Технология производства сливочного масла и продуктов из пахты. Учебное пособие для СПО

−агрегация жировых шариков, образование масляного зерна. Различие — где происходит агрегация жировых шариков;

−в водной фазе (внутри объема сливок) под влиянием механического воздействия (кавитационная теория);

−на пограничной поверхности при участии раздела воздух-сливки (флотационная теория).

Основные факторы, влияющие на процесс маслообразования:

−режим физического созревания;

−температура сбивания».

Температуры сбивания дифференцированы по сезонам года и выбираются в зависимости от вида вырабатываемого масла (табл. 8).

Анализ табл. 8:

−чем больше влаги в масле, тем выше температура сбивания, так как повышенная температура на стадии последующей обработки облегчает вработку влаги в пласт масла и ее равномерное распределение;

−в зимний период, когда в молочном жире содержится меньше полиненасыщенных жирных кислот (молочный жир более тугоплавкий), выбирается более высокая температура сбивания (выше на 1–2 °С по сравнению с весеннелетним периодом), чтобы на стадии последующей обработки обеспечить лучшую вработку влаги в пласт масла и ее более равномерное распределение.

«Перезревшие» сливки сбиваются при более высокой температуре, «недозревшие» — при более низкой.

Более жирные сливки сбиваются при пониженных температурах, менее жирные — при повышенных температурах.

31

Подогрев сливок до температуры сбивания проводится подачей горячей воды с температурой не выше 27 °С в межстенное пространство сливкосозревательных резервуаров.

Факторы, влияющие на процесс сбивания сливок в маслоизготовите-

лях периодического действия. В маслоизготовителях периодического действия (МПД) все процессы, от сбивания сливок до получения масла, осуществляются в одной емкости.

Основой «процесса агрегации жировых шариков, согласно флотационной теории, является вовлечение (флотация) жирового шарика в пограничную поверхность «сливки — воздух».

Сбивание сливок происходит в результате их интенсивного перемешивания при вращении заполненной на 40 % емкости маслоизготовителя. Сливки при этом сначала поднимаются на определенную высоту, а затем сбрасываются под действием силы тяжести, подвергаются механическому воздействию. Воздух, находящийся в свободном пространстве маслоизготовителя, начинает врабатываться в сливки.

Врезультате физического созревания связь белковой оболочки с жировыми шариками ослаблена. При соприкосновении жирового шарика с воздушным пузырьком поверхностно-активные компоненты оболочек жировых шариков переходят в пограничную поверхность и вытесняют из нее белки плазмы

вобъем сливок.

Врезультате такого перераспределения поверхность жирового шарика оголяется (лишается защитной оболочки), жидкий жир вытекает, в результате образуются крупные жировые шарики.

Вдальнейшем при перемешивании сливок происходит разрушение воздушных пузырьков и агрегация слипшихся жировых шариков, т.е. образование масляного зерна.

Факторы, влияющие на процесс маслообразования в МПД:

−степень наполнения рабочей емкости МПД: оптимальная степень наполнения 30–50 % от рабочей вместимости. При заполнении более чем на 50 % процесс сбивания замедляется вследствие уменьшения пограничной поверхности воздух–сливки, продолжительность сбивания при этом увеличивается, жирность пахты также увеличивается. При заполнении менее чем на 25 % сливки как бы «размазываются» по ее поверхности тонким слоем и вращаются вместе с ней, сбивания сливок и образования масляного зерна не происходит;

−частота вращения рабочей емкости МПД: рассчитывается таким образом, чтобы обеспечивался подъем сливок и их падение, так как при этом будет идти вработка воздуха в сливки;

32

−степень отвердевания жира в сливках: оптимальная степень отвердевания 32–35 %, «перезревшие» сливки вследствие повышенной вязкости сбиваются дольше, зерно менее влагоемкое, увеличивается продолжительность обработки масла, поэтому часто оно получается с засаленной консистенцией;

−кислотность сливок: при сквашивании сливок вследствие накопления молочной кислоты снижается заряд на поверхности жировых шариков, система становится менее устойчивой; жировые шарики быстрее теряют свою оболочку, интенсифицируется их агрегация. Таким образом, сквашенные сливки сбиваются быстрее, жирность пахты при этом снижается.

Показатели, определяющие правильный выбор режима сбивания:

−размер зерна 3–4 мм, зерно округлое, правильной формы, плотное, упругое;

−массовая доля жира в пахте 0,4–0,5 %;

−продолжительность сбивания 40–45 мин;

−прирост температуры за время сбивания 1–3 °С.

Факторы, влияющие на процесс сбивания сливок в маслоизготовителях непрерывного действия.

«В маслоизготовителях непрерывного действия (МНД) процесс сбивания осуществляется в сбивателе или бильном цилиндре, который представляет собой цилиндрическую емкость с мешалкой (билом).

Процесс происходит в тонком слое между стенкой бильного цилиндра и била при интенсивном механическом воздействии (частота вращения била

1 400–2 500 мин–1).

Согласно «кавитационной теории потоки сливок под действием била в сбивателе движутся с различной скоростью. Кавитация в переводе с латинского означает “пустота”. В случае гидродинамической кавитации в потоке жидкости создаются кавитационные пузырьки, т.е. пустоты, заполненные воздухом. Они образуются там, где давление жидкости ниже некоторого критического значения. Попадая в зону повышенного давления, пузырьки воздуха начинают сокращаться, происходит захлапывание пузырька, которое сопровождается гидравлическим ударом. Следствие — разрушение липопротеиновых оболочек жировых шариков, дробление жировых шариков и затем их агрегация, т.е. образование масляного зерна.

При сбивании в МНД рекомендуется использовать сливки повышенной жирности. Так как массовая доля жира в сливках повышена, то в плазме содержится меньше белка, и жировые шарики для ликвидации свободной энергии на их поверхности слипаются. Скорость агрегации увеличена в 1 000 раз по срав-

33

нению с МПД. Однако часть мелких жировых шариков успевает набрать оболочку, поэтому нормативный отход жира в пахту при использовании МНД увеличивается до 0,7 %».

Факторы, влияющие на процесс маслообразования в МНД:

1) частота вращения мешалки сбивателя, которая зависит:

−от типа и производительности маслоизготовителя;

−от периода года — в осенне-зимний период частоту вращения мешалки сбивателя повышают для ускорения агрегации, а в весенне-летний — снижают;

−от жирности сливок — с увеличением жирности сливок частоту вращения мешалки сбивателя снижают, так какс повышением жирности увеличивается количество жировых шариков в единице объема, они чаще сталкиваются

ив результате ускоряется образование масляного зерна;

−от вида масла — при выработке масла с повышенной массовой долей влаги частоту вращения мешалки сбивателя увеличивают;

2) температура сбивания» (см. табл. 8).

3.4.Обработка масляного зерна и пласта масла

Промывка масляного зерна. Промывку масляного зерна осуществляют в случае переработки сливок с выраженными нехарактерными привкусами, снижающими качество масла.

Для промывки масляного зерна после удаления пахты используют питьевую воду с температурой 5–8 °С, что повышает эффективность процесса промывки и способствует улучшению качества готового продукта.

Механическая обработка масляного зерна и пласта масла. «Цель механической обработки масляного зерна:

−соединение масляных зерен в пласт;

−удаление излишков пахты или вработка недостающей влаги (регулирование массовой доли влаги);

−диспергирование влаги.

В зависимости от конструкции маслоизготовителя существуют различные формы механического воздействия при обработке масляного зерна: прокатывание вальцами (вальцовые МПД), многократные удары комка масла о стенки маслоизготовителя (безвальцовые МПД); экструзионная обработка — продавливанием через решетки, воздействие шнеками и лопастями (МНД).

34

Процесс механической обработки масляного зерна условно разделяют на три стадии:

–1 стадия — формирование пласта, из масляного зерна удаляется часть механически связанной влаги, количество влаги снижается до минимального содержания (критический момент). Массовая доля влаги в пласте определяется анализом и составляет около 11–12 %;

–2 стадия — внесение недостающей влаги (пахты) и вработка влаги,

вначальный момент влага поглощается маслом и выделяется из него в равных количествах, а затем масло под влиянием механического воздействия размягчается, влагоемкость его повышается, масло начинает впитывать влагу;

–3 стадия — влага в масле увеличивается, происходит диспергирование влаги и равномерное распределение в монолите масла. Степень дисперсности влаги зависит от продолжительности механического воздействия. С увеличением продолжительности обработки степень дисперсности возрастает. Но излишняя обработка может привести к повышенной вработке воздуха и к появлению «засаленной» консистенции. Конец обработки определяется с помощью индикаторных бумажек (не ниже 1 класса).

На эффективность обработки в МПД влияют:

−химический состав и фазовое состояние жира: зимой — более длительная обработка (25–50 мин), летом — быстрее (15–25 мин); при мягком зерне продолжительность обработки снижается, при твердом — увеличивается;

−частота вращения МПД (уменьшается по сравнению с частотой вращения при сбивании).

Улучшение структуры и консистенции масла, выработанного в МПД, возможно за счет гомогенизации масла — дополнительной обработки, которая проводится в специальных масляных гомогенизаторах.

В осенне-зимний период гомогенизацию проводят сразу после выработки,

ввесенне-летний — выдерживают 1–3 ч для стабилизации структуры, а интенсивность обработки снижают.

На эффективность обработки в МНД влияют:

1. Частота вращения шнеков обработника, которая выбирается в зависимости от времени года (т.е. с учетом состава молочного жира):

−для осенне-зимнего — 0,5–1 с–1;

−для весенне-летнего — 0,4–0,7 с–1.

2. Производительность МНД:

− в весенне-летний период при низкоплавком молочном жире производительность увеличивают, что, соответственно, снижает интенсивность механического воздействия на обрабатываемое масляное зерно и пласт масла;

35

−в осенне-зимний период при высокоплавком молочном жире производительность снижают, что повышает интенсивность механического воздействия. В результате твердость масла снижается, дисперсность плазмы повышается.

3. Температура масляного зерна:

−в осенне-зимний период — 13–16 °С;

−в весенне-летний период — 12–15 °С.

Регулируют температуру в процессе обработки масла в МНД подачей ледяной воды в рубашки разделительного цилиндра и обработника.

Регулирование массовой доли влаги в масле в процессе обработки

вМНД осуществляется:

−изменением уровня пахты в первой шнековой камере: если необходимо снизить массовую долю влаги в масле, то уровень пахты понижают и наоборот;

объясняется это изменением продолжительности контакта масляного зерна

спахтой, что способствует капиллярному всасыванию пахты масляным зерном;

−изменением частоты вращения шнеков обработника: если необходимо снизить массовую долю влаги, то частоту вращения шнеков снижают, это приводит к увеличению степени заполнения шнековой камеры, повышается прессующее давление шнеков, ускоряется выпрессовывание пахты из масляного зерна; если необходимо увеличить массовую долю влаги, то частоту вращения шнеков увеличивают, так как пахта при этом выпрессовывается меньше;

−нагнетанием в продукт недостающего количества влаги (пахты) с помощью насоса-дозатора (этот же насос используется для подачи рассола или закваски).

Кроме этого, при обработке масла в МНД возможно удаление из него воздуха (обработка в камере вакуумирования).

Эффективность обработки масляного зерна, консистенцию и пластичность масла во многом определяет температура его обработки. Для обеспечения хорошей консистенции масла, фасуемого монолитами, в весенне-летний период года температуру обработки его на выходе из маслоизготовителя рекомендуется поддерживать в пределах 12–15 °С, в осенне-зимний период — 13–17 °С. При фасовании масла в потребительскую упаковку температуру обработки снижают на 1,0–1,5 °С».

3.5.Фасование масла

Масло, полученное методом сбивания сливок в МНД и МПД, имеет плотную консистенцию, что позволяет фасовать его брикетами в упаковочный ма-

36

териал непосредственно при выработке. Фасование в транспортную упаковку (монолитом) проводится в ящики из картона, предварительно выстланные пергаментом или мешками-вкладышами из полимерных материалов.

Контрольные вопросы:

1.Какие технологические операции включает способ производства масла сбиванием сливок?

2.В чем сущность физического созревания сливок при выработке масла?

3.Какие факторы влияют на выбор режима физического созревания

сливок?

4.С какой целью применяются многоступенчатые режимы созревания сливок при производстве масла?

5.Что нужно учитывать при выборе режима сбивания сливок?

6.Какие факторы влияют на процесс сбивания в маслоизготовителях периодического действия?

7.Какие факторы влияют на процесс сбивания в маслоизготовителях непрерывного действия?

8.Какие стадии включает процесс обработки масляного зерна и пласта масла в маслоизготовителях периодического действия?

9.Какие факторы влияют на эффективность обработки масляного зерна

ипласта масла в маслоизготовителях непрерывного действия?

10.Как регулируется массовая доля влаги в процессе обработки в маслоизготовителях непрерывного действия?

ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА МАСЛА ПРЕОБРАЗОВАНИЕМ ВЫСОКОЖИРНЫХ СЛИВОК

4.1. Общая схема процесса производства сливочного масла преобразованием высокожирных сливок

Схема процесса производства сливочного масла преобразованием высокожирных сливок приведена на рис. 3.

Предшествующие операции технологического процесса представлены в гл. 2.

37

Рис. 3. Последовательность технологических операций при производстве масла методом преобразования высокожирных сливок (ПВЖС)

4.2. Сепарирование сливок, получение высокожирных сливок

Высокожирные сливки (ВЖС) — высококонцентрированная эмульсия с массовой долей жира 61–83 %. При массовой доле жира более 62 % жировые шарики практически соприкасаются друг с другом, при массовой доле жира более 73 % жировые шарики находятся в деформированном состоянии. Но в том и другом случае они обособлены липопротеиновыми оболочками и поэтому не коалесцируют.

38

Сепарирование сливок осуществляется на специальных сепараторах периодического или непрерывного действия. На эффективность сепарирования

влияют следующие факторы:

−температура сепарирования: от 60 до 85 °С (оптимальная 65–70 °С); повышение температуры сепарирования до 90–95 °С нецелесообразно, так как при этом увеличивается степень дестабилизации жировой эмульсии (на 12–15 %), при более низких температурах (ниже 60 °С) вязкость сливок увеличивается, повышается жирность пахты;

−кислотность исходных сливок: в кислой среде снижается устойчивость жировой эмульсии, так как снижается величина заряда на поверхности жировых шариков, увеличивается дегидратация белковых оболочек. Так, при повышении кислотности сливок с 18 до 24 °Т степень дестабилизации жировой эмульсии повышается на 38 %, а жирность пахты повышается в 1,5 раза;

−жирность исходных сливок: рекомендуемая технологической инструкцией — 32–37 %; при повышении жирности сливок необходимо увеличивать производительность сепаратора, а это может привести к увеличению жирности пахты;

−производительность сепаратора: регулируют таким образом, чтобы получить высокожирные сливки с требуемым содержанием плазмы (влага + СОМО), а жирность пахты не превышала установленной нормы (0,4 %). При повышении производительности сепаратора эффективность сепарирования снижается (повышается отход жира в пахту);

−продолжительность непрерывной работы сепаратора для ВЖС: при переработке высококачественных сливок составляет 1,5–3 ч; при увеличении кислотности сливок, их механической загрязненности и других факторах, увеличивающих отложение осадка в шламовом пространстве сепаратора, время непрерывной работы сепаратора сокращают. При использовании сепараторов

спериодической выгрузкой осадка время непрерывной работы увеличивается до 6 ч.

4.3.Нормализация высокожирных сливок

Цель операции — стандартизировать состав масла по влаге, жиру, СОМО. На предприятиях, как правило, нормализуют по влаге, реже по СОМО.

Получить ВЖС с требуемым содержанием компонентов (влага, жир, СОМО) можно, регулируя производительность сепаратора. Однако это довольно трудно. Так как быстрее всего делается анализ влаги в ВЖС, то целесооб-

39

разно нормализовать их по влаге. Для этого заведомо получают ВЖС с пониженным содержанием влаги (жира, соответственно, повышенным).

Для нормализации по влаге используют пахту или сливки 30–35 %-й жирности, цельное пастеризованное молоко, массу их определяют по формулам, приведенным в технологической инструкции.

В процессе анализа ВЖС часть влаги, так называемая связанная влага (гидратная оболочка жировых шариков), не испаряется, следовательно, не определяется анализом. Количество этой влаги непостоянно, колеблется от 0,4 до 1,2 % и зависит от периода года (состава и качества исходных сливок). Учитывая это, нормализацию по влаге в ВЖС ведут на 0,4–1,2 % меньше, чем требуется в масле. Например, для сладкосливочного масла влага в ВЖС после нормализации должна быть 15,2 %, для Крестьянского — 24,2 %. В процессе маслообразования эта связанная влага (около 0,8 %) выделится и в масле будет содержаться, соответственно, 16 и 25 % влаги.

При нормализации по СОМО используют сгущенное (сухое) обезжиренное молоко или пахту. Если используют сухие продукты, то их предварительно восстанавливают в пахте.

Между массовой долей В, Ж, СОМО используют зависимость: В + Ж +

+СОМО = 100 %. При нормализации необходимо исключить:

−повышенное испарение влаги;

−выделение свободного жира и как следствие появление мучнистой, слоистой консистенции.

Для этого:

−ванны закрывают крышками;

−выдержка в ваннах должна быть не более 30–40 мин;

−необходимо проводить перемешивание через 10–15 мин по 2–3 мин.

4.4.Преобразование высокожирных сливок в масло

Этот процесс происходит в маслообразователях различных конструкций при одновременном быстром охлаждении и интенсивной механической обработке.

Стадии обработки при эксплуатации цилиндрических маслообразо-

вателей. Маслообразователи цилиндрического типа имеют несколько последовательно соединенных цилиндров. Процесс преобразования ВЖС в масло проводится в кольцевом зазоре аппарата при охлаждении и одновременном механическом перемешивании во всех цилиндрах. Масло после выхода из мас-

40