5.7. Молочная сыворотка. Сепарирование

Молочную сыворотку получают при произ­водстве сыров, творога, казеина в зависи­мости от вида выработанного продукта — соответственно подсырную, творожную, казеиновую. Она относится к вторичному молочному сырью.

Состав и свойства молочной сыворотки обусловлены видом основного продукта, особенностями его техноло­гии, а также аппаратурным оформлением технологи­ческого процесса. Ее плотность колеблется от 1,023 до 1,027 кг/м³. Содержание сухих веществ находится в пре­делах от 5,8 до 6,6 %, жира - от 0,02 до 0,9, белка - от 0,5 до 1,5, молочного сахара — от 3,2 до 5,2, минеральных ве­ществ — от 0,3 до 0,9 %.Основные компоненты сухого вещества сыворотки распределены следующим образом: молочный сахар (лактоза) — 71,7 %, белковые вещества — 14, минеральные вещества — 7,7, жир — 5,7, прочие — 0,9 %. Выход молочной сыворотки, получаемой при про­изводстве того или иного продукта, можно рассчитать по формуле в зависимости от массовой доли сухих ве­ществ в сырье, готовом продукте и сыворотке:

, (5.15)

где В_сыв — выход молочной сыворотки, %;

СВ_пр — массовая доля сухих веществ в продукте, %;

СВ_с — массовая доля сухих веществ в сырье (нормализованной смеси, обез­жиренном молоке), %;

СВ_сыв — массовая доля сухих веществ в сыворотке, %.

Вариант 1. Расчетные показатели: творог нежирный — массовая доля влаги - 80 % (СВ_пр = 100 - 80 = 20 %), СВ_с - 8,15, СВ_сыв - 5,9%.

%

Вариант 2. Расчетные показатели: творог 18 %-ной жирности — массовая доля влаги 64,5 % (СВ_пр = 100 -64,5 = 35,5 %), СВ_с - 11 ,3, СВ_сыв - 6,5 %.

%

Практически выход сыворотки определяется как разница затрат сырья и выхода готовой продукции (тво­рог нежирный: норма расхода обезжиренного молока на 1 т творога составляет 8108 кг, выход сыворотки 8108 - 1000 = 7108 кг, или 7108 · 100/8108 = 84,67 %).

Теоретический выход молочной сыворотки колеб­лется в средних пределах (80—90 % от количества пере­работанного сырья) и зависит от вида вырабатываемой продукции и норм расхода сырья для ее производ­ства. Нормативный сбор сыворотки с учетом техно­логических потерь определен в нормах расхода сырья при производстве конкретного вида продукции и ее технологии и рассчитывается в процентах от массы переработанной смеси (нормы сбора жирной сыворотки при производстве творога и сыра представлены в приложении).

Качество молочной сыворотки, применяемой для пе­реработки и реализации в натуральном виде, должно соответствовать требованиям ОСТ 10-213—97 «Сыво­ротка молочная. Технические условия».

Одним из основных направлений промышленной переработки молочной сыворотки является ее сепари­рование с целью извлечения молочного жира. Получа­емые подсырные сливки используют для производства подсырного сливочного масла и дальнейшей промыш­ленной переработки его в топленое масло.

Количество жира в ней зависит от вида вырабаты­ваемого продукта и его технологии. Молочная сыворот­ка, получаемая при производстве натуральных сыров и жирного творога, содержит около 0,45 % жира до се­парирования. Среднее содержание жира в творожной сыворотке из-под творога 18 %-ной жирности состав­ляет 0,22 % с пределом колебаний от 0,07 до 0,90 %, 9 %-ной жирности — 0,09 % с пределом колебаний 0,05—0,25 % по стадиям технологического процесса.

Из сыворотки жир извлекается труднее, чем из моло­ка, что обусловлено высокой дисперсностью жировых шариков и наличием казеиновой пыли. Только при хо­рошо организованном процессе сепарирования можно достичь в обезжиренной сыворотке остатка жира 0,05 %, обычно он составляет 0,1 %.

Согласно действующим нормам расхода сырья при про­изводстве жирного творога и жирных сыров сыворотка с массовой долей жира более 0,1 % подлежит сепари­рованию.

Норма предельно допустимых ее потерь при сепари­ровании утверждена приказом Минмясомолпрома СССР от 3 июня 1984 г. № 214 (приложение к письму Мин­мясомолпрома РСФСР от 1 августа 1984 г. № 77—Ц) и составляет 0,6 %.

Нормы расхода молочной сыворотки (подсырной и творожной) при производстве подсырных сливок с массовой долей жира 35 % в зависимости от массовой до­ли жира в сыворотке утверждены Минмясомолпромом СССР 18.10.1979 г. и рассчитаны по формуле

, (5.16)

где Н_сыв — норма расхода сыворотки на 1 т подсырных сливок, т;

Ж_сл — массовая доля жира в сливках, %;

Ж_сыв — массовая доля жира в жирной сыворотке, %;

П₁ — норма потерь жира при производстве подсырных сливок, % от количества жира в просепарированной сыворотке, 0,6 %;

Ж_осыв — массовая доля жира в обезжи­ренной сыворотке, %.

Учитывая, что массовая доля жира в подсырных слив­ках колеблется в пределах 20—35 %, предприятия рас­считывают нормы расхода молочной сыворотки в зави­симости от фактических показателей сырья и продуктов сепарирования (подсырных сливок и обезжиренной сыворотки).

Вариант 1. Сепарирование подсырной сыворотки

Расчетные показатели: Ж_сыв — 0,5 %, Ж_осыв — 0,1%, Ж_сл - 30 %.

Норма расхода подсырной сыворотки на 1 т сливок, т, формула (5.16):

кг

Вариант 2. Сепарирование творожной сыворотки

Расчетные показатели: Ж_сыв - 0,2 %, Ж_осыв - 0,1%, Ж_сл - 30 %.

Норма расхода сыворотки на 1 т сливок, т, формула (7.2):

кг

Проверочные расчеты вариантов 1 и 2 в соответствии с формулой (5.16) представлены в таблицах 5.5, 5.6.

Если подсырные сливки перерабатывают на предприя­тии с бесцеховой структурой производства и вырабаты­вается подсырное масло со стандартными показателями массовой доли жира сливочного масла (82,5 %) при переработке сливок подсырных с массовой долей жира 35 %, то руководствуются «Нормами расхода сыворотки на 1 т масла подсырного, выработанного методом сбивания сливок в маслоизготовителях пе­риодического и непрерывного действия с учетом пре­дельно допустимых потерь сырья и жира (в тоннах)», утвержденными Минсельхозпродом СССР 19 сен­тября 1991 г.

Таблица 5.5

Показатель	Масса, кг	Массовая доля жира, %	Жир, кг
Сыворотка на сепарирование	75315,0	0,5	376,57
Сливки подсырные	1000,0	30,0	300,00
Потери жира (0,6 %) 376,57 · 0,6/100			2,26
Потери сыворотки 75 315 · 0,6/100	451,9	0.1	0,45
Сыворотка после сепарирования для промышленной переработки	73863,1	0,1	73,86

Таблица 5.6.

Показатель	Масса, кг	Массовая доля жира, %	Жир, кг
Сыворотка на сепарирование	302631,0	0,2	605,26
Сливки подсырные	1000,0	30,0	300,00
Потери жира (0,6 %) 605,26 · 0,6/100			3,63
Потери сыворотки 302 631 · 0,6/100	1815,8	0,1	1,81
Сыворотка после сепарирования для промышленной переработки	299815,2	0,1	299,82

При переработке сыворотки и выработке подсыр­ного масла используют расчетную формулу в соот­ветствии с указанными нормами расхода с учетом фактических физико-химических показателей (Н_сыв).

, (5.17)

где Ж_мас - массовая доля жира в подсырном масле, %;

Ж_п - массовая доля жира в пахте, % (в соответствии с нормативами для масла, выработанного методом сбивания в маслоизготовителях: непрерывного дейст­вия — 0,7 %, периодическою действия — 0,4 %);

П₂ - норма потерь жира при переработке подсырных сли­вок в масло, % (при эксплуатации маслоизготовителей периодического действия производительностью 3000-1200 л/ч - 0,4 %, при эксплуатации маслоизго­товителей непрерывного действия произ1юдительностью 1000 л/ч — 0,57 %).

Остальные обозначения тс же, что в формуле (5.16).

Вариант 1. Подсырное масло вырабатывается из под­сырной сыворотки в маслоизготовителе периодического действия производительностью 1200 л/ч

Расчетные показатели: Ж_сл - 29 %, Ж_сыв - 0,4, Ж_осыв – 0,1%, Ж_мас (жирность масла) – 82%, Ж_п - 0,4%, П₁ - 0,6%, П₂ - 0,4 %.

Норма расхода подсырной сыворотки на 1 т подсыр­ного масла, т, формула (5.17):

кг

Для проведения проверочного расчета необходимо определить затраты подсырных сливок на 1 т под­сырного масла. Расчеты проводятся по формуле (3) приложения 1 «Рекомендуемых норм предельно до­пустимых потерь сырья и жира, расхода сырья с учетом предельно допустимых потерь, потерь при фасовке на автоматах, расхода сухого и сгущенного обезжи­ренного молока, каротина микробиологического и ароматизатора ВНИИИЖ — 43 М при производ­стве масла», утвержденных АО «Росмясомолпромом» 14 января 1993г.

Норма расхода подсырных сливок на 1 т подсырного масла, кг:

, (5.18)

где обозначения те же, что в формуле (5.17).

кг

Проверочный расчет представлен в табл. 5.7.

Таблица 5.7.

Показатель	Масса, кг	Массовая доля жира. %	Жир, кг
Сыворотка на сепарирование	278198,00	0,4	1112,79
Сливки подсырные	2864,77	29,0	830,78
Потери жира (П1) 1112,79 · 0,6/100			6,68
Потери сыворотки 278198 · 0,6/100	1669,23	0,1	1,67
Сыворотка после сепарирования для промышленной переработки	273664,00	0,1	273,66
Сливки подсырные	2864,77	29,0	830,78
Масло подсырное	1000,00	82,0	820,00
Пахта	1864,77	0,4	7,46
Потери жира (0,4 %) 830,78 · 0,4/100			3,32

Вариант 2. Подсырное масло вырабатывается из творожной сыворотки в маслоизготовителях перио­дического действия производительностью 1200 л/ч.

Расчетные показатели: Ж_сл - 29 %, Ж_сыв - 0,2%, Ж_осыв – 0,1%, Ж_мас – 82%, Ж_п - 0,4%, П₁ - 0,6%, П₂ - 0,4 %.

кг

Норма расхода сливок на 1 т масла, кг, формула (5.18):

кг

Проверочный расчет представлен в табл. 5.8.

Таблица 5.8.

Показатель	Масса, кг	Массовая доля жира, %	Жир, кг
Сыворотка на сепарирование	837973,00	0,2	1675,95
Сливки подсырные	2864,77	29,0	830,78
Потери жира (П1) 1675,95 · 0,6/100			10,06
Потери сыворотки 837 973 · 0,6/100	5027,83	0,1	830,08
Сыворотка после сепарирования для промышленной переработки	830080,40	0,1	830,78
Сливки подсырные	2864,77	29,0	830,78
Масло подсырное	1000,00	82,0	820,00
Пахта	1864,77	0.4	7,46
Потери жира (П2) 830,78 · 0,4/100			3,32

Если на предприятии получают сыворотку от выра­ботки нескольких видов продукции (сыра, творога), то расчеты проводят по каждому виду или в целом по средним расчетным показателям в следующей по­следовательности и определяют:

1. Нормативный выход сыворотки от каждого вида продукции в сумме и среднюю массовую долю жира в общей массе сыворотки.

Данные расчетов представлены в табл. 5.9.

Таблица 5.9.

Продукт	Затраты смеси, кг	Норма сбора сыворотки %| кг	Массовая доля жира в сыво­ротке, %	Жир в сыво­ротке, кг
Творог 18 %-ной жирности (выработка в ваннах ВК-2,5)	375000	75 281250	0,2	562,00
Сыр «Адыгейский»	54000	75 40500	0,25	101,25
Сыр «Голландский» брусковый (45% жира в сухом веществе)	70000	80 56000	0,4	224,00
Итого	499000	377750	0,23501	887,75

Расчетные показатели: Ж_сл - 29,5 %, Ж_мас – 82%, Ж_сыв - 0,23501%, Ж_осыв - 0, 1%, Ж_п - 0,4, П₁ - 0,6%, П₂ - 0,4 %.

2. Норму расхода сыворотки на 1 т масла подсырного, т, формула (5.17):

кг

3. Норму расхода подсырных сливок на 1 т масла, кг, формула (5.18):

кг

4. Выработку масла подсырного, кг:

1000 · 377 750/619 588 = 609,68 кг

5. Выработку подсырных сливок, кг:

кг

Проверочный расчет представлен в табл. 5.10.

Таблица 5.10.

Показатель	Масса, кг	Массовая доля жира, %	Жир, кг
Сыворотка на сепарирование	377750,00	0,23501	887,75
Сливки подсырные	1716,58	29,50000	506.39
Потери жира (П1) 887,75 · 0,6/100			5,33
Потери сыворотки 377 750 · 0,6/100	2266,50	0,10000	2,27
Сыворотка после сепарирования для промышленной переработки	373766,92	0,10000	373,76
Сливки подсырные	1716,58	29,50000	506,39
Масло подсырное	609,68	82,00000	499,94
Пахта	1106,90	0,40000	4,43
Потери жира (П2) 506,39 · 0,4/100			2,02