Режимы термомеханической обработки сливок

Отвердевший молочный жир во время физического созревания сливок имеет вид мелких смешанных кристаллов. Линейный рост их ограничивается величиной жирового шарика и его оболочкой.

Для производства масла хорошей консистенции – достаточно твердой, пластичной и термоустойчивой в широком диапазоне температур его потребления (10–25°С) –необходимо соблюдать следующие условия. В процессах физического созревания сливок и частично маслообразования должно пройти быстрое и в достаточной степени отвердевание жира' в количестве 30–35% в основном до момента разрушения оболочек жировых шариков. Необходимо создать условия для кристаллизации жира в виде мелких «смешанных» кристаллов преимущественно в наиболее стабильных ^'-полиморфных модификациях. В твердой фазе жира должно быть оптимальное соотношение между легкоплавкими и высокоплавкими группами смешанных кристаллов глицеридов, соответственно 2:1, что обеспечит маслу достаточную термоустойчивость, особенно при температурах выше 18°С. При выработке должно быть завершено формирование структуры масла типа коагуляционно-кристаллизационной, что обусловит пластичность и стабильность его консистенции.

Исходя из этого и следует избирать режимы низкотемпературной подготовки сливок в соответствии с сезонными изменениями химического состава жира с учетом закономерностей кристаллизации глицеридов молочного жира. Принято режимы физического созревания сливок выбирать в зависимости от величины йодного числа, которое является показателем содержания в жире только ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав как низкоплавких, так и высокоплавких глицеридов. Летние режимы применяют для физического созревания сливок при йодном числе 36 –45, а зимние – 24 –35.

Более полно и объективно по сравнению с йодным числом характеризует особенности сезонных изменений химического состава молочного жира жирнокислотный показатель (ЖКП), представляющий собой отношение количества средне- и высокомолекулярных насыщенных жирных кислот, содержащихся в жире, к сумме низкомолекулярных насыщенных и ненасыщенных. ЖКП учитывает кроме ненасыщенных жирных кислот все другие группы жирных кислот, от содержания которых в значительной мере зависят температура плавления жира и консистенция масла.

Продолжительность охлаждения, ч, не менее

Температура охлаждения, ОС	Весенне-летнее время	Осенне-зимнее время
0,5-4,5	1	0,5-1
2 –4	3	1,6
6 –6	JB	4
6-8	т	8

Так, известно, что глицериды, в состав которых входят низкомолекулярные жирные кислоты, приравнивают по физическим свойствам (температуре плавления и др.) к глицеридам, содержащим ненасыщенные жирные кислоты.

ЖКП колеблется от 1,20 до 1,89. Для низкоплавкого жира он составляет 1,20 –1,27, среднеплавкого – 1,43 –1,48 и высокоплавкого – 1,5 –1,89. Летний режим физического созревания сливок избирается при ЖКП менее 1,5, зимний – более 1,5. Величина ЖКП учитывается при избрании температур физического созревания сливок, особенно при ступенчатых режимах, и температуры сбивания сливок.

От величины жировых шариков зависит скорость отвердевания в них жира. Сливки с более тонкой дисперсией жировой фазы лучше выдерживать при более высокой температуре физического созревания, чтобы избежать получения излишне твердого крошливого масла.

Существуют методы длительного и ускоренного физического созревания сливок. В промышленности в основном пользуются методом длительного созревания, при этом различают одно- и двухступенчатые режимы. В отечественной маслодельной промышленности до сих пор преимущественно пользуются одноступенчатыми режимами физического созревания (табл. 25).

Однако одноступенчатые режимы подготовки сливок к сбиванию часто не обеспечивают должного протекания и завершения фазовых изменений глицеридов молочного жира, необходимых для получения масла хорошей консистенции и минимального отхода жира в пахту. Повышенные температуры физического созревания не обеспечивают достаточной степени отвердевания жира, а низкие – оптимального соотношения легкоплавких и высокоплавких групп смешанных кристаллов, завершения фазовых изменений в твердой фазе жира. Одноступенчатые режимы затрудняют регулирование фазового состава отвердевшего жира и консистенцию масла в зависимости от химического состава жира.

Регулировать формирование консистенции масла можно с помощью многоступенчатых режимов физического созревания сливок. Такие режимы учитывают сезонные изменения химического состава жира, поэтому их разделяют на летние и зимние. Их записывают в сокращенном виде по температурной схеме, которая включает первые две ступени физического созревания сливок, последняя – сбивание сливок.

Наибольшим распространением пользуются режимы: зимний 2–8-16–21^13 –15°С, летний-21-16->2-8+9-12°С. На первых двух ступенях проводится подготовка сливок к сбиванию, на последней – сбивание. Изменением последовательности ступеней подготовки сливок можно нивелировать сезонные изменения химического состава жира. При ступенчатых режимах в осенне-зимнее время обеспечивается более высокая степень отвердевания жира, чем в весенне-летнее, и в твердой фазе жира превалируют легкоплавкие и среднеплавкие группы глицеридов. Поэтому зимний режим обеспечивает образование более пластичной консистенции масла, а летний – более твердой и термоустойчивой. Ступенчатый режим позволяет снизить тугоплавкость зимнего жира проведением основной кристаллизации на первой ступени в виде сравнительно легкоплавких смешанных кристаллов. В весенне-летнее время для повышения в отвердевшем жире доли средне- и высокоплавких глицеридов проводят раздельное с легкоплавкими их отвердевание, что достигается охлаждением сливок до 16–20°С и выдержкой на первой ступени. Поэтому масло получается достаточно твердым и термоустойчивым. Особенное значение имеет выбор температуры на первой ступени, что позволяет учитывать различия в химическом составе жира различных климатических зон. В интервале от 0 до 7°С степень отвердевания жира мало изменяется, поэтому нет необходимости устанавливать ее ниже 6°С.

Сущность ускоренного физического созревания сливок можно свести к тому, что механическая обработка охлажденных сливок до 5–7°С в течение 4–5 мин практически равноценна длительному режиму физического созревания сливок, при этом обеспечиваются нормальные отход жира в пахту и консистенция масляного зерна. Этот метод положен в основу конструкции сливкообработников, в которых охлажденные сливки (3–6^ОС) перемешивались мешалкой или диском в течение 2–5 мин с окружной скоростью 2,3–4,5, в периферии – 3,5 м/с.

Механическое воздействие на сливки осуществляется путем вращения дисков, отделенных друг от друга горизонтальными перегородками с осевыми зазорами. Чтобы избежать повышенного отхода жира в пахту и получение масла пониженной фор-моустойчивости, ЛТИХП рекомендует после сливкообработника сливки выдерживать при 3–5°С в весенне-летнее время в течение 1,5–2 ч, в осенне-зимнее – 45–50 мин. ВНИИМС после сливкообработника рекомендует выдержку до 2,5 ч при 7–8°С. Затем сливки нагреваются в потоке до температуры сбивания (8–12°С) и дополнительно выдерживаются еще 20 –30 мин, после чего их подают в МНД.

В Литве предложили модификацию этого метода: после сливкообработника сливки в течение 15 –20 мин подогревают До 17–18 С со скоростью 1°С в минуту, а затем охлаждают до температуры сбивания 7 –10°С. В осенне-зимнее время сливки охлаждают со скоростью 4–5°С в минуту и выдерживают в течение 1,5 –2 ч; в весенне-летнее – 0,1°С в минуту с той же выдержкой.

Структуру и консистенцию масла регулируют изменением продолжительности и интенсивности перемешивания сливок в сливкообработнике, а также изменением продолжительности выдержки их перед сбиванием. Так, в весенне-летнее время уменьшают механическое воздействие на сливки для повышения твердости масла, а в осенне-зимнее – увеличивают для повышения пластичности продукта.

ВНИИМСом разработан ускоренный метод физического созревания сливок с применением жидкого азота. После охлаждения пастеризованных сливок до 18–20°С их мгновенно охлаждают до 2–4°С в атмосфере паров азота. Далее сливки направляют в накопительную емкость, где выдерживают в течение 6 мин при перемешивании. Затем их подогревают до температуры сбивания и выдерживают 20 –30 мин, после чего подают в маслоизготовитель.