Общая технология молочной отрасли. Лабораторный практикум. Учебное пособие

ЖКГ = М(м,о,сл) × Ж(м,о,сл) .

100

Расход молока для получения заданной массы сливок определенной жирности с учетом предельно допустимых потерь определяют по формуле

mм = mсл ×(Жсл - Жо )× Кп ,

Жм - Жо

где Кп – коэффициент потерь, рассчитывается по формуле

mм = mсл + mо + С + П,

где С – количество сепараторной слизи; П – потери.

Качество обезжиривания молока в сепараторе оценивают по величине жировых шариков, оставшихся в обезжиренном молоке и по массовой доле жира в нем. Чем меньше средний диаметр жировых шариков, тем эффективность сепарирования выше.

Определение размера жировых шариков

Для измерения линейных размеров микрообъектов, в том числе жировых шариков, используют объект-микрометр и оку-

21

ляр-микрометр. Прежде чем определять размеры микрообъектов, устанавливают цену деления линейки окуляра.

Для определения цены деления окуляр-микрометра используют объект-микрометр – металлическую пластинку величиной с предметное стекло. В нем вмонтировано стекло в центре с линейкой, длиной 1 мм. Эта линейка разделена на 100 одинаковых делений, следовательно, одно деление равно 10 мкм. Подводя деление окуляр-микрометра к делениям объект-микрометра, устанавливают цену деления окуляра.

Для определения среднего размера жировых шариков готовят временный препарат натурального молока, для чего берут стеклянной палочкой каплю исследуемого продукта и наносят её на среднюю часть предметного стекла. Сверху каплю накрывают покровным стеклом (раздавленная капля), под которым исследуемый продукт свободно растекается тонким слоем. Расплавленным парафином закрывают доступ воздуха к продукту.

Жировые шарики молока рассматривают при увеличениях, на которых определена цена деления окулярной линейки. Подсчитывают число и определяют диаметр шариков на площади, ограниченной размерами окулярной линейки в 3 полях зрения. Жировые шарики относятся с диаметром 2 мкм и меньше – к мелким, от 2 – 6 мкм – к средним, 6 мкм и больше – к крупным. Результаты наблюдения сводят в табл. 1.

Результаты (см. табл. 1) используют для построения графика, характеризующего дисперсность эмульсии жира в молоке. По оси ординат откладывают число жировых шариков каждого раз-

22

мера в % к общему количеству, которое равно 100 %, по оси абсцисс – размеры жировых шариков.

Средний диаметр жировых шариков в молоке определяют по формуле

Порядок выполнения работы

1. Работу начать со знакомства с устройством сепаратора, назначением отдельных его частей, правилами эксплуатации, сборки, разборки. Сепаратор подготовить к работе согласно инструкции (приложение). Для проверки правильности сборки сепаратора и его прогрева через сепаратор пропустить 3−5 дм3 воды температурой 50 °С.

2.В молоке, предназначенном для сепарирования, определить массовую долю жира и кислотность, взвесить.

3.Молоко кислотностью не выше 22 ° Т нагреть до температуры 35 – 45 ° С и просепарировать.

4.По окончании работы все детали сепаратора промыть в указанной ниже последовательности:

1) ополоснуть теплой водой;

2) промыть раствором кальцинированной соды с концентрацией 0,5 % мас. при температуре 50 – 55 ° С;

3) ополоснуть теплой водой.

5.Взвесить полученное обезжиренное молоко и сливки, определить в них массовую долю жира, а также средний размер жировых шариков в обезжиренном молоке.

6.Результаты оформить в табл. 2.

23

Таблица 2

Результаты работы

7. Рассчитать эффективность сепарирования, потери жира и расход молока. Сделать вывод об эффективности проведенного процесса.

Контрольные вопросы и задания

1.Какова цель сепарирования в технологических процессах различных молочных продуктов?

2.В чем сущность разделения молока на сливки и обезжиренное молоко под действием центробежной силы?

3.Какие факторы влияют на эффективность сепарирования

молока?

4.Назовите конструктивные особенности сепараторовсливкоотделителей.

24

Лабораторная работа № 3

НОРМАЛИЗАЦИЯ МОЛОКА ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

Цель работы: изучить процесс нормализации молока; ознакомится с методиками расчетов нормализации при производстве различных молочных продуктов; провести нормализацию молока смешением.

Оборудование, материалы, реактивы: жиромеры (бути-

рометры), пробки резиновые, груши резиновые, центрифуга с частотой вращения не менее 1000 с-1, баня водяная, дозаторы для серной кислоты и изоамилового спирта, пипетка на 10,77 см3, кислота серная плотностью 1810 – 1820 кг / м3, спирт изоамиловый, молоко цельное, молоко обезжиренное, сливки.

Теоретические сведения

Нормализация – процесс регулирования содержания и соотношения составных частей молока в сыром молоке или продуктах переработки молока для достижения показателей, установленных стандартами, нормативными документами федеральных органов исполнительной власти, сводами правил и техническими документами. Нормализация осуществляется путем изъятия из продукта или добавления в продукт составных частей молока, молочных продуктов и их отдельных составных частей в целях снижения или повышения значений массовой доли жира, массовой доли белка и / или массовой доли сухих веществ.

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 определенную массу цельного молока с рассчитанной массой обезжиренного молока или сливок в зависимости от массовой доли жира в нормализованном молоке.

25

Снижая или повышая массовую долю жира исходного молока путем отбора сливок или обезжиренного молока, используя сепаратор с нормализующим устройством, проводят нормализацию в потоке.

1. Нормализация смешением.

В зависимости от массовой доли жира в нормализованном молоке по отношению к массовой доле жира в цельном молоке существует два варианта расчета (а и б):

а) если Ж нм >Жцм, тогда для получения нормализованной смеси к цельному молоку

нужно добавить сливки. Массы сливок и цельного молока, необходимых для нормализации, можно определить по уравнениям материального баланса:

mн.м Жн.м = mц.м Жц.м + mсл Жсл,

mн.м = mц.м + mсл .

Решая эти уравнения совместно, находим массы цельного молока и сливок:

mсл = mнм ×(Жнм - Жцм ) ,

mцм = mнм ×(Жсл - Жнм ) ; Жсл - Жцм

б) если Жнм < Ж цм, тогда для получения нормализованной смеси к цельному молоку

необходимо добавить обезжиренное молоко. Массы обезжиренного молока и цельного молока, необходимых для нормализации, можно определить по уравнению материального баланса:

mн.м Жн.м = mц.м Жц.м + mоб Жоб ,

mн.м = mц.м + mоб .

26

Решая эти уравнения совместно, находим массы цельного молока и обезжиренного молока:

mоб = mнм ×(Жцм - Жнм ) ,

mцм = mнм ×(Жнм - Жоб ) . Жцм - Жоб

Вывести эти формулы, можно также, используя метод расчетного треугольника. 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

Жн.м, Жц.м, Жоб; при нормализации сливками – Жн.м, Жц.м, Жсл. На внешних сторонах треугольника указывают разности 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, Жн.м < Жц.м, тогда mн.м = mц.м + mоб. Заполняем треугольник (рисунок).

Жн.м

Жц.м – Жн.м

Жн.м – Жоб

mоб mц.м

Рисунок. Иллюстрация метода треугольника

27

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

Если mнм известна, то, объединяя члены пропорции попарно, выводим расчетные формулы для mоб и mц.м.

2. Нормализация в потоке.

В зависимости от массовой доли жира в нормализованной смеси по отношению к массовой доле жира в цельном молоке существуют два варианта расчетов:

а) если Ж нм >Жцм, тогда для получения нормализованной смеси нужно концентри-

ровать жир цельного молока путем отделения от него части плазмы. Массы цельного и обезжиренного молока можно найти по формулам

mцм = mнм ×(Жнм - Жоб ) , Жцм - Жоб

где П1 – потери обезжиренного молока при его получении;

б) если Жцм > Ж нм, тогда для получения нормализованной смеси нужно снизить мас-

совую долю жира в цельном молоке путем отделения от него части жира в виде сливок. Массы цельного молока и сливок можно найти по формулам:

mцм = mнм ×(Жсл - Жнм ) , Жсл - Жцм

28

где П2 – потери молока при производстве непастеризованных сливок.

Готовый молочный продукт, отвечающий требованиям стандарта, можно получить из сырья с определенным составом, для чего проводят его нормализацию по одному (в основном по жиру) или нескольким (жир и СОМО) компонентам. На первом этапе нормализации определяют массовую долю жира в нормализованном молоке, предназначенном для производства определенного молочного продукта, с учетом содержания жира, белка или СОМО в исходном сырье и готовом продукте и степени использования жира и белка (СОМО). Для этого составляют уравнение материального баланса по жиру, СОМО и белку с учетом степени использования этих компонентов при производстве определенных продуктов.

В общем виде степень использования компонентов можно рассчитать следующим образом:

где rгп, rс – компонент готового продукта, сырья, %; mгп, mс – масса готового продукта, сырья.

Если mс = 100 ед., то получаем формулу

Запишем уравнение материального баланса по жиру с учетом степени использования жира

mнм · Жнм · Иж = mгп · Жгп.

Запишем уравнение материального баланса по СОМО с учетом степени использования СОМО

29

mнм · Онм · Ио = mгп · Огп.

Запишем уравнение материального баланса по белку с учетом степени использования белка

mнм · Бнм · Иб = mгп · Бгп.

Отсюда получим

Жнм = Жгп ×О×нм × Ио Огп Иж

или

Жнм = Жгп × Б×нм × Иб . Бгп Иж

Определение массовой доли жира в нормализованном молоке с учетом массовой доли белка, СОМО и степени использования этих компонентов является основополагающим при нормализации сырья в производстве молочных продуктов.

1. Определение массовой доли жира в нормализованном мо-

локе при производстве творога.

Нормализацию сырья при производстве творога производят по массовой доле жира с учетом белкового компонента

Жнм = Жтв × Б×нм × Иб .

Бтв Иж

Выразим произведение отношений жира к белку и степени использования белка и жира через постоянный коэффициент К1

Жтв × Иб = К1 .

Бтв Иж

30