Системный подход к хранимоспособности молочных консервов

Для определения основных этапов производства молочных консервов, оказывающих определяющее влияние на формирование их хранимоспособности, проведен системный анализ технологических и организационных условий на основе метода SA-диаграмм Д. Росса.

Системный подход в целом позволяет из сложных процессов формирования окончательной хранимоспособности готового продукта выделить простые технологические операции, поддающиеся управлению, повысить стабильность их функционирования и, что очень важно, найти узкие места, требующие модернизации или принципиально нового решения. Для построения математической модели подсистемы разбиваются на операции (операторы) и процессы (процессоры). Такое моделирование по уровням позволяет определить материальные и информационные потоки, изменение форм и состава компонентов, зафиксировать коллоидные, биохимические, микробиологические и другие процессы.

В отличие от этой структуризации метод SA-диаграмм Д. Росса предполагает разбиение сложной производственной цепочки на локальные подсистемы таким образом, чтобы каждая подсистема в пределах своего уровня взаимодействовала с небольшим числом других подсистем, а ее дальнейшее рассмотрение было возможно в рамках многоуровневого исследования полученной структуры. Описание имеет форму SA-модели и включает в себя декомпозицию данных и декомпозицию действий. Для выделения части некоторого целого обе декомпозиции используют одну и ту же графическую конструкцию SA-блок. С помощью методологии SA-диаграмм легко представляются такие аспекты функционирования систем, как управление, обратная связь и механизм управления.

Метод дает общее представление производственного процесса на структурном уровне, позволяющем выяснить основные моменты отдельных операций, дать их обобщенные характеристики и при необходимости — углубленное представление об основных частях, что важно при анализе известных технологических процессов и разработке вновь создаваемых.

Представим технологический процесс производства молочных продуктов повышенной хранимоспособности и подробнее рассмотрим его на примере сгущенных молочных консервов с сахаром (рис. 13.6).

Рис. 13.6. Общая модель формирования показателя хранимоспособности:

X — сырье; Y — готовая продукция; С1 — качество сырья; С2 — схема производства сгущенных молочных консервов с сахаром; СЗ — параметры технологического процесса; С4 — рабочая и нормативная документация; С5 — условия и режимы хранения; С6 — алгоритм управления; D — функциональные и пищевые добавки, как механизм постадийного воздействия на процессы; Ml — технологическое оборудование и корректирующие воздействия на машины и механизмы;

М2 — корректирующие воздействия на технологические параметры;

М3 — измерительные (испытательные) приборы и оборудование Схема, представленная на рис. 13.7, является общей моделью для применения формальных методов и процедур моделирования. Согласно приведенной схеме хранимоспособность молочных консервов с использованием SA-диаграмм представлена в виде шести блоков. Каждый функциональный блок диаграммы представлен в виде совокупности других взаимосвязанных блоков, которые детально описывают необходимый процесс.

Операции блока 1 осуществляются в соответствии с технологической документацией (С4) на предназначенном для приемки, хранения и подготовки к производству оборудовании (Ml). Сырье, поступающее на предприятие, подвергается входному контролю (К1). Информация о качестве сырья учитывается при выработке корректирующих мероприятий на всех последующих стадиях технологического процесса.

Рис. 13.7. Представление технологии сгущенных молочных консервов с сахаром в виде SA-диаграммы.

• 1 — оценка качества и учет массы, подготовка сырья; 2 — подготовка нормализованной смеси; 3 — сгущение и охлаждение сгущенного продукта;
• 4 — фасование; 5 — хранение; 6 — контроль качества

Блок 2 является определяющим в формировании хранимоспособности (рис. 13.8). Процесс подготовки нормализованной смеси подразделяется на подпроцессы — дозирование компонентов, приготовление нормализованной смеси, подогрев, очистку, гомогенизацию, пастеризацию. Совокупность сырья XI на входе в блок, пройдя указанные операции (XI.1 —> XI.2 —"XI.3 —>Х1.4 —> XI.5) в соответствии с параметрами технологического процесса СЗ, определяемыми выбранной схемой С2 и описанными в технологической документации С4, приобретает необходимые свойства: минимальное количество микроорганизмов, однородный состав. В зависимости от показателей качества нормализованной смеси на выходе (Х2) на каждой стадии могут быть приняты корректирующие решения: использование добавок (Д), являющихся носителями определенных компонентов (например, сухое обезжиренное молоко, молочный и немолочный жир), функциональных по воздействию на структурномеханические свойства продукта (стабилизаторы, загустители), по влиянию на физиологическую полноценность готового продукта; изменение технологических параметров (М2) при приготовлении нормализованной смеси (например, температурных режимов подогревания, пастеризации, давления гомогенизации), дозирования немолочного жира (Ml).

Рис. 13.8. SA-диаграмма процесса приготовления нормализованной смеси.

Для правильного выбора корректирующего решения на каждой стадии должен осуществляться контроль показателей: К1.1 — температура, кислотность, отношение массовых долей жира и COMO; К1.2 — температура, кислотность, отношение массовых долей жира и СОМО; К1.3 — температура; К1.4 — температура, КМАФАнМ; К1.5 — температура, давление, эффективность гомогенизации, на выходе для Х2 — температура, фосфатаза, кислотность, содержание клеток БГКП. При анализе состава нормализованной смеси целесообразно определять количество спорообразующих микроорганизмов.

Блок 3 — сгущение и охлаждение сгущенного продукта — представлен подпроцессами: дозирование компонентов, смешивание компонентов, сгущение, вакуумное охлаждение, включающим всю совокупность процессов, происходящих при формировании структуры продукта при концентрировании и охлаждении, определяющих конечное качество сгущенных молочных консервов с сахаром (рис. 13.9).

Рис. 13.9. SA-диаграмма процесса сгущения и охлаждения сгущенных молочных консервов с сахаром.

Дозирование компонентов определяется качеством сырья (С1) (например, СОМО молока, массовой долей сахарозы в сахаре и т. д.) и осуществляется по технологической документации (С4) в соответствии с параметрами процесса (СЗ) (например, температурой пара, давлением в калоризаторе) в зависимости от выбранной технологической схемы (С2) (с сахарным сиропом или молочно-сахарной смесью). В основе процессов выпаривания и кристаллизации лактозы, управляемых факторами С1, СЗ и С4, лежат более глубокие физико-механические и коллоидные процессы, закономерности которых могут иметь математическую интерпретацию (С6).

В зависимости от показателей качества сгущенных молочных консервов с сахаром (К2) с учетом их характеристик на более ранних ступенях (К2.3, К2.4) вырабатываются корректирующие решения по изменению технологических параметров М2, в соответствии с ними работы машин и механизмов Ml.

Блок 5 — хранение — предусматривает входной контроль продукта, поступающего на хранение в соответствии с качественным удостоверением, сроки, условия и режимы хранения.

В зависимости от показателей качества сгущенных молочных консервов с сахаром (К5) вырабатываются корректирующие решения по изменению технологических параметров М2, в соответствии с ними — работы машин и механизмов Ml.

Основная задача — регулирование хранимоспособности — решается посредством направленной подготовки нормализованной смеси с минимальной микробиологической обсемененностью и получения сгущенных молочных консервов с сахаром с показателем активности воды 0,83—0,85. Вторая задача — внесение нутриентов для повышения питательной ценности сгущенных молочных консервов с сахаром в соответствии с физиологической потребностью организма человека — решается на стадии подготовки нормализованной смеси. Следовательно, наиболее важными этапами для повышения хранимоспособности сгущенных молочных консервов с сахаром, обеспечивающими возможность принятия своевременных регулирующих решений для получения изделий высокого качества как по совокупности органолептических и физико-химических показателей, так и по сбалансированности состава, являются подготовка нормализованной смеси и хранение продукта.

Таким образом, использование метода Д. Росса на стадии общего представления технологического процесса позволяет рассматривать производственный цикл производства молочных продуктов в виде SA-диаграмм, определять общую зависимость хода технологического процесса и хранимоспособности готового продукта от параметров сырья, выбранных технологий и существующего аппаратурного оформления, отслеживать точки принятия решений, систематизировать информацию и в дальнейшем проводить углубленный анализ основных компонентов этих блоков (подготовка нормализованной смеси и хранение).