Изучение влияния температуры молока на эффективность его сепарирования

№ опыта	Температура сепарирования, °С	Массовая доля жира в обезжиренном молоке, %
1
2
3

На основании полученных данных следует построить график, отражающий зависимость массовой доли жира в обезжиренном молоке от температуры сепарирования молока. Сделать вывод о влиянии температуры молока на эффективность процесса сепарирования.

К заданию 3. Полученные данные представить в виде таблицы (табл. 10).

Таблица 10

Определение потерь сырья при сепарировании молока

Молоко		Сливки		Обезжиренное молоко		Потери сливок, %	Степень использования жира, %
Мц,м, кг	Жц.м, %	Мсл, кг	Жсл, %	Мо.м, кг	Жо.м, %

Привести расчеты по определению теоретического и фактического выхода сливок, фактических потерь сливок, сравнить их с допустимыми потерями и обосновать причины потерь.

Лабораторная работа № 7 Нормализация молока

Цель работы – ознакомиться со способами нормализации молока при производстве цельномолочных продуктов.

Нормализация молока проводится в целях доведения массовой доли жира и сухих веществ в исходном сырье до значений, соответствующих стандартам и техническим условиям. Процесс нормализации исходного молока по жиру осуществляется периодическим (в емкости) или непрерывным (в потоке) способами.

При периодическом способе нормализации исходного молока по массовой доле жира в резервуаре смешивают определенное количество цельного молока с рассчитанным количеством обезжиренного молока или сливок в зависимости от массовой доли жира в нормализованном молоке.

Уравнение материального баланса, описывающее данный процесс, имеет вид:

при нормализации цельного молока обезжиренным молоком

М_н.м Ж_н.м = М_ц.м Ж_ц.м + М_о.м Ж_о.м;

При нормализации цельного молока сливками

М_н.м Ж_н.м = М_ц.м Ж_ц.м + М_сл Ж_сл,

где М_н.м, М_ц.м, М_о.м, М_сл – масса нормализованного, цельного, обезжи- ренного молока и сливок, кг;

Ж_н.м, Ж_ц.м, Ж_о.м, Ж_сл – массовая доля жира в нормализованном, цельном, обезжиренном молоке и слив- ках, %.

Исходя из этих формул, массу обезжиренного молока или сливок, необходимых для нормализации, рассчитывают следующим образом:

М_о.м = М_ц.м (Ж_ц.м – Ж_н.м) / (Ж_н.м – Ж_о.м);

М_сл = М_ц.м (Ж_н.м – Ж_ц.м) / (Ж_сл – Ж_н.м).

При расчете массы нормализующих компонентов на практике пользуются графическими методами – треугольником и квадратом.

При расчете по треугольнику в его вершинах записывают массовую долю жира компонентов, входящих в уравнение материального баланса. Например, при нормализации обезжиренным молоком в вершинах треугольника записывают М_н.м, М_ц.м, М_о.м; при нормализации сливками – Ж_н.м, Ж_ц.м, Ж_сл.

На внешних сторонах треугольника указывают разность между большим и меньшим содержанием жира компонентов, записанных в прилегающих вершинах, а на внутренних сторонах треугольника – массу компонентов, массовая доля жира в которых записана в противолежащих вершинах.

Например, Ж_н.м < Ж_ц.м, тогда М_н.м = М_ц.м + М_о.м. Заполняем треугольник (рис. 1).

Ж_н.м

Ж_ц.м – Ж_н.м Ж_н.м – Ж_о.м

М_о.м М_ц.м

М_н.м

Ж_ц.м Ж_о.м

Ж_ц.м – Ж_о.м

Рис. 1

Из треугольника составляем пропорцию в соответствии с правилом расчетного треугольника: отношение внутренних сторон к внешним – величина постоянная. Для полученного треугольника

.

Если М_ц.м известна, то, объединяя члены пропорции попарно, выводим расчетные формулы для М_о.м и М_н.м.

При расчете по квадрату в центре его записывают М_н.м. По углам квадрата с левой стороны – массовую долю жира в компонентах: Ж_ц.м и Ж_о.м – при нормализации обезжиренным молоком и Ж_ц.м и Ж_сл – при нормализации сливками. В углах с правой стороны квадрата указывают разность по диагоналям между большей и меньшей величинами. Эта разность показывает количественное отношение между компонентами смеси: Ж_ц.м и Ж_о.м , Ж_ц.м и Ж_сл.

Например, Ж_н.м < Ж_ц.м, тогда М_н.м = М_ц.м + М_о.м. Квадрат имеет вид, как на рис. 2.

Ж_ц.м Ж_н.м – Ж_о.м

Ж_н.м

Ж_о.м Ж_ц.м – Ж_н.м

Рис. 2

Если известна масса смеси и необходимо определить массу ее компонентов, то суммируют значение полученной разности в правой части квадрата, например:

Ж_н.м – Ж_о.м + Ж_ц.м – Ж_н.м = Ж_ц.м – Ж_о.м.

Затем записывают соотношение

,

из которого следует

.

При непрерывном способе нормализации молока в потоке часть сливок отводится из сепаратора-нормализатора, если массовая доля жира в молоке больше массовой доли жира в нормализованном молоке. В этом случае процесс можно описать следующим уравнением материального баланса:

М_ц.м = М_н.м + М_сл или М_н.м = М_ц.м – М_сл.

Массу сливок, которую необходимо отобрать от цельного молока, определяют по формуле, выведенной из уравнения материального баланса:

Нормализацию молока по сухим веществам проводят путем добавления к исходному молоку сухого или сгущенного обезжиренного молока в соответствии с уравнением материального баланса.

При определении массы сухого молока М_с.м учитывают его растворимость и содержание влаги:

М_с.м = 100 М / Р,

где М – масса сухого молока по рецептуре, кг;

Р – растворимость сухого молока, %.

Задание 1. Провести нормализацию молока по заданной массовой доле жира в смеси. Проверить состав нормализованной смеси на соответствие заданию. Рассчитать изменение содержания сухого обезжиренного молочного остатка в смеси при нормализации по жиру.

Материалы, приборы и реактивы

1. Цельное и обезжиренное молоко, сливки.

2. Стеклянный цилиндр на 250 мл.

3. Стеклянные стаканы на 250 мл.

4. Лактоденсиметр.

5. Приборы, лабораторная посуда и реактивы для определения массовой доли жира в молоке, сливках и обезжиренном молоке.

Методы исследования

Массовую долю жира определяют кислотным методом Гербера, плотность – ареометрическим методом (см. работу № 5).

Порядок выполнения работы

Во всех видах молочного сырья определяют массовую долю жира, а в цельном и обезжиренном молоке – еще и плотность. В соответствии с полученным заданием выбирают компоненты смеси. По заданной массе нормализованного молока рассчитывают их массу по формулам, приведенным выше.

Рассчитывают содержание сухого обезжиренного молочного остатка в нормализованной смеси:

СОМО_н.м = (М_ц.м СОМО_ц.м + М_сл СОМО_сл) / (М_ц.м + М_сл)

или

СОМО_н.м = (М_ц.м СОМО_ц.м + М_о.м СОМО_о.м) / (М_ц.м + М_о.м),

где СОМО_ц.м, СОМО_н.м, СОМО_о.м, СОМО_сл – массовая доля сухого обезжиренного молочного остатка, соответственно, в цельном, нормализованном, обезжиренном молоке и сливках, %.

Массовую долю сухого обезжиренного молочного остатка в цельном молоке, сливках и обезжиренном молоке рассчитывают по формулам

СОМО_ц.м = (Д_ц.м + 2) / 4 + 0,225 Ж_ц.м;

СОМО_сл = (100 – Ж_сл) / 10,615;

СОМО_о.м = Д_о.м /4 + Ж_о.м + 0,59,

где Д_ц.м, Д_о.м – плотность цельного и обезжиренного молока лактоденсиметра (численно равна разности значения плотности в кг/м³ минус 1000) град.

Составляют смесь, определяют в ней массовую долю жира. Результаты анализа и расчетов записывают в таблицу (табл. 11).

Таблица 11