Выбор технологических схем обработки молока цельного при производстве масла сливочного

Технологический процесс производства сливочного масла предусматривает концентрацию жировой фазы молока (находящейся внутри жировых шариков) до желаемого содержания ее в масле и формирование структуры продукта с заданными свойствами.

Основой существующих технологий сливочного масла являются сложные физико-химические процессы, происходящие при термомеханической обработке сливок, а именно — изменение агрегатного состояния глицеридов молочного жира и разрушение прочных липопротеиновых оболочек жировых шариков.

В зависимости от способа концентрации жира и формирования структуры продукта различают два метода производства масла: сбиванием сливок и преобразованием высокожирных сливок.

При выработке сливочного масла методом сбивания сливок для концентрации жировой фазы сливки сразу после пастеризации охлаждают до температуры массовой кристаллизации глицеридов (от 5 до 20°С) и термо-статируют (10 ч и более) с целью частичного отвердевания жира (не менее 30...35%). Частичное отвердевание жира и последующее интенсивное механическое воздействие на сливки способствуют выделению жировой фазы в виде рыхлых комочков различной величины и формы (масляного зерна), являющихся промежуточным продуктом при производстве масла методом сбивания сливок.

Быстрое и глубокое охлаждение сливок, их продолжительная выдержка при низких температурах обеспечивают практически полную кристаллизацию необходимого количества глицеридов (30...35%). Последующие чередуемые плавление и отвердевание глицеридов при сбивании сливок, промывка масляного зерна и его механическая обработка обусловливают формирование хорошей пластичности масла при температуре домашнего холодильника (8...10°С) и высокую термоустойчивость при комнатной температуре (18...22°С).

Основными аппаратами для производства масла методом сбивания сливок являются маслоизготовители периодического или непрерывного действия. На выходе из маслоизготовителя продукт имеет температуру 12...17°С и твердообразную консистенцию, соответствующую товарным показателям.

При выработке сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок концентрацию жировой фазы до уровня необходимого содержания ее в сливочном масле осуществляют сепарированием в горячем состоянии. Все технологические процессы до маслообразования осуществляются при температуре выше точки плавления жира (65...95°С). Только на конечной стадии процесса маслообразования высокожирные сливки быстро охлаждают (со скоростью 0,3...0,6°С/с) до 12...16°С при одновременном интенсивном механическом воздействии (перемешивании). Молочный жир при этом частично отвердевает, что вызывает нарушение устойчивости жировой дисперсии, приводящее к ее разрушению. Эмульсия типа «масло в воде», характерная для сливок, преобразуется в эмульсию обратного типа — «вода в масле», характерную для сливочного масла.

Основными аппаратами для выработки масла методом преобразования высокожирных сливок являются маслообразователи различных конструкций. На выходе из маслообразователей продукт имеет температуру 12...17°С и представляет собой легкоподвижную текучую массу. Процессы отвердевания глицеридов и формирование структуры продукта завершаются в таре после фасования.

Очистка молока

Очистку молока проводят, для того чтобы удалить механические загрязнения и естественные примеси (микроорганизмы). Она осуществляется способом фильтрования под действием сил тяжести или давления и центробежным способом на сепараторах-молокоочистителях. При фильтровании молоко должно преодолеть сопротивление, оказываемое перегородкой фильтра, выполненной из металла или ткани. При прохождении жидкости через фильтрующую перегородку на ней задерживаются загрязнения в количестве, пропорциональном объему жидкости, прошедшей через фильтр.

Молоко на фильтрование направляют подогретым до 30…40ºС, так как холодное молоко обладает повышенной вязкостью, что ухудшает его прохождение через фильтрующую ткань.

Периодически через каждые 15-20 мин необходимо удалять загрязнения из фильтра. Эффективность очистки в значительной мере зависит от давления, при котором происходит процесс фильтрования. Обычно в цилиндрические фильтрационные аппараты молоко поступает при давлении 0,2 МПа. Фильтрационные аппараты с тканевыми перегородками имеют ряд недостатков: кратковременность безостановочной работы, необходимость частой разборки для промывки, возможность прорыва ткани, уменьшение производительности фильтров в зависимости от продолжительности работы.

В настоящее время для фильтрования молока используют фильтры различных конструкций: пластинчатые, дисковые и цилиндрические. При фильтровании во фляги применяют цедилки с плоской или конусообразной решеткой, на которую закрепляют фильтрующую ткань. Этот способ очистки прост, но трудоемок. Кроме того, в процессе фильтрования на ткани скапливается осадок, который при дальнейшем фильтровании размывается последующими порциями молока и проникает вместе с ним в емкость.

При доении со сбором в молокопровод применяются закрытые молочные фильтры, установленные в линии молокопровода. Молоко, идущее по молокопроводу, проходя через фильтр, направляется в вакуумный охладитель, а затем в резервуар. Иногда в линии устанавливают параллельно два молочных фильтра, соединенных между собой в общую систему посредством трехходовых кранов, позволяющих переключать фильтры в процессе доения для замены фильтрующих тканей. Предложенная система позволяет использовать плотные ткани, и улучшать очистку молока. Она может быть автоматизирована.

Фильтрационные аппараты с тканевыми перегородками имеют ряд недостатков: кратковременность безостановочной работы, необходимость частой разборки для промывки, возможность прорыва ткани, уменьшение производительности фильтров в зависимости от продолжительности работы.

Наиболее эффективна очистка молока с помощью сепараторов-молокоочистителей, состоящих из барабана с тарелками, приводного механизма и станины. Центробежная очистка в них осуществляется за счет разницы между плотностями частиц плазмы молока и посторонних примесей. Посторонние примеси, обладая большей плотностью, чем плазма молока, отбрасываются к стенке барабана и оседают на ней в виде слизи.

Молоко, подвергаемое очистке, поступает по центральной трубке в тарелкодержатель, из которого направляется в шламовое пространство между кромками пакета тарелок и крышкой (рис.1).

Рис.1. Схема работы сепарирующего устройства молокоочистителя (а) и сепаратора – сливкоотделителя (б):

а: 1- исходное молоко, 2 –очищенное молоко, 3 – частицы, образующие осадок, 4 – осадок (слизь) б: 1 – исходное молоко, 2 – легкая фракция (сливки), 5 – тяжелая фракция (обезжиренное молоко)

Затем молоко поступает в межтарелочные пространства и по зазору между тарелкодержателем и верхними кромками тарелок поднимается вверх и выходит через отверстия в крышке барабана. Процесс очистки начинается в шламовом пространстве, а завершается в межтарелочных пространствах.

Очистке можно подвергать как холодное (4...10˚С), так и горячее молоко (около 60˚С). Горячее молоко имеет низкую вязкость, что повышает эффективность очистки. Если молоко сразу после очистки не перерабатывается, то его охлаждают. При очистке предварительно подогретого молока микробиологические процессы при последующем хранении идут более интенсивно вследствие раздробления количества микроорганизмов, поэтому нецелесообразно подогревать молоко перед очисткой, если предполагается его хранить в сыром виде. Также при очистке холодного молока не происходит коагуляции сывороточных белков на стенках барабана молокоочистителя, благодаря чему увеличивается продолжительность непрерывной работы машины.

Традиционно в технологических линиях центробежная очистка молока осуществляется при 35…40^оС, так как в этих условиях происходит более эффективное осаждение механических загрязнений вследствие увеличения скорости движения частиц.