Автоматизация сыроделия: создан пресс, исключающий ручной труд

Специалисты Новосибирского государственного аграрного университета (НГАУ) разработали электромеханический вертикальный пресс для сыра, который автоматизирует ключевые этапы формования продукта.

Устройство, защищенное патентом на полезную модель, берет на себя контроль давления, времени выдержки и переворачивание сырной головки — операции, которые в традиционных конструкциях требуют постоянного участия оператора. Разработка направлена на повышение качества готового продукта за счет исключения человеческого фактора и обеспечения точного соблюдения технологических параметров.

Технологическая задача: почему прессование критически важно для качества сыра

Прессование сыра — один из ключевых этапов производства, непосредственно влияющий на потребительские свойства готового продукта. В процессе прессования происходит уплотнение сырной массы, удаление остатков сыворотки, формирование замкнутого поверхностного слоя (корки) и придание продукту заданной плотности. Именно на этом этапе закладываются основа для формирования вкуса, аромата и консистенции сыра.

Нарушение режимов прессования может привести к серьезным дефектам: неравномерная плотность вызывает образование пустот и трещин, недостаточное удаление сыворотки провоцирует избыточную кислотность и пороки вкуса, а неправильное формирование корки снижает способность сыра к созреванию и увеличивает риск развития нежелательной микрофлоры.

В условиях промышленного производства, где объемы переработки молока исчисляются тоннами, а соблюдение технологических параметров должно быть воспроизводимо от партии к партии, вопрос автоматизации процесса прессования приобретает критическое значение.

Недостатки существующих решений: от ручного труда к автоматизации

Авторы разработки провели анализ существующих конструкций прессов для сыра и выявили системные недостатки, которые и попытались устранить в своем устройстве. Традиционные прессы, используемые на малых и средних сыроварнях, требуют ручного контроля давления и времени прессования. Оператор вынужден периодически проверять параметры и вносить корректировки, что создает риск отклонений от технологической карты.

Многие существующие конструкции не обеспечивают бесступенчатого повышения давления — процесс происходит ступенчато или требует перенастройки оборудования. Кроме того, переворачивание сырной головки, необходимое для равномерного удаления сыворотки и формирования корки со всех сторон, в большинстве прессов выполняется вручную. Это не только увеличивает трудозатраты, но и создает риск нарушения целостности формирующейся головки.

Отдельной проблемой является сложность обслуживания многих типов прессов, что повышает требования к квалификации персонала и увеличивает простои оборудования.

Конструктивные особенности нового пресса

Разработанный в НГАУ электромеханический вертикальный пресс представляет собой полностью автоматизированное устройство, работающее по заданной программе. В отличие от пневматических и гидравлических аналогов, новая конструкция использует электромеханический привод, что позволяет точно дозировать усилие и обеспечивать плавное изменение параметров.

Технологический процесс организован следующим образом. Оператор загружает сырную массу в форму и задает программу прессования. Устройство самостоятельно осуществляет бесступенчатое повышение давления до заданного уровня, выдерживает продукт под давлением в течение требуемого времени, затем плавно снижает усилие. После завершения первого цикла пресс автоматически поворачивает сырную форму на 180 градусов, после чего процесс повторяется.

Количество циклов и параметры каждого из них (скорость нарастания давления, время выдержки, итоговое усилие) задаются программой в зависимости от типа производимого сыра, его влажности и требуемой плотности. По окончании полного цикла прессования устройство подает светозвуковой сигнал, оповещая оператора о завершении процесса.

Преимущества перед существующими аналогами

Ключевое отличие новой разработки — полная автоматизация процесса при сохранении гибкости настроек. Оператор освобождается от необходимости контролировать манометры, фиксировать время и физически переворачивать тяжелые сырные головки. Это не только снижает трудоемкость, но и исключает вариативность, связанную с человеческим фактором: каждый цикл прессования выполняется с точностью, заданной технологической картой.

Бесступенчатое регулирование давления позволяет реализовать любую схему прессования, включая сложные профили с изменяющимся усилием в течение цикла. Для плотных сыров с длительным сроком созревания это критически важно, поскольку резкие перепады давления могут нарушить структуру сгустка.

Автоматическое переворачивание формы на 180 градусов обеспечивает равномерное удаление сыворотки и формирование корки со всех сторон. В традиционных прессах оператор вынужден выполнять эту операцию вручную, что при работе с тяжелыми формами (особенно на производстве сыров крупного веса) сопряжено с физическими нагрузками и риском повреждения продукта.

Кроме того, электромеханический привод проще в обслуживании по сравнению с гидравлическими системами: отсутствует необходимость контроля уровня масла, замены уплотнений и борьбы с утечками рабочей жидкости.

Потенциальные области применения

Разработка ориентирована в первую очередь на малые и средние сыроварни, где автоматизация процессов позволяет повысить производительность и стабильность качества без существенного увеличения штата. В отличие от крупных промышленных линий, где используются многопозиционные автоматические прессы стоимостью в десятки миллионов рублей, разработка НГАУ представляет собой более компактное и доступное решение.

Устройство может быть востребовано в фермерских хозяйствах, развивающих сыродельное направление, на малых предприятиях по переработке молока, а также в учебных заведениях для подготовки технологов молочной промышленности. Возможность программирования параметров под различные виды сыра делает оборудование универсальным для производства как полутвердых, так и твердых сортов.

Развитие отечественного сыроделия и импортозамещение оборудования

После введения санкционных ограничений и ухода ряда иностранных производителей оборудования российский рынок столкнулся с дефицитом доступных и надежных технологических решений для малого и среднего бизнеса. Импортное оборудование, которое ранее закупалось в Италии, Франции, Швейцарии, стало либо недоступным, либо значительно более дорогим.

В этих условиях разработки российских инженеров и ученых приобретают особую значимость. Создание автоматизированного пресса, не уступающего по функциональности зарубежным аналогам, но более адаптированного к условиям отечественного производства, способствует укреплению технологического суверенитета в сфере оборудования для пищевой промышленности.

Перспективы внедрения

На данный момент разработка защищена патентом на полезную модель, что подтверждает новизну конструктивных решений. Следующим этапом, вероятно, станет создание опытного образца и проведение испытаний в условиях реального производства. Для вывода устройства на рынок потребуется поиск индустриального партнера, готового организовать серийный выпуск.

Успех коммерциализации будет зависеть от баланса между функциональностью и стоимостью. Автоматизация процессов прессования должна обеспечить экономический эффект, достаточный для окупаемости оборудования за приемлемый срок. Для малых сыроварен, где объемы производства составляют от 100 до 1000 кг сыра в месяц, важна не только автоматизация, но и компактность, энергоэффективность и простота обслуживания.

Разработка электромеханического вертикального пресса для сыра учеными Новосибирского государственного аграрного университета демонстрирует потенциал отечественной инженерной мысли в области оборудования для пищевой промышленности. Автоматизация контроля давления, времени выдержки и переворачивания сырной головки позволяет не только снизить трудозатраты, но и обеспечить воспроизводимость технологического процесса, что напрямую влияет на стабильность качества готового продукта.

Для малого и среднего сыроделия, которое в последние годы активно развивается в России, появление доступного и функционального отечественного оборудования может стать дополнительным стимулом для роста. В условиях, когда ручной труд на ключевых операциях остается одним из ограничивающих факторов масштабирования, автоматизация прессования открывает возможности для увеличения объемов производства без пропорционального роста штата и квалификационных требований к персоналу.

С уважением к Вашему делу, Ника Виноградова

Источник: ТАСС