинейная модель-подгонка-метод в применении к наборам данных различного типа. Модель, которая точно отражает механизм, лежащий в основе данных, часто бывает более надежной, потому что математика модели естественным образом ограничивает решения теми, которые являются биологически вероятными.

Вопрос о том, что составляет оптимальную посадку, заслуживает большего внимания, чем ему иногда уделяется. Обычно предполагается, что наилучшее соответствие минимизирует сумму квадратов остатков, часто называемую среднеквадратической ошибкой (MSE), или ее квадратным корнем, RMSE (среднеквадратичная ошибка). Можно утверждать, что это решение, скорее всего, будет правильным, если ошибка имеет нормальное распределение и нет предварительной информации об измеряемой совокупности. На самом деле у нас есть много информации о том, как выглядят нормальные лактации и как они зависят от таких факторов, как порода, паритет, регион и т. Д.Методы максимального правдоподобия включают в себя часть этой априорной информации об ожидаемой частоте решений вместе с тестовыми данными во время оптимизации, чтобы прийти к решениям, которые с большей вероятностью отражают реальность, несмотря на то, что MSE обычно выше, чем можно получить, строго минимизируя MSE, особенно если есть есть несколько точек данных.

Подбираемые данные могут быть из одной лактации или агрегированных данных из некоторой группы множественных лактаций, и в этом случае кривую следует называть совокупной кривой лактации .На агрегированные данные влияют популяционные эффекты в дополнение к индивидуальным эффектам лактации, поэтому исследования агрегированных данных не полностью сопоставимы с исследованиями, основанными на подборе индивидуальных лактаций. Например, политика управления в отношении выбраковки обычно зависит от относительной продуктивности особей, так что особи с более высокими достоинствами могут быть чрезмерно представлены в поздней лактации. Это может вызвать отклонение совокупных данных вверх на позднем этапе лактации, как это иногда наблюдается (Ehrlich, 2011; Dematawewa, Pearson & VanRaden, 2007), без соответствующего отклонения в отдельных периодах лактации.Возможны многие такие скрытые популяционные эффекты, поэтому не следует предполагать, что модель, которая лучше всего соответствует агрегированным данным, также лучше всего подходит для индивидуальных лактаций. Агрегация данных также может уменьшать или увеличивать MSE, в зависимости от того, выполняется ли агрегирование до или после подгонки. Например, Dematawewa, Pearson & VanRaden (2007) сопоставили отдельные кривые с точками данных для нескольких лактаций, которые, как ожидается, увеличат MSE по сравнению с отдельными лактациями из-за дополнительной вариабельности между лактациями.Эрлих (2011) подобрал большой набор данных, агрегированных DIM перед подгонкой, что снизило MSE до очень низкого уровня. Может поддерживаться любой из этих подходов, но значение значений MSE радикально меняется.

Применение моделей для кормления грудью широко варьируется. Большая работа была проделана с целью получения оценки генетической ценности дойных животных и их производителей, в частности, в Лаборатории программ улучшения качества животных Министерства сельского хозяйства США (USDA-AIPL) (Программы улучшения животных: Home, 2012) в Белтсвилле, штат Мэриленд и США. другими членами Международной службы оценки быков, «Interbull» (2012).Для этого приложения модели могут корректироваться с учетом влияния стадии лактации, породы, паритета, сезона и региона на продуктивность, а влияние окружающей среды рассматривается как смешивающие переменные, в то время как основной интерес представляет продуктивность отдельного животного. Однако для целей управления часто интересными переменными являются экологические последствия. Например, молочник может захотеть узнать эффект изменения в управлении переходом, а исследователь - эффект кормовой добавки.Изменения в распределении молока в период лактации, т. Е. Форма кривой, могут быть более чувствительными и специфичными при измерении эффектов краткосрочных изменений, таких как болезнь, кормление или жилище, но их можно количественно оценить только в том случае, если параметры модели относятся к форма кривой согласованным образом. Это было продемонстрировано Hostens et al. (2012) в исследовании взаимосвязи между метаболическими заболеваниями и производительностью молока. Глядя на данные по производству сырого молока или M305 (совокупное производство молока за первые 305 дней лактации), не было обнаружено статистически значимых взаимосвязей, но было обнаружено несколько значимых или очень значимых взаимосвязей между заболеваниями и значениями параметров для отдельных периодов лактации, установленных на MilkBot. Модель ® .Болезни переходного периода, как правило, повреждали рампы лактации, но наблюдалось компенсирующее увеличение стойкости, приводящее к небольшому чистому изменению M305. С помощью модели эти эффекты на распределение продуктивности в период лактации могут быть количественно определены как изменения соответствующих значений параметров для отдельных лактаций.

Модель, подобранную для отдельных лактаций, иногда можно использовать для прогнозирования суточной надоев молока и изучения влияния менеджмента и окружающей среды на надоев путем анализа остатков молока.Остаточные количества, то есть разница между ожидаемой и наблюдаемой суточной продуктивностью молока, можно отнести к факторам, выходящим за пределы области модели, таким как кормление, болезнь, окружающая среда или какое-либо вмешательство руководства. Остатки модели минимизируют влияние DIM на производство без эффекта сглаживания от выбора кумулятивного показателя, такого как M305.

Модель MilkBot ® использовалась с алгоритмом подбора Левенбурга-Марквардта для подбора совокупных кривых лактации для основных пород и потомков (Ehrlich, 2011).Запатентованный генетический алгоритм DairySight также доступен в Интернете (Ehrlich, 2012), чтобы соответствовать модели MilkBot ® в период лактации. При этом используется алгоритм максимального правдоподобия для возврата решения даже без точек данных, и в этом случае будут возвращены средние значения параметров генеральной совокупности. По мере того, как становится доступным больше точек данных, они объединяются с информацией a priori , и индивидуальные решения будут отличаться от средних значений для населения. Это означает, что чувствительность и специфичность подгонки к реальным различиям между лактациями будет увеличиваться по мере использования большего количества точек данных.Хотя процесс, очевидно, не может обнаружить различия в частях кривой, где нет точек данных, стабильное решение достигается почти во всех случаях, и решения обычно нечувствительны к небольшим изменениям точек данных. Коул, Эрлих и Нулл (2012), Хостенс и др. (2012) и Charlier et al. (2012) успешно использовали механизм настройки DairySight для настройки индивидуальных периодов лактации на основе данных ежемесячных испытаний.

Ни одна модель не идеальна, и тестирование никогда не завершается. Относительная эффективность моделей может зависеть от деталей изучаемой совокупности и используемых данных.Нормальные кривые продуктивности могут варьироваться в зависимости от породы, паритета и других групп и могут меняться со временем, поэтому тестирование должно быть непрерывным и в нескольких формах. Один из основных тестов состоит в том, чтобы делать соответствующие слепые прогнозы на основе модели и табулировать статистику ошибок прогнозирования. Cole, Ehrlich & Null (2012) показали, что прогнозы MilkBot ® обычно были более точными и точными, чем три другие модели лактации, путем расчета среднего значения и стандартного отклонения ошибки при прогнозировании молока следующего теста как функции DIM.Более общий тест - просто посмотреть, приводит ли применение модели к полезным результатам. Таким образом, сотни работ по генетическому отбору крупного рогатого скота с использованием моделей лактации и резкое улучшение производства молока у молочного скота, которому они способствовали, свидетельствуют о полезности моделей AIPL и Interbull. Аналогичным образом, недавние статьи Hostens et al. (2012) и Charlier et al. (2012) свидетельствуют о полезности модели MilkBot ® для измерения управленческих эффектов.

То, что менеджмент, порода и паритет влияют на величину продуктивности, очевидно, и могут быть измерены с помощью M305, пика молока или аналогичных показателей, но мало что известно об изменчивости кривой лактации , формы , за исключением животных первого потомства обычно демонстрируют большую стойкость и более низкий пик молока, чем более старые коровы.Часто предполагается, что форма кривой является биологически фиксированной, и что управление влияет только на ее величину, но это предположение может быть следствием трудности количественной оценки формы. Количественная оценка формы кривой лактации или распределения продуктивности в период лактации затруднена из-за отсутствия стандартной методологии и терминологии. Например, нет стандартного количественного определения «стойкости» в обычном использовании, и нет общепринятого количественного показателя скорости роста в начале лактации, который в модели MilkBot ® называется ramp .

Разработка модели лактации MilkBot ® была основана на убеждении, что управление молочным стадом влияет на форму кривых лактации, и что эти различия можно измерить статистически как средство изучения влияния управления и окружающей среды на производство молока. Нулевая гипотеза в этом контексте состоит в том, что форма кривой лактации - не существенно различается между молочными стадами и группами помета, или что, если такая вариабельность существует, модель MilkBot ® не дает никаких преимуществ при обнаружении и количественной оценке этой вариабельности.Важной вторичной целью является предоставление исходной информации для планирования эксперимента и построения конкретных гипотез о влиянии управления и окружающей среды на форму кривой лактации. Поскольку данных об управлении отдельными группами и стадами не было, такие причинно-следственные связи в данном исследовании являются полностью спекулятивными.

Методы

Разработка MilkBot ® модель

Rook, France и Dhanoa (1993) описывают общую модель лактации, состоящую из процесса роста, умноженного на процесс смерти и скаляра.Они предусматривают, что процессы роста и гибели должны быть монотонными, при этом функция роста возрастает от нуля до приближения к единице, а функция смерти убывает от единицы до приближения к нулю. Эти ограничения имеют важное влияние, делая скаляр в значительной степени ответственным за величину кривой с функцией роста, доминирующей по форме восходящей части нормальной кривой лактации, и функцией смерти, доминирующей в снижении поздней лактации или части кривой спада. . Обратите внимание, что функция роста возвращает кумулятивный рост как функцию времени, а не скорость роста .Это может быть выведено из ограничений. Мультипликативный вариант механистической модели Поллота (Pollott, 2000) следует этой общей модели, но часто цитируемая модель лактации Вуда (1967), хотя во всем остальном похожа на общую модель, не имеет верхнего предела функции роста, что приводит к масштабирование кривой лактации, совместно используемой скаляром и процессом роста.

При разработке модели MilkBot ® мы принимаем ограничения общей модели Ладьи и начинаем с ее расширения в обратном направлении, определяя функцию скорости роста , C ( т ), которая моделирует скорость создания лактационной способности .Это означает, что функция роста будет интегралом функции роста, а скорость роста будет производной от роста. Уравнение (1) определяет общую модель, как определено, и расширено, где Y ( т ) представляет надои молока в т дня лактации со скаляром a и G ( т ), D ( t ) и C ( t ), представляющие функции роста, смерти и скорости роста. (1) Y (t) = aG (t) D (t) = a∫ − ∞tC (t) dtD (t).Чтобы обеспечить соответствие стандартной практике, независимая переменная модели, t , представляет DIM, с t = 1 при родах, но в дальнейшем расширении общей модели и вопреки текущей стандартной практике мы отмечаем, что роды и начало лактации - отдельные события, хотя и связанные. Мы определяем начало лактации как среднюю точку роста продуктивности, а смещает переменную , c , которая представляет собой время между родами и этой средней точкой роста (началом лактации).Следовательно, G ( t ) = 1/2, когда t = c по определению.

Хотя C ( t ) не является строго вероятностным распределением, оно ограничено аналогичным образом, интеграл полного диапазона равен 1. Наиболее заметное распределение вероятностей, нормальное распределение, является очевидным кандидатом на C ( t ), что потребовало бы, чтобы скорость создания емкости вымени поднялась по колоколообразной кривой до пика около родов, а затем снова упала.Это имеет то преимущество, что он, по крайней мере, умеренно достоверен в отношении наблюдаемого роста ткани вымени и легко описывается двумя знакомыми параметрами, соответствующими стандартному отклонению нормальной кривой и параметру местоположения смещения.

Интеграл нормального распределения, кумулятивная нормальная функция, может быть вычислен только как неправильный интеграл, что значительно усложняет математику. Таким образом, просто как уступка простоте вычислений MilkBot ® использует аппроксимацию, распределение Лапласа, для C ( t ), потому что оно легко интегрируется, давая кривую аналогичной формы.Распределение Лапласа принимает разные математические формы для левой и правой сторон кривой, но поскольку ожидается, что пик приходится на период оплодотворения или около него, и нас не интересует форма роста до начала доения, левая часть функции может безопасно отбросить (уравнение (2)). С математической точки зрения это эквивалентно постулату о том, что скорость роста емкости вымени уменьшается экспоненциально от пика, который определяет начало лактации, и при достаточно высоком качестве данных можно было бы определить, является ли функция скорости роста экспоненциальной или гауссовской ближе к реальности, но После двух недель лактации различия между ними очень малы.Результирующая функция роста (уравнение (3)) математически эквивалентна функции Митчерлиха, описанной Rook, France & Dhanoa (1993), но с другой параметризацией, которая подчеркивает сходство с исходной гауссовой моделью. (2) Ct = 12bexpc − tb, где t> c (распределение Лапласа) (3) Gt = ∫ − ∞tC (t) dt = 1 − expc − tb2.

Для функции смерти , D ( t ) мы выбираем ту же функцию экспоненциального затухания, которую использовали Вуд, Ладья и другие.Dematawewa, Pearson & VanRaden (2007) изучали модели продолжительной лактации и обнаружили, что модели, показывающие экспоненциальное снижение этой формы, превосходят других кандидатов на лактацию продолжительностью более 305 дней. (4) Dt = exp (−dt). Подстановка Ур. (3) и (4) в уравнении. (1) дает модель MilkBot ® . (5) Yt = a1 − expc − tb2exp (−dt) (модель MilkBot®).

Экспериментальные данные

Группы по 50 лактаций в каждой были отобраны из 21 случайно выбранного молочного стада, а затем сравнивались, чтобы увидеть, влияют ли эффекты стада на форму кривой лактации.Стада были отобраны из большой базы данных DHIA по стадам, преимущественно в восточной половине США и содержащей ежемесячный вес молока от более чем шести миллионов лактаций в более чем 17000 стад. Это та же база данных, которая использовалась ранее для разработки стандартных агрегированных кривых породного паритета (Ehrlich, 2011). Первоначальный отбор был отобран 1 056 стад, по крайней мере, с 1 000 зарегистрированными лактациями в период с января 2005 г. по июнь 2008 г. Из них 21 стадо было отобрано случайным образом. Все точки данных после 305 DIM были отброшены, затем все лактации с менее чем 7 зарегистрированными ежемесячными тестовыми днями были отклонены.Лактации были разделены на две группы по паритету, причем все лактации после первой в одной группе. Затем каждая группа была упорядочена по дате отела, и одна лактация была выбрана случайным образом в качестве отправной точки. Затем отбирали периоды лактации вперед и назад по времени, пока не было собрано 50 лактаций. Если стадо не могло обеспечить достаточную лактацию ни в одной из групп, это стадо заменялось другим случайно выбранным стадом. Это привело к набору из 21 стада, каждая с 2 группами по 50 полных лактаций с последовательными датами отела.Все периоды лактации были подогнаны с использованием программы настройки DairySight (Ehrlich, 2012), и значения параметров записаны. Данные для каждой группы поголовья записывались в виде данных с разделителями-запятыми в один текстовый файл, а затем импортировались в систему Mathematica, 1 , которая использовалась для создания таблиц и рисунков. Было выбрано 21 стадо, потому что использование порогового значения p <0,05 в статистическом тестировании приводит к 1/20 вероятности ложного отклонения нулевой гипотезы. Таким образом, каждое стадо можно сравнить с 20 другими, ожидая, что в среднем будет одно ложноположительное значение при p <.05 для каждого сравниваемого параметра. Большие различия предполагают более чем случайную изменчивость между стадами.

Результаты и обсуждение

Концептуальный вывод, описанный в разделе «Методы», приводит к модели MilkBot ® , дающей суточный надой, Y ( т ) как функцию DIM ( т ), как показано в уравнении. (1). Y (t) = a1 − expc − tb2exp (−dt). Параметры модели a , b , c и d управляют формой и величиной кривой лактации.Этим параметрам даны описательные имена, основанные на функциях, из которых они были получены, и их влиянии на общую модель.

Расшифровка параметров

Параметр « a » - это параметр шкалы . Он может быть выражен в килограммах в день, в фунтах в день или аналогичным образом. Масштаб можно рассматривать как теоретический максимальный дневной урожай, который приближается к фактическому пику добычи, когда наклон приближается к нулю.Это должно быть положительное число. Для изменения модели на другую единицу измерения надоя требуется только применить соответствующее преобразование к параметру шкалы , в то время как значения всех других параметров остаются неизменными. Шкала может рассматриваться как описывающая степень лактации, в то время как другие три параметра описывают форму кривой.

Параметр « b » - это линейный параметр , контролирующий ширину функции «Скорость роста» и, таким образом, скорость увеличения надоев в начале лактации. Ramp Значения времени, обычно дни, и должны быть положительным числом. Простое правило большого пальца: когда т = r a м p , рост производственных мощностей завершается примерно на 82%.

Параметр « c » - это параметр смещения , описывающий смещение во времени между родами и началом лактации. Смещение - это время (дни), они могут быть положительными, отрицательными или нулевыми.Эффект смещения невелик, за исключением первых нескольких дней кривой лактации, поэтому обычно невозможно обнаружить изменение параметра смещения в подходящих периодах лактации, если нет суточного веса молока, охватывающего первые недели лактации. . При месячном интервале между контрольными точками значения параметра смещения имеют небольшое значение, и модель можно упростить, установив смещение равным нулю или константой, близкой к нулю. Установка смещения смещения на ноль эквивалентна общепринятому предположению, что лактация начинается во время родов.

Параметр « d » - это параметр распада , контролирующий скорость старения производственных мощностей. Распад является обратнозависимым по времени ( -1 дней). При нормальных обстоятельствах он должен быть ограничен положительными значениями. Эквивалентное альтернативное выражение для константы распада первого порядка, такой как параметр распада, - это период полураспада, который предлагает определение устойчивости лактации, которая, вместо того, чтобы быть привязанной к произвольной стадии лактации, является атрибутом период лактации в целом.(6) Стойкость = 0,693 распада. По этому определению распад - это время, которое потребовалось бы для того, чтобы производство упало вдвое, если бы мы игнорировали сторону роста модели. Поскольку функция роста приближается к единице в поздней лактации, распад , по этому определению, близок к фактическому периоду полураспада для выработки молока в поздней лактации. Подходящие значения распада , вероятно, будут более нормально распределены, чем персистентность, поэтому распад должен быть предпочтительным для большинства статистических расчетов, но может быть преобразован в персистентность впоследствии.

Математическая обработка уравнения. (1) позволяет вычислить некоторые полезные результаты. Установив производную равной нулю, мы можем рассчитать пиковый день, t p e a k , и из этого пикового молока y p e a к . Обратите внимание, что, как и , настойчивость , t p e a k и y p e a k атрибуты lactation как атрибуты lactation и менее чувствителен к какой-либо отдельной точке данных, чем метрики, основанные на сравнении отдельных тестовых дней.(7) tpeak = c − b log [(2bd) / (1 + bd)] (8) ypeak = Ytpeak = aexp (−d (c − b Log [2]) [a, b, c, d]) (1−1 / 2exp ((c− (c − b Log [2]) [ а, б, в, г]) / б)).

Суммарная добыча за два дня может быть рассчитана путем интегрирования, включая M305. (9) M305 = (a − aexp (−305d)) / d + (abexp (c / b) (- 1 + exp (−305 (1 / b + d)))) / (2 + 2bd).

Сравнение групп поголовья

Было проведено сравнение

групп с однородным стадом, чтобы установить, можно ли использовать параметры MilkBot ® или производные показатели (RMSE, M305, пиковый день, пик молока) для обнаружения статистических различий в кривых лактации между группами.Можно сделать вывод, что если такие различия существуют между стадами, они, вероятно, вызваны различиями в управлении или окружающей среде, и это предполагает, что статистический анализ установленных значений параметров или производных показателей может быть средством мониторинга продуктивности стада и обнаружения отклонений от нормы. Существующая литература твердо устанавливает, что гниение должно быть ниже в группах с первым потомством (более высокая настойчивость у телок), и что вероятны различия в таких показателях величины, как шкала , , пик молока и M305 между стадами. и паритеты.Гораздо менее ясно, влияют ли управление и окружающая среда на стойкость ( распад ), изменение , смещение , RMSE и время пика молока, или же они могут быть зафиксированы биологически и нечувствительны к управлению.

В таблице 1 приведены среднее значение по стаду M305, преобладающая порода и ссылки на файлы, содержащие данные по 50 отдельным лактациям для каждой из 42 групп. В таблице 2 собраны данные по всем группам поголовья по каждому параметру или производной метрике.Это общие средние значения группового среднего и группового стандартного отклонения, а также средний балл расхождения. «Оценка дивергенции» была рассчитана для каждой группы путем табулирования того, сколько из 20 других групп совпадающей четности имели значительно различающиеся средние значения параметра по Z-тесту при P <0,05, так что 1,0 будет ожидаемой оценкой дивергенции, если между группами нет различий, и более высокие баллы предполагают, что расхождение встречается чаще, чем можно было бы ожидать от случайной вариации.

Таблица 1:

Данные по стаду.

Среднее значение M305, преобладающая порода и файлы данных для 21 случайно выбранного молочного стада (файлы дополнительных данных доступны по адресу: Дополнительная информация).
Среднее значение M305 (кг) Порода 50 родов 1 лактации 50 родов 2 + лактации
Стадо A 6284 ДЖЕРСИ Дополнительные данные (файл 1.csv) Дополнительные данные (файл 2.csv)
Стадо B 7822 ПЕРЕКРЕСТНОЙ Дополнительные данные (файл 3.csv) Дополнительные данные (файл 4.csv)
Стадо C 8005 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 5.csv) Дополнительные данные (файл 6.csv)
Стадо D 8741 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 7.csv) Дополнительные данные (файл 8.csv)
Стадо E 9621 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 9.csv) Дополнительные данные (файл 10.csv)
Стадо F 9730 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 11.csv) Дополнительные данные (файл 12.csv)
Стадо G 9796 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 13.csv) Дополнительные данные (файл 14.csv)
Стадо H 10037 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 15.csv) Дополнительные данные (файл 16.csv)
Стадо I 10338 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 17.csv) Дополнительные данные (файл 18.csv)
Стадо J 10345 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 19.csv) Дополнительные данные (файл 20.csv)
Стадо K 10481 ДЖЕРСИ Дополнительные данные (файл 21.csv) Дополнительные данные (файл 22.csv)
Стадо L 10580 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 23.csv) Дополнительные данные (файл 24.csv)
Стадо M 10909 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 25.csv) Дополнительные данные (файл 26.csv)
Стадо N 11118 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 27.csv) Дополнительные данные (файл 28.csv)
Стадо O 11189 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 29.csv) Дополнительные данные (файл 30.csv)
Стадо P 11285 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 31.csv) Дополнительные данные (файл 32.csv)
Стадо Q 11332 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 33.csv) Дополнительные данные (файл 34.csv)
Стадо р. 11521 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 35.csv) Дополнительные данные (файл 36.csv)
Стадо S 11715 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 37.csv) Дополнительные данные (файл 38.csv)
Стадо T 11987 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 39.csv) Дополнительные данные (файл 40.csv)
Стадо U 12370 HOLSTEIN Дополнительные данные (файл 41.csv) Дополнительные данные (файл 42.csv)
DOI: 10.7717 / peerj.54 / table-1 Таблица 2:

Mean MilkBot ® статистика параметров для 2-х паритетных групп в 21 случайно выбранном молочном стаде.

Средние для всех стад среднегрупповых значений параметров и группового стандартного отклонения и оценки расхождения. Оценка дивергенции - это среднее количество совпадающих групп по четности (из 20 возможных), с которыми отдельные группы различаются по Z-критерию при P <.05 (Файлы дополнительных данных доступны по адресу: Дополнительная информация).
Метрика и четность Среднее групповое значение Средняя группа sd Средний балл расхождения
Шкала P1 (кг) 38.66 5,87 13,9
Весы P2 + (кг) 53,65 9,3 14,7
Пандус P1 (сут) 31,43 2.67 10,8
Пандус P2 + (дни) 26,13 7,66 8,8
Офсет P1 (сут) -0,5 0 0
Офсет P2 + (дн.) −0.37 0,39 4,6
Распад P1 ( -1 сутки ) 0,000974 0,000605 11,3
Распад P2 + (сутки −1 ) 0.002213 0,000858 12,5
RMSE P1 (кг) 3,73 1,51 12,5
RMSE P2 + (кг) 4.65 2,04 11.1
M305 P1 (кг) 9637 1460 14,6
M305 P2 + (кг) 11255 1811 16
PeakDay P1 89.83 32 7,2
PeakDay P2 + 59,18 15,87 12,8
PeakMilk P1 (кг) 33,87 6,18 13
PeakMilk P2 + (кг) 44.86 7,06 15,5
Файл данных P1 Дополнительные данные (файл 43.csv) Дополнительные данные (файл 44.csv) Дополнительные данные (файл 45.csv)
Файл данных P2 + Дополнительные данные (файл 46.csv) Дополнительные данные (файл 47.csv) Дополнительные данные (файл 48.csv)
DOI: 10.7717 / peerj.54 / table-2
Рисунок 1: Распределение совокупной продуктивности молока за 305 дней (M305) для групп с половым потомством из 50 последовательных лактаций в 21 случайно выбранном стаде.
Стада упорядочены по среднему значению M305, где наивысшее значение находится наверху. Ромбы показывают 95% достоверности относительно среднего значения по Z-тесту.Цветными полосами показаны квартили. Усы показывают полный диапазон.
Рисунок 2: Распределение подогнанного параметра шкалы ® для групп численности стада 50 последовательных лактаций в 21 случайно выбранном стаде.
Стада упорядочены по среднему значению M305, где наивысшее значение находится наверху. Ромбы показывают 95% достоверности относительно среднего значения по Z-тесту. Цветными полосами показаны квартили. Усы показывают полный диапазон.
Рисунок 3: Распределение подогнанного MilkBot ® ramp параметра для групп с 50 последовательными лактациями в 21 случайно выбранном стаде.
Стада упорядочены по среднему значению M305, где наивысшее значение находится наверху. Ромбы показывают 95% достоверности относительно среднего значения по Z-тесту. Цветными полосами показаны квартили. Усы показывают полный диапазон.
Рисунок 4: Распределение подогнанного MilkBot ® смещенного параметра для групп численности 50 последовательных лактаций в 21 случайно выбранном стаде.
Стада упорядочены по среднему значению M305, где наивысшее значение находится наверху. Ромбы показывают 95% достоверности относительно среднего значения по Z-тесту.Цветными полосами показаны квартили. Усы показывают полный диапазон.
Рисунок 5: Распределение установленного параметра MilkBot ® decay для групп с половым потомством из 50 последовательных лактаций в 21 случайно выбранном стаде.
Стада упорядочены по среднему значению M305, где наивысшее значение находится наверху. Ромбы показывают 95% достоверности относительно среднего значения по Z-тесту. Цветными полосами показаны квартили. Усы показывают полный диапазон.
Рисунок 6: Распределение среднеквадратичной ошибки аппроксимации (RMSE) для групп с определением стада из 50 последовательных лактаций в 21 случайно выбранном стаде.
Стада упорядочены по среднему значению M305, где наивысшее значение находится наверху. Ромбы показывают 95% достоверности относительно среднего значения по Z-тесту. Цветными полосами показаны квартили. Усы показывают полный диапазон.
Рисунок 7: Распределение дней пика надоев (день пика) для групп с половым потомством из 50 последовательных лактаций в 21 случайно выбранном стаде.
Стада упорядочены по среднему значению M305, где наивысшее значение находится наверху. Ромбы показывают 95% достоверности относительно среднего значения по Z-тесту. Цветными полосами показаны квартили.Усы показывают полный диапазон.
Рисунок 8: Распределение пиковой молочной продуктивности (пик молока) для групп с половым потомством из 50 последовательных лактаций в 21 случайно выбранном стаде.
Стада упорядочены по среднему значению M305, где наивысшее значение находится наверху. Ромбы показывают 95% достоверности относительно среднего значения по Z-тесту. Цветными полосами показаны квартили. Усы показывают полный диапазон.

На рисунках 1–8 показаны графики «прямоугольник и усы» для M305, масштаб , наклон , смещение , распад , RMSE, пиковый день и пик молока.На каждом участке стада упорядочены по среднему значению M305, при этом стадо с самой низкой продуктивностью (стадо A) находится внизу. Группы четности различаются по цвету. Для каждой группы серый ромб показывает 95% доверительный интервал Z-критерия вокруг среднего значения. Цветные столбцы показывают квартили выше и ниже среднего, а усы показывают полный диапазон для группы. Это означает, что группы с ромбами, которые перекрываются по вертикали, существенно не различаются по Z-тесту с достоверностью 95%. Если ромбы не перекрываются, значит выборка отличается на p <.05. Группы до 50 лактаций с ежемесячными данными тестов явно достаточны для выявления значительной изменчивости между стадами, за исключением , смещения и, возможно, пикового дня. Шкала , M305 и пиковое количество молока, кажется, следуют аналогичным схемам, что предполагает ожидаемую корреляцию, поскольку все они в первую очередь являются мерой величины лактации.

Скорость выше для телок, что указывает на более медленный рост продуктивности после отела. Можно предположить, что на изменчивость между стадом в пандусе может влиять управление переходом.Некоторые стада (C, I, L, N, R, T) показывают небольшую разницу в пандусе между группами оплодотворения, и поскольку переходные телки часто управляются иначе, чем коровы, легко разработать гипотезы о возможных причинах. Например, различия могут относиться к тому, содержатся ли свежие телки в группах с более старыми животными, поскольку конкуренция со старшими животными может ограничивать потребление корма телками и замедлять рост производственных мощностей. То, что одни и те же стада, как правило, демонстрируют широкий диапазон значений пандуса среди зрелых коров, добавляет еще один повод для размышлений и исследований.

Существует небольшая разница в смещении смещения внутри или между стадами, что неудивительно, поскольку были доступны только ежемесячные веса молока, а биологически значимые различия в смещении смещения не имели бы большого эффекта после первых нескольких дней лактации. Тем не менее, у половозрелых коров имеется статистически значимых различий в среднем смещении на целых 0,3 дня (8 часов). Очень маловероятно, что это отражает биологически или экономически значимые различия в смещении и .Скорее всего, имея только месячные данные, механизм подгонки испытывает трудности с дифференциацией смещения смещения от наклонной плоскости , поэтому делает правильный выбор, приписывая большую часть, но не всю изменчивость, наклонной плоскости . Это приводит к корреляции между смещением и наклоном как артефактом процесса подгонки. Одно простое решение - игнорировать смещение при использовании ежемесячных данных испытаний. Остается непроверенная возможность, что истинные различия в смещении будут обнаружены при суточном весе молока.

Телки имеют заметно более низкую гниль (большая стойкость), чем взрослые коровы, но также существуют значительные различия между стадами. Например, стойкость взрослых коров в стаде K немного выше, чем у телок в стаде C. Различия между коровами и телками также широко варьируются в разных стадах. Факторы, которые могут повлиять на устойчивость, включают использование rBST (рекомбинантный соматотропин крупного рогатого скота), питание, контроль мастита и многие другие переменные в управлении, окружающей среде и генетике.Они могут иметь большое экономическое значение за счет воздействия на производство в целом.

Распределение RMSE интересно тем, что большая согласованность в протоколе тестирования, генерирующем производственные данные, или в реальном производстве должна снизить RMSE. Мастит, хромота, плохое управление кормлением и многие другие проблемы, вероятно, увеличат RMSE, так что он может быть полезен в качестве общего, хотя и несовершенного, показателя качества содержания и благополучия коров. Их чрезвычайно сложно измерить объективными критериями, поэтому даже несовершенная методология может оказаться полезной.Например, стадо T имеет высокую продуктивность, но при этом относительно высокий RMSE, что может отражать проблемы управления или просто более низкое качество сбора данных. Есть несколько выбросов, например, отдельные лактации в стадах N и T с очень высоким RMSE. Например, стадо N включает однократную лактацию с RMSE 24,8 кг и массой молока, зарегистрированной как (47,7, 83,1 84,4, 32,2, 8,2, 55,4, 77,2, 64,5, 34, 24,1) кг примерно с интервалом в месяц. Очевидно, это крайне ненормальная лактация и, вероятно, корова с проблемами со здоровьем.Некоторая часть RMSE должна быть отнесена на счет предвзятости, присущей процессу проектирования и подгонки модели, поскольку ни одна модель или процесс подгонки не идеальны. Эта системная ошибка должна быть случайным образом распределена между стадами, поэтому изменчивость RMSE между стадами предполагает, по крайней мере, то, что системная ошибка не является чрезмерной. Оставшуюся часть иногда называют случайной ошибкой, что отражает высокую вариабельность, которая ожидается даже между последовательными доениями. Вероятно, это неправильное название, поскольку большая часть изменчивости, вероятно, имеет причину, будь то несоответствие времени доения, вариабельность кормов, погрешность счетчика, погода, болезнь или любая из тысяч других возможных причин.Ясно, что некоторые из них поддаются контролю, а некоторые - нет, но RMSE позволяет их измерять, по крайней мере, коллективно.

Пик молока и день пик коррелируют с параметрами, на основании которых они рассчитываются. Возможно, что они могут лучше коррелировать с некоторыми интересующими переменными, чем с отдельными параметрами, но это еще предстоит выяснить. Пиковое молоко демонстрирует картину, аналогичную шкале , но с большей разницей между коровами и телками из-за более низкого разложения , который характерен для телок.Пиковый день не сильно зависит от уровня продуктивности и показывает относительно небольшие различия между стадами, что позволяет предположить, что он более устойчив с биологической точки зрения и в основном нечувствителен к управлению и окружающей среде.

Пиковое количество молока иногда используется вместе с правилом большого пальца, согласно которому каждая единица пикового молока соответствует 250 единицам в M305 или какой-либо подобной смеси. Это предполагает, что форма кривой лактации одинакова для всех стад, и на нее не влияют какие-либо изменения в управлении, которые могут улучшить пик молока.Мы можем почувствовать практический эффект изменчивости стада в форме кривой, посмотрев, как она влияет на это правило большого пальца. Можно вывести довольно сложную формулу 2 , чтобы вычислить, сколько изменений будет в M305, если шкала будет увеличена достаточно, чтобы увеличить пиковое количество молока на одну единицу. Это зависит от значений трех других параметров, особенно распад . Для стада C, например, единица пика соответствует 230 единицам M305 для телок и 188 единицам для коров, в то время как в стаде Q это 267 и 221 единица соответственно.

Выводы

Полумеханическое происхождение модели MilkBot ® придает четкое значение шкале параметра , шкале как измерению величины и параметрам наклона, смещения и распад как мерой формы кривой лактации. Параметр распада также предлагает определение стойкости , выраженной как период полураспада, называемый стойкостью , который является признаком лактации в целом, а не какой-либо конкретной части.Параметры можно легко использовать для расчета M305, пикового молока, пикового дня, ожидаемой продуктивности в любой день кривой или совокупной продуктивности за период лактации.

Нулевая гипотеза отклоняется. Форма кривой лактации действительно различается в разных группах поголовья. Эти различия можно количественно оценить статистически, сопоставив отдельные периоды лактации с моделью MilkBot ® и суммируя установленные значения параметров. По крайней мере, некоторые из этих различий можно предположить из-за различий в управлении между группами, но мало что известно о возможных причинах.

Полумеханическое происхождение модели MilkBot ® может также выдвигать гипотезы о том, что определенные вмешательства могут влиять на определенные параметры или рассчитываемые на их основе показатели, такие как M305, пик молока или пиковый день. Подбор полевых или экспериментальных данных к модели позволяет проверить такие гипотезы. Эта методология, по-видимому, способна количественно оценить эффекты, которые было бы трудно или невозможно обнаружить, используя только массу сырого молока или M305. Аналогичным образом, параметры можно использовать для прогнозирования молока в будущем при неполной лактации.Тогда остатки можно обобщить как меру воздействия краткосрочных изменений в управлении или окружающей среде.

С нелинейными моделями во многих отношениях труднее работать, чем с линейными, но они могут представлять биологию лучше, чем это возможно, когда модели ограничиваются линейными или полиномиальными функциями. Методы подгонки наблюдаемых данных к нелинейным моделям сильно различаются, и производительность механизма подбора часто зависит от характеристик подбираемого набора данных, а также от модели.Несмотря на трудности, нелинейные модели могут облегчить понимание сложных биологических процессов, и было показано, что модель MilkBot ® позволяет с хорошей точностью прогнозировать будущую продуктивность молока в отдельные периоды лактации и может количественно определять то, что кажется биологическим и экономическим. достоверные различия в форме кривой лактации между группами животных.

Производство молока - очень чувствительный индикатор здоровья коров, а также самый важный экономический фактор для молочных ферм.Механизм подгонки DairySight (Ehrlich, 2012) может успешно соответствовать отдельным периодам лактации по данным ежемесячных тестов, хотя следует ожидать значительного RMSE, возвращая набор значений параметров, которые описывают лактацию в целом. RMSE подобранных лактаций может использоваться как мера стабильности. Можно надеяться, что благодаря количественной оценке формы, величины и последовательности лактации повторяющимся образом, в будущем будет возможна большая работа.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *