4.10. Кисломолочные продукты

Разработка более совершенного оборудования, способного обеспечить получение высококачественного продукта, зависит от ряда факторов, в том числе и от вязкостных характеристик изготавливаемого продукта. Знание этих характеристик позволяет рассчитывать и правильно выбирать как основное технологическое оборудование, так и трубопроводы для транспортировки продукта.

Кисломолочные продукты производят двумя методами – термостатным и резервуарным.

Термостатный метод производства кисломолочных продуктов осуществляется по следующей схеме [29]:

1) приемка и оценка качества молока;

2) нормализация молока по жиру;

3) пастеризация молока;

4) гомогенизация молока;

5) охлаждение молока до температуры сквашивания;

6) заквашивание молока;

7) розлив заквашенного молока;

8) сквашивание в термостате;

9) охлаждение и созревание продукта;

10) определение качества молока.

Первые семь операций являются общими как для термостатного, так и для резервуарного метода производства кисломолочных продуктов.

Существенное отличие резервуарного метода от термостатного заключается в том, что при резервуарном методе заквашивание и сквашивание молока, охлаждение и созревание продукта происходят в одном и том же резервуаре, но с нарушенным сгустком, имеющим сметанообразную консистенцию.

При резервуарном методе производства кисломолочных продуктов используют резервуары с рубашкой и перемешивающими устройствами. В таких резервуарах молоко и продукт можно подогревать или охлаждать, подавая в рубашку соответственно горячую или ледяную воду. В процессе производства кисломолочных продуктов данным методом перемешивающее устройство резервуара периодически включают. Делают это как при подаче закваски в резервуар, чтобы закваска равномерно распределилась по всей массе молока, так и по достижении требуемой кислотности продукта, когда продукт в резервуаре охлаждают. При этом тщательно перемешивают образовавшийся сгусток до однородной консистенции. В процессе перемешивания сгустка его вязкостные характеристики изменяются в зависимости от величины градиента скорости и температуры продукта.

4.10.1. Сметана с содержанием жира 20 %

Известно, что сметана обладает аномалией вязкости: ее эф-фективная вязкость зависит от температуры продукта и градиента скорости.

Ниже приводятся результаты исследований эффективной вязкости и касательных напряжений для сметаны следующего состава: содержание жира – 20 %; белка – 2,8 %; углеводов – 3,2 %. Сметана изготовлена из нормализованных сливок и закваски (изготовитель ОАО «Петмол», г. Санкт-Петербург) [30].

Исследования проведены на ротационном вискозиметре типа «Реотест RV». Каждая проба сметаны была термостатирована при определенной температуре в течение 20 мин, после чего производили измерения при возрастающих значениях скорости вращения цилиндра.

Результаты реологических измерений и их обработки приведены в табл. 4.30.

Экспериментальные данные свидетельствуют о большом влиянии величины градиента скорости на эффективную вязкость сметаны. При достаточно низкой температуре продукта (10 С) и изменении градиента скорости от 0,5 до 437,4 с^–1 эффективная вязкость уменьшается с 16,940 до 0,241 Па·с, т. е. более чем в 70 раз. Это обстоятельство объясняется существенным разрушением структуры продукта, а также тем, что сметана жирностью 20 % обладает свойствами неньютоновской псевдопластичной среды, при этом аномалия вязкости данной сметаны существенна. Отсюда следует вывод, имеющий практическое значение: даже при сравнительно низкой температуре сметаны необходимо на всех стадиях технологического процесса стремиться максимально уменьшать градиент скорости, который имеет место при перемешивании продукта, его транспортировании по трубопроводам, движении по фасонным частям – угольникам, тройникам, переходникам, при прохождении запорно-регулирующей арматуры и истечении из насадок дозирующего оборудования.

Для решения этой задачи при перекачивании охлажденной сметаны от резервуара до фасовочного оборудования необходимо иметь трубопровод минимально возможной длины с минимальным числом фасонных частей и запорно-регулирующей арматуры на трубопроводе. Диаметр трубопровода следует подбирать с учетом минимально допустимой массы продукта в трубе и величины градиента скорости.

Наряду с изменением реологических характеристик сметаны жирностью 20 % под влиянием градиента скорости ј, их величина зависит от температуры продукта. Так, при уменьшении температуры продукта в диапазоне от 10 до 29,7 С и одинаковых значениях градиента скорости (4,5 с^–1) наблюдается уменьшение эффективной вязкости с 6,319 до 3,818 Па·с, т. е. в 1,65 раза, а в интервале температур от 10 до 40,1 С и ј = 72,9 с^–1 эффективная вязкость сметаны уменьшается с 1,012 до 0,481 Па·с, т. е. в 2,1 раза. Это объясняется главным образом большим разрушением структуры продукта в исследованном интервале температур.