Физические способы

Гибель бактерий в молоке и молочных продуктах происходит и при воздействии на них некоторых физических факторов, например ультрафиолета. Кванты ультрафиолета обладают высокой энергией и поэтому могут изменять характер биохимических превращений в клетках микроорганизмов, вызывая их инактивацию. Повреждение ДНК служит основной причиной ингибирования бактерий под действием ульртрафиолетае УФ-лучи используют в молочной промышленности для пастеризации молока и подавления воздушно-взвешенных вегетативных и споровых форм в атмосфере помещений с повышенным санитарно-гигиеническим режимом (заквасочное отделение, камеры для созревания сыров, асептический разлив молока).

Другой вид радиации – ионизирующее излучение - может глубоко проникать в молочный продукт, обеспечивая холодную пастеризацию или стерилизацию. Имеются тенденции использования облучения в сочетании с мягкой тепловой обработкой для уничтожения специфических патогенных микроорганизмов.

Придание взвешенным в воздухе частицам определенного отрицательного заряда (ионизация) приводит к ингибированию микроорганизмов. Ионизацию воздуха используют для инактивации спор плесневых грибов в атмосфере камер созревания сыров это снижает вероятность развития плесени на поверхности сыра.

Активно подавляет развитие плесеней озон. Озонирование камер созревания и хранения сыров проводят с целью инактивации споровых и вегетативных форм плесеней и дрожжей.

Вопросы для контроля изучения материала лекции

1. Сущность химических способов обработки молочного сырья. Способы консервирования?

2. Физические способы обработки молочного сырья. Принципы действия.

ЛЕКЦИЯ №9 Массообменные процессы

ПЛАН

1. Применение массообменных процессов в молочной промышленности.

2. Синерезис молочного геля.

3. Прессование.

4. Концентрирование молочного сырья.

5. Сушка молочного сырья.

6. Растворение.

7. Кристаллизация из растворов.

8. Кристаллизация из расплавов.

9. Ионный обмен.

10. Электродиализ.

11. Сорбция-десорбция.

12. Дегазация (деаэрация) молочного сырья.

Применение массообменных процессов в молочной промышленности.

Применительно к технологии молочных продуктов достаточно широкое промышленное воплощение нашли следующие массообменные процессы:

- удаление влаги из молочного сырья путем синерезиса, прессования, концентрирования и сушки;

- растворение (восстановление) сухих молочных продуктов;

- кристаллизация из растворов (молочный сахар) и расплавов (молочный жир).

Другие массообменные процессы, такие как адсорбция, экстракция и ректификация имеют частное значение при производстве некоторых групп молочных продуктов. Например, адсорбция используется при получении газированных напитков из молочной сыворотки; экстракция применяется при производстве сгущенных и сухих молочных продуктов с кофе и какао; ректификация использована в технологии получения алкогольных напитков из молочного сырья и проведении ряда анализов. Адсорбция и десорбция как процессы удаления из молочного сырья нежелательных, например, окрашенных соединений, были рассмотрены в теме молекулярно-ситовой фильтрации. Специфическим массообменным процессом в молочной промышленности является посолка, которая широко используется при производстве всех видов сыров и рассматривается в соответствующем разделе технологии.

Исходя из гетерогенности молочного сырья как физико-химической системы на него распространяются все общие признаки массообменных процессов, рассматриваемых в курсе «Процессы и аппараты».

Для технологии молочных продуктов важное значение имеют следующие из них:

- массообмен может привести к разделению компонентов молочного сырья;

- переход одной фазы в другую осуществляется за счет диффузии;

- движущей силой массообменного процесса является разность концентраций диффундируемого компонента;

- перенос компонента из одной фазы в другую происходит через границу раздела фаз и завершается при достижения равновесного состояния;

- все массообменные процессы в молочном сырье являются обратимыми.

Движущей силой массообменных процессов является диффузия, что приводит к самопроизвольному выравниванию концентраций компонентов молочного сырья в системе. Молекулярная диффузия в молочном сырье описывается первым законом Фика:

d M = - D dS (dc / dn) dτ (19)

где: М - количество вещества, диффундируемого через слой, кг;

Д - коэффициент молекулярной диффузии, м²/с;

S - поверхность диффузии, м² ;

- продолжительность процесса, с;

dc/dn - градиент концентрации, кг/(м³ м).

Для молочного сырья важнейшее значение имеет процесс термодиффузии, который практически реализуется во всех тепловых процессах (охлаждение, нагрев). При этом важно подчеркнуть, что в соответствии с законами массообмена температурный градиент исправлен от периферии к центру (от поверхности нагрева в обрабатываемом сырье), а градиент концентрации - от центра к периферии.

Молочное сырье, его компоненты и получаемые из них продукты могут находиться теоретически в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном. Это дает возможность получения шести вариантов сочетания фаз: жидкость-жидкость; жидкость - твердое тело; газ - твердое тело; газ - жидкость; газ - газ; твердое тело - твердое тело. На практике инженер-технолог чаще всего имеет дело с первыми четырьмя фазами при смешивании молочного сырья, его сушке и кристаллизации компонентов.