Микроклимат для производства уникальных российских сыров

С начала 1990-х годов российский рынок сыров практически зависел от импорта. Количество ввозимого в Россию сыра составляло большую долю от общего размера импорта в страну продовольственных товаров и сельскохозяйственного сырья. С конца 2014 года наблюдается значительное сокращение объемов импорта сыра из стран Европейского Союза. В тоже время в России появляется множество производителей сыров.

Сегодня одним из немногих производств в России, на котором производят сыры премиальных сортов, является производство компании MOLOKOGROUP (далее – Заказчик), о котором далее и пойдет речь. Эта компания обладает несколькими ключевыми преимуществами, позволяющими производить сыры столь высокого качества:

Во-первых, все сыры готовятся из молока от собственных коров. На ферме, расположенной в деревне Верховая в Калужской области, 1400 коров джерсийской, шведской красно-пестрой и красной датской породы.

Во-вторых, это отношение к своему делу, которое в том числе отображается на выборе технологического оборудования, на оснащенности и технологических линиях производства.

Забегая вперёд, отмечу, что благодаря созданной нами воздухоподготовке, производство в деревне Верховая можно с легкостью аттестовать по самым строгим требованиям GHP (GoodHygienePractice) – система обеспечения качества и безопасности пищевой продукции, базирующаяся на совмещении стандартов ISO 9001:2008 и GMP.

Особенности проекта

Когда к нам обратился главный технолог производства, Арсений Хозяйнов, речь шла о небольшой системе вентиляции для одного из только что построенных цехов. В последствии работа оказалась гораздо серьезней и масштабней. Производство сыров в нашей стране только набирает обороты и получает должное развитие, и мнение, бытующее среди специалистов в области систем климатизации о том, что вся необходимая для подобного рода производств вентиляция заключается лишь в удалении влажного воздуха из горячих цехов, довольно ограничено.

Перед тем, как приступить к проектным работам, инженеры нашей компании прослушали не одну лекцию от специалистов Заказчика, которые рассказали о тонкостях и технологических особенностях производственного процесса.Только после этого мы смогли приступить к полноценной работе.

На данный момент, производство обслуживают 8 специально разработанных нами установок кондиционирования воздуха. Подобная разбивка обусловлена технологическими требованиями.Каждая из установок поддерживает оптимальные параметры микроклимата, значения которых существенно различаются в зависимости от выполняемых в обслуживаемом помещении функций.

Производственный цех

Например, основной производственный цех действительно требует осушения большого количества влажного воздуха, который образуется в процессе варения молока: для производства 1 кг сыра GrandPremier используется больше 10 л свежего коровьего молока жирностью не менее 5%.

При этом, нельзя просто удалять влажный воздух, или только подавать в помещение нагретый и сухой воздух. Из-за локации производства, существовал острый дефицит энергоресурсов. В связи с этимбыло решено использовать максимально энергоэффективные решения, воздух в данном цехе осушается, благодаря энергоэффективной системе с роторным рекуператором имеющим кпд более 83%.

Формовочный цех

Следующий этап, это формовка будущих головок.Здесь помимо требований к температуре и влажности воздуха предъявляются очень серьезные требования к скорости и распределению воздушных потоков для того, чтобы не менялись свойства продукта: скорость воздуха в рабочей зоне не должна превышать 0,15 м/с. Подобный показатель особенно сложно реализовать, поскольку кратность воздухообмена в обслуживаемом цехе соответствует требованиям ИСО 8 по ГОСТ ИСО 14644-1, т.е. необходимо было распределить очень большое количество воздуха с очень низкой скоростью и делать это необходимо именно в рабочей зоне формовки.Для этого были использованы специально разработанные для данного проекта гигиенические текстильные воздуховоды датского производства, которые меняют свою геометрию и пропускную способность в зависимости от обслуживаемой зоны на всем своём протяжении.

Вопросу распределения воздушных потоков мы уделили очень большое внимание, как и вопросам циркуляции воздушных потоков внутри помещений. Все воздушные потоки, во всех обслуживаемых производственных помещениях, организованы таким образом, чтобы не допускать застойных зон, дабы исключить возможность размножения бактерий.

Поскольку все производственные цеха в обязательном порядке подвержены санитарной обработке, то удаление воздуха везде происходит через вытяжные сепараторы ОПФА из нержавеющей стали. Сепараторы отвечают всем требованиям по гигиене и выдерживают обработку даже агрессивными средами.

Солильный цех

Следующий этап, это засаливание уже готовых форм.Требования к воздухоподготовке здесь кардинально отличаются от смежных цехов: температура воздуха в помещении должна составлять 12 °С, при этом круглогодично температурная градация допускает колебания не более + 1 °С. Солильный цех обслуживается сразу двумя системами, работающимикак на приток, так и на рециркуляцию воздуха, и круглогодично контролирующими температуру и влажность.

Для реализации проекта были использованы установки для кондиционирования воздуха серии TWH.Подобные установки разработаны специально для пищевых производств, фармацевтического сектора и сектора сверхчистых помещений. Установки соответствуют требованиям стандарта DIN 1946, часть 4, и ONORM H 6020, часть 1, а также рекомендациям Р НП «АВОК» 7.8–2019 и имеют следующие качества:

• гладкая внутренняя поверхность,
• возможность легкого демонтажа основных элементов,
• наличие ниппелей для слива конденсата,
• герметичные воздушные клапаны,
• подсветка и смотровые окошки в обслуживаемых секциях,
• герметизация стыков изолирующими веществами на без силиконовой основе,
• все материалы не восприимчивы к действию дезинфицирующих веществ и поглощению влаги. 

Цех созревания сыров

Следующий этап производства, это созревание сыров.Присутствие людей в этом цехе минимизировано.Сырным головкам для созревания требуется в среднем от 6 до 12 месяцев, поэтому вся система вентиляции основана практически на полной рециркуляции воздуха с постоянным контролем температуры.

Технология Comté предусматривает три стадии созревания сыра в специальных климатических камерах.Сначала сыр попадает в камеру предварительного созревания, где он выдерживается в течение 60 дней. Затем его перемещаютв "горячую" камеру, где под воздействием высоких температур в течение месяца формируются вкусовые качества сыра и продолжается сложный процесс липолиза и протеолиза. И только после этого сыр попадает в холодную камеру, где окончательно дозревает, с каждым днем улучшая свои вкусовые качества.

Фасовочный и упаковочный цех

Финальный этап производства осуществляется в цехе фасовки и упаковки.

Из-за очень высоких требований к качеству продукции, температуру в цехе необходимо поддерживать на уровне 14 °С. Но не менее важно обеспечить абсолютную чистоту воздуха.Как и в производственном, солильном цехам или цехе созревания сыров, кратность воздухообмена здесь должна соответствовать требованиям ИСО 8 по ГОСТ ИСО 14644-1.Поэтому для полноценного и правильного распределения воздушных потоков вдоль всей линии и для соблюдения крайне низких скоростей воздуха мы использовали специально спроектированные текстильные воздуховоды.

Установка для кондиционирования воздуха, обслуживающая данный цех, представляет собой прямолинейную систему с большойдолей повторно используемого воздуха.Поддерживая заданные температуру и влажность, установка в автоматическом режиме меняет пропорцию приточного и повторно используемого воздуха.

Главные задачи проекта

Перейдем к сухим цифрам и анализу проекта. Перед нами были поставлены задачи: выполнить проектные работы, провести необходимые расчеты и моделирование, произвести само оборудование и осуществить монтаж, пуско-наладку и ввод в эксплуатациювсей системы.Внутриперечисленных этапов реализации проекта были собственные задачи.

Задачи этапа проектирования

• Разработка проекта, отвечающего требованиям по созданию микроклимата в смежных помещениях с поддержанием различных температурно-влажностных режимов. Например в помещении производства сырных голов необходимо поддерживать температуру воздуха +25оС и влажность не более 50% (причем в процессе производства происходит обильное выделение пара), а в соседнем помещении, где осуществляется процесс засаливания сыров, необходимо поддерживать температуру +12оС. При этом очень важно не допускать выпадения конденсата и создания водяного тумана в переходной зоне между цехами.
• Помещения, в которых продукт находится в открытом виде,необходимо обеспечить притоком свежего глубоко отчищенного воздуха.
• Предусмотреть материалы, применимые для работы в коррозионных средах и условиях повышенной влажности.
• Организовать распределение воздушных потоков таким образом, чтобы максимально снизить выделение пара, избежать образования застойных зон и обеспечить заданную скорость воздушных потоков.
• На производстве имелась установка охлаждения жидкости (чиллер) для питания охлаждённым пропиленгликолем технологического оборудования и камер созревания сыра. При этом на выходе из чиллераподдерживается температура жидкости -2^оС .Поскольку камеры созревания сыра должны работать 24 часа в сутки 365 дней году,то необходимо было предусмотреть резервирование технологической системы.

Для решения данных задач в процессе проектирования были применены следующие оборудование и меры:

• Для препятствия образования коррозии и соблюдения санитарных норм были установлены воздуховоды из нержавеющей стали ивытяжные сепараторы пуха из нержавеющей стали. Коррозионностойкие установки кондиционирования воздуха в гигиеническом исполнении. В ряде смежных помещений, где для поддержания температуры необходимо было применениедоводчиков, онибыли так же выполнены из специальных материалов. Для смежных помещений были использованы воздуховоды из пластика. Трубопроводы системы охлаждения были выполнены так же из специального пластика, выдерживающего низкие температуры.
• Для резервирования системы технологического охлаждения использовался чиллер с несколькими режимами работы и аналогичным хладоносителем. Предполагалось за основной режим работы принять график +7С на входе в чиллер +3С на выходе из чиллера.

Задачи этапа производства оборудования

К оборудованию, переменяемому в данном проекте, так же предъявлялись особые требования:

• Произвести оборудование гигиенического исполнения, которое можетработать в агрессивной среде.
• Ввиду ограниченности ресурсов изготовить максимально энергоэффективное и компактное оборудование.
• Изготовить холодильную машину с возможностью резервирования технологического чиллера.

Для реализации данных задач были применены следующие решения:

• Внутренние поверхности установок кондиционирования воздуха выполнены из материалов стойких к агрессивным средам. Предусмотрена 3-ступенчатая система фильтрации, состоящая из фильтров M5-F9-H13. Колеса вентиляторов выполнены из пластика. Установки оснащены внутренним освещением и смотровыми окошками.

Воздухоохладители в помещении засаливания сыра полностью выполненыиз коррозионностойких материалов. Корпуса окрашены специальной краской, теплообменник охладителя полностью медный, и трубки из ламели. Рама теплообменника выполнена из нержавеющей стали,вентилятор - из пластика.

Роторный рекуператор актуален в данных условиях не только для решения задачи осушения воздуха. Рекуператор данного типа был выбран как самый энергоэффективный. Компактность данного вида рекуператоров так же сыграла свою значимую роль. На всех установках были предусмотрены высокоэффективные вентиляторы с EC-двигателями,что так же значительно повысило энергоэффективность установок и сделало их более компактными. В итоге все установки соответствуют классу энергоэффективности«А+»по классификацииEurovent.

• Холодильная машина должна исполнять 2 функции подача охлаждённой жидкости к установкам кондиционирования и воздухоохладителям, резерв чиллера камер созревания сыров. В зависимости от функции холодильная машина может охлаждать жидкость до температуры +3 оС(основной режим), либо до температуры -2 оС(в случае выхода из строя технологического чиллера).

Монтаж оборудования так же состоял из множества нюансов и требовал особых навыков.Так, например, все элементы крепления должны были быть коррозионностойкими. Вытяжные сепараторы пуха монтировались через ограждающую конструкцию (стену) в воздуховод, расположенный в соседнем помещении.

Холодильная машина была смонтирована рядом с существующей. Трубопроводы двухчилеров были соединены линией байпаса.

Система управления была реализована на базе свободно программируемых контроллеров Trim 5 отечественного производства. Контроллеры были объединены в общую систему. Контроль за всеми системами можно осуществлять с панели Trim 5 установленной в операторной.

Вся система подключена к единой сети мониторинга. Сервисные инженеры в реальном времени находясь на производстве в Ивановской области могут осуществлять контроль работы всех систем.

Результаты работы

Реализация данного проекта позволила производителю сыров пройти аудит в крупных торговых сетях. Сейчас продукцию компании MOLOKOGROUP можно увидеть в большинстве продовольственных магазинов различных форматов.На ферме, производят твердые сыры типа Comté(торговая марка «Гранд Премьер»). Линия по производству мягких сыров, будет запущена в ближайшее время. Все остальные сыры на данный момент делают в Москве, на втором производстве компании, о котором мы расскажем в следующей статье.

Подводя итог, можно сделать вывод о том, что в России действительно есть производители премиальных сыров, ставящие качество своей продукции на первое место.