Какое оборудование нужно для мини-молокозавода

Мини-молокозавод — это не просто набор аппаратов для переработки молока. Оборудование должно образовывать единую технологическую линию: принимать сырье, обеспечивать его хранение и обработку, выпускать нужный ассортимент, передавать продукцию на фасовку и проходить санитарную мойку.

Состав такой линии зависит прежде всего от трех факторов: объема переработки, ассортимента и режима работы предприятия. Для выпуска пастеризованного молока достаточно относительно простой схемы. Если планируется производить сливки, кисломолочную продукцию, творог или сыр, появляются дополнительные технологические участки.

Поэтому проектирование мини-молокозавода обычно начинается не с выбора конкретной модели пастеризатора или резервуара, а с определения того, какой продукт, в каком количестве и по какой технологии предприятие собирается выпускать.

От чего зависит комплект оборудования

Перед подбором оборудования необходимо определить:

• объем молока, который будет поступать за смену или сутки;
• ассортимент продукции;
• необходимую производительность каждого участка;
• способ фасовки;
• количество рабочих смен;
• доступные инженерные мощности;
• площадь и конфигурацию помещения.

Один и тот же объем сырого молока можно перерабатывать по разным технологическим схемам.

Если предприятие выпускает только питьевое пастеризованное молоко, сырье проходит приемку, очистку, при необходимости нормализацию и гомогенизацию, затем пастеризацию, охлаждение и фасовку.

При производстве сметаны, йогурта, кефира, творога или сыра технологический процесс становится сложнее: появляются операции сепарации, сквашивания, обработки сгустка, работы с сывороткой и дополнительные емкости.

Поэтому универсального комплекта мини-молокозавода не существует.

Базовая технологическая схема мини-молокозавода

Обобщенно линия переработки молока может выглядеть следующим образом:

приемка → очистка → охлаждение и хранение → сепарация и нормализация при необходимости → гомогенизация → пастеризация → охлаждение → дальнейшая переработка или фасовка.

Последовательность отдельных операций зависит от продукта и принятой технологии.

Параллельно работают вспомогательные системы: холодоснабжение, горячая вода, насосы, трубопроводы, автоматика и CIP-мойка.

Участок приемки молока

На первом этапе сырье поступает на предприятие и передается в технологическую линию.

Если молоко доставляют автоцистернами, приемный участок может включать насос, фильтрацию, средства измерения количества продукта и оборудование для отбора проб.

Для небольшого завода этот узел обычно компактен, однако его производительность должна соответствовать объему поступающего сырья. Если приемка работает медленно, увеличивается время разгрузки транспорта. Если слишком быстро по сравнению с последующими участками, потребуется достаточный резерв емкостей.

Фильтрация и очистка

Перед переработкой молоко очищают от механических загрязнений.

В зависимости от производительности предприятия применяют фильтры или центробежные молокоочистители.

Очистка защищает последующее оборудование и помогает поддерживать стабильность технологического процесса. Особенно это относится к теплообменникам и сепарационному оборудованию.

Емкости для хранения и обработки молока

После приемки молоко может сразу поступать на переработку либо временно храниться.

Для этого используют резервуары из пищевой нержавеющей стали. В зависимости от назначения они оснащаются теплоизоляцией, мешалками, рубашками охлаждения или нагрева, датчиками температуры и уровня, а также устройствами для циркуляционной мойки.

Количество и объем емкостей рассчитывают по графику производства.

Если сырье поступает один раз в сутки большой партией, потребуется одна схема хранения. Если несколько небольших партий поступают в течение смены, емкостной парк может быть организован иначе.

Отдельные резервуары могут использоваться для сырого молока, промежуточного продукта и готовой продукции.

Охлаждение молока

Система холода необходима практически на всех этапах молочного производства.

Сырье после приемки нужно хранить при заданной температуре, пастеризованный продукт — быстро охлаждать, а кисломолочную продукцию — переводить из режима сквашивания в режим хранения.

Для получения холода применяют чиллеры, системы ледяной воды и другое холодильное оборудование.

Мощность такой системы рассчитывают по общей тепловой нагрузке. Учитываются не только пастеризатор, но и резервуары, технологические процессы и холодильные камеры.

Если холодоснабжение подобрано без учета одновременной работы оборудования, линия может не выдерживать необходимые температурные режимы.

Сепаратор

Сепаратор нужен в тех случаях, когда технологическая схема предполагает разделение молока на сливки и обезжиренную часть.

Он применяется при производстве сливок, сметаны, масла, нормализованного молока и других продуктов, для которых требуется регулировать содержание жира.

После разделения сливки и обезжиренное молоко могут использоваться отдельно либо смешиваться в рассчитанном соотношении.

Для предприятия, которое получает сырье со стабильными характеристиками и выпускает ограниченный ассортимент без разделения жировой фазы, отдельная сепарация может не предусматриваться.

Решение зависит от рецептур и требований к конечному продукту.

Нормализация молока

Нормализация позволяет получить продукт с заданной массовой долей жира.

На небольших производствах для этого используют сепаратор, емкости и систему смешивания потоков. На более автоматизированных линиях соотношение компонентов может регулироваться системой управления.

Нормализация — это технологическая операция, поэтому отдельный аппарат с таким названием в составе линии требуется не всегда.

Способ ее организации выбирают в зависимости от производительности предприятия, количества рецептур и необходимой точности дозирования.

Гомогенизатор

Гомогенизатор используется для уменьшения размеров жировых шариков и более равномерного распределения жировой фазы.

В результате продукт становится более однородным и меньше склонен к отстаиванию сливок.

Гомогенизация применяется при производстве питьевого молока, сливок и многих других молочных продуктов, но ее необходимость и режим определяются конкретной технологией.

Если часть ассортимента не требует такой обработки, трубопроводная схема может предусматривать разные маршруты движения продукта.

Пастеризационно-охладительная установка

Один из основных участков молочного производства — тепловая обработка.

На небольших предприятиях могут использоваться ванны длительной пастеризации, а при поточной работе — пластинчатые или трубчатые пастеризационно-охладительные установки.

Пластинчатые системы подходят для жидких продуктов и позволяют организовать эффективный теплообмен. Трубчатое исполнение выбирают, когда этого требуют свойства продукта и технологический режим.

В поточной установке молоко последовательно нагревается, выдерживается при требуемой температуре и охлаждается. При наличии секции рекуперации часть тепла уже обработанного продукта используется для предварительного нагрева входящего потока, что снижает потребление энергии.

При выборе установки учитывают не только количество литров в час. Значение имеют продукт, температурный режим, продолжительность работы линии и планируемый ассортимент.

INOX производит пластинчатые и трубчатые пастеризационно-охладительные установки для молочной промышленности.

Буферные емкости

Не все технологические операции идут с одинаковой скоростью.

Например, пастеризатор может работать непрерывно, тогда как следующий участок принимает продукт партиями. В таком случае между ними устанавливают буферную емкость.

Она временно принимает продукт и помогает согласовать разные режимы работы оборудования.

Количество таких резервуаров зависит от структуры линии. Избыточный емкостной парк занимает площадь и увеличивает стоимость проекта, поэтому буферные емкости закладывают там, где они действительно требуются технологией.

Оборудование для кисломолочной продукции

При выпуске кефира, йогурта, сметаны и другой кисломолочной продукции после подготовки молока необходимо организовать процессы внесения закваски, сквашивания, перемешивания и охлаждения.

Для этого применяют технологические емкости с контролем температуры.

Конструкция зависит от продукта. При выборе учитывают вязкость массы, режим перемешивания, температуру процесса и способ передачи готовой продукции на фасовку.

Чем шире ассортимент, тем внимательнее нужно планировать количество емкостей и график их использования. Один резервуар можно задействовать для нескольких продуктов, но только если технологические циклы не мешают друг другу.

Оборудование для производства творога

Творожный участок требует оборудования для получения и обработки сгустка, отделения сыворотки и подготовки продукта к дальнейшей фасовке.

Конкретная комплектация зависит от выбранной технологии.

При проектировании необходимо предусмотреть не только работу с творожной массой, но и сбор сыворотки. Это отдельный технологический поток, который нужно хранить, перерабатывать либо выводить с производства в соответствии с принятой схемой.

Что понадобится для производства сыра

Если ассортимент мини-молокозавода включает сыр, потребуется отдельный сыродельный участок.

Молоко поступает в сыроизготовитель или сыродельную ванну, где формируется сгусток и производится сырное зерно. Затем, в зависимости от вида продукта, могут выполняться формование, прессование, посол и созревание.

Сыроварение относится к периодическим процессам, поэтому производительность такого участка нельзя оценивать только в литрах молока в час.

Необходимо учитывать объем одной варки, продолжительность цикла и количество партий, которые можно произвести за смену.

Насосы, трубопроводы и пищевая арматура

Отдельные аппараты превращаются в производственную линию только после их объединения трубопроводами.

Система транспортировки продукта включает насосы, клапаны, арматуру и трубы из материалов, разрешенных для контакта с пищевой продукцией.

Тип насоса выбирают под свойства продукта. Для жидкого молока и вязкой кисломолочной массы могут потребоваться разные решения.

Трубопроводную схему проектируют таким образом, чтобы продукт мог проходить по нужному маршруту, а оборудование — полноценно промываться.

При широком ассортименте система становится сложнее, поскольку один и тот же участок должен переключаться между несколькими технологическими направлениями.

CIP-станция

Молочные продукты создают благоприятную среду для развития микроорганизмов, поэтому санитарная обработка оборудования является обязательной частью производственного процесса.

Для мойки закрытых технологических контуров применяются CIP-системы — Cleaning in Place.

Моющие растворы циркулируют через резервуары, теплообменники и трубопроводы без необходимости разбирать всю линию после каждого производственного цикла.

CIP-станция может включать резервуары для воды и растворов, насосы, нагрев, систему дозирования и автоматику.

INOX выпускает оборудование для циркуляционной мойки с различной степенью автоматизации и вариантами нагрева.

Систему мойки желательно закладывать одновременно с основным оборудованием. В этом случае технологические и санитарные контуры можно согласовать еще на стадии проекта.

Фасовочное оборудование

Производительность мини-молокозавода определяется не только тем, сколько молока способен обработать пастеризатор.

Если фасовочная линия работает медленнее остальных участков, именно она становится ограничением всего производства.

Оборудование выбирают под тип упаковки, объем тары и требуемую скорость розлива.

Для небольших объемов можно использовать полуавтоматические установки. При росте производства целесообразна автоматическая фасовка.

При расчете важно учитывать реальный выпуск продукции за смену, время переналадки и количество форматов упаковки.

Хранение готовой продукции

После фасовки большая часть молочной продукции требует хранения при заданной температуре.

Следовательно, в состав проекта входят холодильные камеры или другие решения для поддержания необходимого режима.

Размер зоны хранения рассчитывают по производительности предприятия и графику отгрузок.

Если продукция отправляется покупателям ежедневно, запас может быть небольшим. Если она накапливается несколько суток, потребуется больше холодильной площади.

Лабораторный контроль

Мини-молокозавод должен иметь систему контроля сырья, технологического процесса и готовой продукции.

Объем собственного лабораторного оснащения зависит от ассортимента и организации контроля. Часть показателей можно определять непосредственно на предприятии, часть исследований — передавать в аккредитованные лаборатории.

Контроль начинается уже на приемке сырого молока, поэтому место для отбора и исследования проб желательно учитывать при проектировании производственных помещений.

Автоматизация производства

Уровень автоматизации небольшого молокозавода может быть разным.

Система управления способна контролировать температуру, работу насосов и клапанов, направление потоков, параметры пастеризации и отдельные этапы мойки.

Полная автоматизация каждого участка не всегда экономически оправданна. Ее глубину выбирают исходя из сложности технологии, ассортимента и требований к воспроизводимости процессов.

Чем больше рецептур и технологических маршрутов используется на предприятии, тем больше значение автоматизации для стабильной работы линии.

Какие инженерные системы нужны мини-молокозаводу

Помимо основного оборудования необходимо предусмотреть:

• электроснабжение;
• холодную и горячую воду;
• холодоснабжение;
• систему отвода стоков;
• вентиляцию;
• источник тепла;
• при необходимости — сжатый воздух.

Расходы этих ресурсов рассчитывают для всей линии с учетом одновременной работы аппаратов.

При производстве молочной продукции необходимо соблюдать требования ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции», а общие требования к процессам производства пищевой продукции установлены ТР ТС 021/2011.

Как выглядит комплектация для разных типов производства

Только пастеризованное молоко

Базовая линия может включать:

приемный участок, фильтрацию, емкости для сырья, пастеризационно-охладительную установку, при необходимости гомогенизатор, резервуар готового продукта и фасовку.

Дополнительно предусматриваются холод, насосы, трубопроводы и CIP-мойка.

Молоко, сливки и кисломолочная продукция

В такой схеме появляются сепаратор и дополнительные технологические емкости.

Возрастает количество маршрутов движения продукта, поскольку после первичной обработки сырье распределяется между несколькими участками.

Также увеличивается потребность в холоде и емкостях для сквашивания и промежуточного хранения.

Молоко, творог и сыр

Такой ассортимент требует отдельного оборудования для работы со сгустком и сывороткой.

Творожное и сыродельное производство состоит из периодических операций, поэтому здесь особенно важно правильно рассчитать количество емкостей и продолжительность каждого цикла.

Как определить производительность линии

Расчет желательно начинать с планового выпуска готовой продукции.

Простой подход «объем молока за смену разделить на количество рабочих часов» не дает точного результата. Часть времени занимает подготовка оборудования, переключение между продуктами, санитарная мойка и периодические технологические операции.

Нужно учитывать:

объем сырья → ассортимент → размер партии → длительность процессов → количество циклов за смену → требуемую производительность оборудования.

После этого проверяют пропускную способность каждого участка.

Если пастеризатор рассчитан на 2 000 литров в час, а фасовка способна обработать только 800 литров, увеличение мощности пастеризатора не повысит фактический выпуск предприятия.

Нужно ли покупать отдельный аппарат для каждой операции

Не обязательно.

На небольшом предприятии отдельные емкости и участки могут использоваться для нескольких продуктов, если технология позволяет это делать без пересечения производственных циклов.

Такой подход помогает сократить первоначальные затраты и площадь производства.

Однако чрезмерное совмещение тоже создает проблемы. Если один резервуар одновременно необходим для нескольких процессов, он может превратиться в постоянное узкое место.

Поэтому экономия на количестве оборудования должна подтверждаться расчетом загрузки, а не только стремлением уменьшить стоимость проекта.

Почему планировку цеха нужно делать одновременно с подбором оборудования

Паспортные габариты аппарата показывают только его физический размер.

В реальном цехе нужно предусмотреть пространство для обслуживания, демонтажа отдельных узлов, проходов персонала, подключения коммуникаций и прокладки трубопроводов.

Также учитывается движение сырья, полуфабрикатов, готовой продукции и персонала.

Если сначала купить оборудование, а затем пытаться разместить его в существующем помещении, может потребоваться изменение трубопроводов или планировки.

Проектирование технологической схемы и размещения оборудования одновременно позволяет избежать таких проблем.

Типичные ошибки при комплектации

Одна из наиболее распространенных ошибок — покупать аппараты по отдельности без общей технологической схемы. В результате оборудование может оказаться несовместимым по производительности или способу подключения.

Вторая проблема — недооценка вспомогательных систем. Недостаток холода, тепла или мощности CIP-станции способен ограничить работу завода не меньше, чем неправильно подобранный пастеризатор.

Еще одна ошибка — попытка сразу запустить слишком широкий ассортимент. Каждый новый продукт требует дополнительных операций, времени и емкостей. На старте рациональнее сформировать основное направление и предусмотреть возможность дальнейшего расширения.

Также стоит учитывать перспективу роста. Если предприятие планирует увеличить переработку, отдельные участки можно заранее подобрать с разумным запасом или предусмотреть возможность подключения дополнительного оборудования.

Что подготовить перед заказом оборудования

Чтобы производитель смог корректно рассчитать линию, желательно заранее определить:

Объем переработки. Сколько сырья поступает за смену и сутки.

Ассортимент. Какие продукты предприятие будет выпускать на старте.

Фасовку. Тип упаковки и ее объем.

График работы. Количество смен и продолжительность производственного цикла.

Характеристики помещения. Площадь, высоту и расположение инженерных коммуникаций.

Доступные ресурсы. Электрическую мощность, воду, источник тепла, холодоснабжение и канализацию.

На основании этих данных разрабатывается технологическая схема и определяется состав оборудования.

Как подобрать оборудование для мини-молокозавода

Мини-молокозавод обычно включает несколько взаимосвязанных групп оборудования: приемку и хранение сырья, тепловую обработку, емкостное хозяйство, насосы и трубопроводы, холодоснабжение, фасовку и систему мойки.

Сепараторы, гомогенизаторы, сыродельное и другое специализированное оборудование добавляются в зависимости от ассортимента.

Главный принцип комплектации — не максимальное количество аппаратов, а согласованная работа всей линии. Если каждый участок рассчитан под общую производительность и технологию, предприятие сможет использовать оборудование без постоянных простоев и лишних промежуточных операций.

Мини-молокозавод под ключ от INOX

INOX проектирует и производит оборудование для предприятий молочной промышленности, комплектует технологические линии, выполняет монтаж и пусконаладочные работы. Компания выпускает пастеризационно-охладительные установки, CIP-станции, емкостное и вспомогательное оборудование и подбирает конфигурацию под конкретный технологический процесс.

Если вы планируете запуск нового мини-молокозавода или модернизацию действующего производства, специалисты INOX помогут определить необходимую производительность, состав оборудования и схему размещения. Оставьте заявку на сайте, чтобы обсудить исходные данные проекта и получить решение под ваш ассортимент и объем переработки.