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

лообразователя имеет текучую консистенцию и фасуется в транспортную упаковку — в ящики из картона, предварительно выстланные пергаментом или мешками-вкладышами из полимерных материалов.

На предприятиях эксплуатируются маслообразователи следующих марок:

−Т1-ОМ-2Т (линия П8-ОЛУ);

−Я7-ОМ-3Т (с барабанами-дисмембраторами), отличительная особенность — интенсификация механического воздействия за счет специальных «гребенок», закрепленных на ножах, и увеличения частоты вращения барабанадисмембратора до 180 мин–1 (вместо 150 мин–1 в маслообразователях старой конструкции);

−Я7-ОМ-3Т-М — четырехцилиндровый маслообразователь с обработ-

ником.

В трехцилиндровом маслообразователе условно процесс можно разделить на три стадии:

−первая стадия — охлаждение ВЖС с 65–70 °С до температуры кристаллизации глицеридов — 22–23 °С, ВЖС остаются при этом дисперсией прямого типа — «масло в воде». Имеет место частичная дестабилизация жировой дисперсии, степень дестабилизации — 25 %;

−вторая стадия — при охлаждении ВЖС с 23–22 до 10–15 °С (температуры массовой кристаллизации) и механическом воздействии происходит смена фаз жировой дисперсии и кристаллизация глицеридов. В тонком пристенном слое маслообразователя при соприкосновении ВЖС с холодной стенкой начинается кристаллизация глицеридов — высокоплавких и среднеплавких.

Одновременно происходит обращение фаз. Жировые шарики постепенно вытягиваются в длинные нити (пленки), которые дробятся на отдельные мелкие пленки (при этом оболочки жировых шариков разрушаются, а жидкий жир освобождается); затем эти тонкие пленки жидкого жира охватывают дисперсионную среду (плазму), и она становится дисперсной фазой, т.е. происходит переход в эмульсию обратного типа «вода в масле». Массовая кристаллизация триглицеридов идет уже преимущественно из жидкого жира. На второй стадии образуется преимущественно кристаллизационная структура масла;

−третья стадия — стадия механической обработки, дальнейшее охлаждение до 12–14 °С. Механическая обработка приводит к частичному разрушению кристаллизационной структуры, равномерному распределению твердого жира

вжидком и диспергированию влаги. При этом формируется коагуляционнокристаллизационная структура масла.

41

Формирование структуры масла должно завершиться в аппарате. В противном случае может быть получена крошливая консистенция масла.

Прогнозирование консистенции масла в процессе выработки можно осуществить по следующим показателям:

−внешнему виду масла;

−скорости отвердевания масла при выходе из маслообразователя;

−приросту температуры в монолите масла (в ящике).

Стадии обработки при эксплуатации пластинчатых маслообразова-

телей. При использовании пластинчатых маслообразователей марки Р3-ОУА процесс условно разделен на:

−охлаждение ВЖС в тонкослойном теплообменнике;

−кристаллизацию и механическую обработку в обработнике — цилиндре

смешалкой.

В пластинчатом маслообразователе Р3-ОУА-М (модернизированном) после обработника проводится дополнительная термомеханическая обработка в охладителе скребкового типа.

Дальнейшее совершенствование метода было направлено на получение масла из ВЖС с физической структурой и потребительскими показателями, характерными для масла, вырабатываемого методом сбивания. Для этого разработаны маслообразователи новой конструкции.

Стадии обработки при эксплуатации маслообразователей компании

«Тетра-Отич». Маслообразователи компании «Тетра-Отич» получили широкое применение в маслодельной отрасли промышленности. Они отвечают современным требованиям, предъявляемым к функциональным свойствам, надежности оборудования и качеству получаемого продукта.

Основная отличительная особенность маслообразователей ТВФ — организация технологического процесса преобразования высокожирных сливок. Именно эта особенность позволяет получать качественное сливочное масло.

Маслообразователи марки ТВФ состоят из трех функциональных узлов: охладителя, диспергатора и обработника. При производстве сливочного масла процесс преобразования высокожирных сливок в маслообразователе осуществ-

ляется в три стадии:

1)охлаждения высокожирных сливок;

2)преобразования фаз дисперсной системы высокожирных сливок;

3)формирования первичной структуры сливочного масла.

Стадия охлаждения высокожирных сливок реализуется в секции охлаждения маслообразователя, которая состоит из первых теплообменных цилин-

42

дров маслообразователя, расположенных до диспергатора (например, для маслообразователя ТВФ производительностью 1 000 кг/ч это первые два цилиндра, 2 000 кг/ч — первые четыре цилиндра, 3 000 кг/ч — первые шесть цилиндров). Высокожирные сливки, представляющие собой сложную дисперсную систему с диспергированной жировой фазой и непрерывной водной средой, подаются в секцию охлаждения маслообразователя плунжерным насосом.

Технологическая задача первой стадии процесса — подготовка высо-

кожирных сливок к последующему обращению фаз дисперсной системы, т.е. создание необходимых условий для последующего образования дисперсии обратного типа «вода в жире».

Для этого высокожирные сливки охлаждаются до 15 ± 2 °C при сохранении дисперсного состояния жировой фазы продукта, т.е. сохранения целостности жировых шариков в высокожирных сливках.

Данный параметр уточняется по результатам исследования качества готового продукта предыдущих выработок и показаний нагрузки двигателя диспергатора.

При охлаждении высокожирных сливок происходят следующие процессы:

1)кристаллизуется высокоплавкая группа глицеридов молочного жира по периферии жирового шарика. Часть жира (легкоплавкие глицериды) остается

вжидком состоянии внутри жировой глобулы. Эта особенность может быть использована для регулирования пластичности и термоустойчивости готового продукта (повышение механического воздействия увеличивает количество свободного жира и улучшает пластичность готового продукта, но уменьшает его термоустойчивость);

2)изменяются свойства оболочки жирового шарика и уменьшается ее эластичность;

3)закристаллизовавшийся жир создает внутреннее давление на оболочку жирового шарика и способствует ее разрушению;

4)достигается определенное соотношение твердого и жидкого жира в высокожирных сливках.

Это необходимо для того, чтобы увеличить вязкость жира при последующем обращении фаз.

Если вязкость продукта после обращения дисперсной фазы и дисперсионной среды (в этом случае жировая фаза будет непрерывной) будет низкой, устойчивость такой системы будет недостаточной для сохранения влаги в дисперсном состоянии и произойдет расслоение продукта на жировую и водную фазы.

43

В результате изменений агрегатного состояния молочного жира и свойств оболочки жирового шарика происходит уменьшение устойчивости дисперсной системы высокожирных сливок.

Стадия преобразования фаз высокожирных сливок осуществляется в диспергаторе маслообразователя.

Диспергатор — устройство роторного типа с дисковой мешалкой, вращающейся со скоростью 3 000 мин–1 и подвергающей продукт кратковременной интенсивной механической обработке.

Технологическая задача второй стадии процесса — обращение фаз в дисперсной системе высокожирных сливок и получение дисперсии обратного типа «вода в жире».

Под воздействием интенсивной механической обработки в диспергаторе происходят следующие процессы:

1)разрушаются жировые шарики и высвобождается заключенный внутри них жидкий жир;

2)в жире диспергируется водная фаза высокожирных сливок, и образуется эмульсия обратного типа «вода в жире».

Стойкость полученной дисперсии зависит от вязкости дисперсионной среды (жировой фазы). С увеличением вязкости жировой фазы увеличивается стойкость дисперсной системы и лучше сохраняется достигнутая степень дисперсности влаги. Индикатором необходимой вязкости продукта являются показания амперметра двигателя диспергатора. Показания амперметра, расположенного на пульте маслообразователя, должны составлять (10 ± 1) А. Нагрузка на двигатель (и показания амперметра) регулируется температурой охлаждения продукта на первой стадии процесса.

Стадия формирования первичной структуры сливочного масла реализуется в обработнике маслообразователя. Обработник маслообразователя состоит из теплообменных цилиндров, расположенных после диспергатора (например, для маслообразователя ТВФ производительностью 1 000 кг/ч это третий цилиндр, 2 000 кг/ч — пятый и шестой цилиндры, 3 000 кг/ч — седьмой и восьмой цилиндры).

Технологическая задача третьей стадии процесса — оптимальная тер-

момеханическая обработка продукта (охлаждение с одновременной механической обработкой), обеспечивающая получение в дальнейшем готового продукта

снеобходимыми реологическими свойствами. В сливочном масле на выходе из маслообразователя образуется «первичная» структура, на основе которой формируется твердо-пластичная структура готового продукта в статических условиях при холодильном хранении.

44

В обработнике маслообразователя происходят следующие процессы:

1)дальнейшая групповая кристаллизация глицеридов с образованием кристаллоагрегатов, инициированных на первой стадии процесса;

2)образование новых кристаллоагрегатов. Инициированию образования новых кристаллов способствует интенсивное перемешивание продукта (механическая обработка). Чем больше интенсивность механической обработки продукта, тем больше возникает новых центров кристаллизации, за счет чего формируется мелкозернистая кристаллическая структура продукта. Это способствует улучшению пластичности продукта;

3)после выхода из маслообразователя жир кристаллизуется в состоянии покоя. При этом между кристаллами жира возникают коллоидные связи и новые кристаллические образования.

Из практики известно, что повышение интенсивности механической обработки продукта способствует улучшению его пластичности, но снижает прочностные характеристики (твердость, термоустойчивость и пр.). Недостаточная механическая обработка приводит к образованию таких пороков, как крошливость, слоистость и пр. Поэтому интенсивность механической обработки должна регулироваться на основе результатов исследования качества масла предыдущих выработок.

Таблица 9

Рекомендуемые режимы работы маслообразователей серии ТВФ при выработке сливочного масла

45

Регулируют интенсивность механической обработки изменением частоты вращения ротора (мешалки) внутри теплообменного цилиндра обработника с помощью частотного регулятора.

На третьей стадии процесса контролируются температура охлаждения продукта и интенсивность механической обработки. Показателем правильности выбора технологических параметров является внешний вид получаемого продукта, который должен иметь блестящую поверхность и вязкотекучую консистенцию (при расфасовке в ящик должна образовываться покатая волнообразная горка). Рекомендуемая температура охлаждения продукта при этом составляет (18 ± 2) °C, а частота вращения ротора 300 об/мин. Рекомендуемые режимы работы маслообразователей серии ТВФ при выработке сливочного масла приведены в табл. 9.

4.5. Фасование масла

При использовании цилиндрических и пластинчатых маслообразователей фасование масла осуществляют наливом непосредственно после его выхода из маслообразователя при температуре от 12 до 20 °С. Масло из маслообразователя поступает в ящик, установленный на платформу электронных весов. Для удобства в работе устанавливают двое весов, которыми пользуются поочередно. Монолит масла в ящике после фасования должен быть плотным, без пустот и с ровной поверхностью. Это достигается путем периодического разравнивания масла лопаткой в момент его заполнения.

Упаковочный материал должен со всех сторон плотно прилегать к монолиту масла.

Контрольные вопросы:

1.Какие технологические операции включает способ производства масла преобразованием высокожирных сливок?

2.Какие факторы влияют на эффективность сепарирования сливок при производстве масла методом ПВЖС?

3.С какой целью проводится нормализация ВЖС при производстве

масла?

4.Что положено в основу расчетов нормализации ВЖС по влаге в производстве масла?

5.Какие стадии включает в себя процесс преобразования ВЖС в масло?

6.Чем отличаются стадии маслообразования в маслообразователях различных конструкций?

46

ГЛАВА 5. ТЕХНОЛОГИИ ОТДЕЛЬНЫХ ВИДОВ МАСЛА ИЗ КОРОВЬЕГО МОЛОКА

5.1. Технология кислосливочного масла

Ассортимент и состав кислосливочного масла. Кислосливочное масло имеет приятный, хорошо выраженный кисломолочный вкус и запах. Он обусловлен наличием молочной кислоты и ароматических веществ: диацетила, ацетоина и летучих жирных кислот. Эти вещества образуются в результате жизнедеятельности молочнокислых бактерий в процессе биологического сквашивания сливок.

Кислотность плазмы кислосливочного масла от 26 до 55 °Т (рН от 6,12

до 4,5).

Ассортимент кислосливочного масла:

−Традиционное (влаги 16 %, соленое и несоленое);

−Любительское (влаги 20 %, соленое и несоленое);

−Крестьянское (влаги 25 %);

−Российское (влаги 27 %);

−Бутербродное (влаги 35 %).

Кислосливочное масло можно вырабатывать всеми методами, но предпочтение отдается методу сбивания.

Особенности технологии кислосливочного масла, вырабатываемого методом сбивания. Особенность тепловой обработки сливок при производстве кислосливочного масла указана в гл. 2 (п. 2.5).

Сущность и возможные варианты организации биологического созре-

вания сливок. Сущность биологического созревания сливок заключается в ферментации находящейся в сливках лактозы под действием молочнокислых бактерий, входящих в состав закваски. В результате в сливках накапливаются молочная кислота и ароматические вещества (диацетил, ацетоин, уксусная и пропионовые кислоты, этилуксусный эфир и др.), участвующие в формировании специфического запаха и приятного кисломолочного вкуса.

Молочная кислота, кроме того, оказывает консервирующее действие, подавляет развитие гнилостных бактерий, чувствительных к кислой реакции.

Степень сквашивания устанавливают в зависимости от условий производства, последующего хранения масла, требований потребителя. В состав закваски входят кислотообразующие микроорганизмы (Lactococcus lactis, Lactococcus cremoris) и ароматообразующие (Lactococcus diacetilactis).

47

Приемка молока

Механическая очистка молока

Охлаждение молока

Резервирование молока

Подогрев молока

Очистка и сепарирование молока

Фасование и упаковка масла

Хранение масла

Рис. 4. Схема производства кислосливочного масла с использованием длительного биологического созревания

48

Методы биологического созревания.

Применение длительного биологического созревания. Технологическая схема производства кислосливочного масла с использованием длительного биологического созревания представлена на рис. 4.

Для летнего периода рекомендуется следующая последовательность технологических операций: производственная закваска в количестве 3–5 % вносится в сливки, пастеризованные и охлажденные до 18–20 °С, сливки выдерживаются при этой температуре до достижения требуемой кислотности плазмы масла.

В технологической инструкции имеются таблицы, по которым в зависимости от требуемой кислотности плазмы масла (40 или 55 °Т) и жирности сливок определяется титруемая кислотность сливок.

Например, при жирности сливок 34 % сливки сквашиваются до кислотности 26 (кислотность плазмы — 40 °Т) или 36 °Т (кислотность плазмы — 55 °Т). Затем сливки подвергаются физическому созреванию (5–7 °С, 6–8 ч), после чего подогреваются до температуры сбивания (7–12 °С) и направляются на сбивание.

Для зимнего периода рекомендуется следующая последовательность технологических операций: сначала сливки подвергаются физическому созреванию (5–7 °С, 2–3 ч), а затем подогреваются до 18–20 °С, вносится производственная закваска, и сливки сквашиваются до требуемой кислотности, после чего охлаждаются до температуры сбивания (8–14 °С).

Достоинством этого метода является хорошо выраженный вкус и аромат масла.

Недостатки метода:

−удлиняется технологический процесс за счет процесса сквашивания;

−получается кислая пахта, использование которой затруднено.

Применение краткого биологического созревания. Закваску вносят в сливки после физического созревания в таком количестве, чтобы достичь требуемой кислотности (около 20–30 % от массы сливок), количество закваски рассчитывается по формуле в зависимости от кислотности закваски и фактической кислотности исходных сливок, после внесения закваски сливки выдерживают 30 мин для накопления ароматических веществ.

Недостатки метода:

−требуется большое количество закваски;

−менее выражен вкус и аромат по сравнению с длительным способом;

−получается кислая пахта.

49

Достоинство метода — более короткий технологический цикл.

На рис. 4 представлена схема производства кислосливочного масла с использованием длительного биологического созревания.

Применение комбинированного способа. 1/3 часть сливок сквашивается до кислотности выше требуемой, а 2/3 сливок подвергаются физическому созреванию. После этого сливки смешивают и направляют на сбивание.

Выработка кислосливочного масла с внесением закваски в пласт мас-

ла. Известно несколько вариантов использования этого способа.

Может использоваться особая закваска — ацидофильно-ароматическая с повышенной массовой долей сухих веществ. В состав закваски входят Lb. acidophilus и Lc. diacetilactis в соотношении 1:4. Повышение массовой доли сухих веществ в обезжиренном молоке, предназначенном для производства закваски, до 14–18 %, достигается внесением СОМ. Закваска отличается повышенной кислотностью (120–180 °Т) и ярко выраженным ароматом.

Увеличение массовой доли сухих веществ до 18 % оказывает благоприятное влияние на развитие клеток микрофлоры закваски: прирост числа клеток составляет от 30 до 45 % по сравнению с закваской, приготовленной на цельном молоке. При этом число клеток ароматообразующих бактерий увеличивается на 20–40 %.

Данное явление можно объяснить возросшей буферной способностью заквасок вследствие повышенного содержания в них белка, что снижает отрицательное воздействие молочной кислоты на клетки молочнокислых и ароматообразующих бактерий. Кроме того, интенсификация развития клеток культур в среде с повышенным содержанием сухих веществ происходит за счет обогащения среды ценными питательными веществами, активно участвующими в метаболизме клеток (белки, аминокислоты, витамины группы В, микроэлементы). Особенно важно обогащение среды витаминами группы В (биотином, тиамином, пантотеновой кислотой), что позволяет увеличить синтез диацетила микроорганизмами закваски.

Увеличение сухих веществ в обезжиренном молоке до 20 % нецелесообразно, так как количество клеток уменьшается в связи с ростом осмотического давления среды, ингибирующего развитие микрофлоры закваски.

Кроме того, затрудняется равномерное распределение закваски в пласте масла.

Закваска вносится при нормализации по влаге в критический момент обработки и затем равномерно распределяется в пласте масла.

50