6.1 Ассортимент сухих молочных консервов, характеристика

Отличие сухих молочных консервов от сгущенных - в большей концентрации сухих веществ в последних. В состав сухих молочных консервов входят все составные части молока: жиры, белки, молочный сахар, минеральные соли. Ценность молочных консервов заключается также и в том, что их можно хранить длительное время (до 5лет) и доставлять в районы Крайнего Севера, Дальнего Востока, т.е. в районы, где совсем нет натурального молока.

К основным продуктам консервирования цельного молока методом ксероанабиоза относятся: коровье цельное сухое молоко, сухое обезжиренное молоко с массовой долей жира не более 1,5 % и др., сухие сливки, сухие высокожирные сливки, сухие кисломолочные продукты, сухие смеси для мороженого, сухие молочные продукты повышенной растворимости (сухое молоко "Смоленское", сухое быстрорастворимое молоко), детские сухие молочные продукты, сухие молочные продукты с растительными компонентами, ЗЦМ.

Эти продукты представляют собой порошки, обладающие сыпучестью, которая зависит от силы трения и сцепления частиц между собой, характеризуются высокой массовой долей сухих веществ (95-98 %) . Частицы продуктов распылительной сушки имеют шарообразную форму (сухое цельное молоко), форму агломератов (сухое молоко "Смоленское") и агломератов, напыленных поверхностно-активными веществами (сухое быстрорастворимое молоко), Рис.(4).

Рисунок 4 Формы частиц сухих молочных продуктов

Количество свободного поверхностного жира в сухих молочных продуктах колеблется от 0,5 до 20 %. Непрерывной фазой частиц является лактоза.Размер частиц зависит от структуры их и места накопления. Частицы циклонной фракции

имеют размеры в среднем 20 мкм,камерной - 50 мкм,агломерированные от 100 до 250 мкми более. Внутри частиц и между ними содержится воздух (порозность). Массовая доля воздуха колеблется от 10 до 60 % и зависит от кратности сгущения и способа сушки. Объемная масса продуктов колеблется от 300 до 690 кг/м³и зависит от способа сушки.

С увеличением плотности и объемной массы частиц также увеличивается скорость растворения продукта. Во всех продуктах не допускаются патогенные микроорганизмы и бактерии группы кишечной палочки (в 0,1 или 0,3 г продукта). Общее количество микроорганизмов не должно превышать 50 тыс. в 1г продукта для высшего сорта и 70 тыс. - для первого сорта.

6.2 Способы сушки молока и молочных продуктов

Для сушки молока применяют как тепло, так и холод.

Высушивание теплом проводится в контактных (пленочных) сушилках, воздушных (распылительных) и газовых.

Высушивание холодом проводят путем вымораживания льда и сублимацией(или возгонкой).

Наиболее широко распространено в молочной промышленности высушивание теплом в контактных и распылительных сушилках.

Реже встречается сушка сублимацией и в состоянии пены.

Сушка на барабанной сушилке.При контактном способе: сушки высушиваемый материал непосредственно соприкасается с горячей металлической поверхностью температурой 105-130°Сили 60-90 °С- в вакуумных сушилках.

Высокие температуры нагрева поверхности вызывают существенные изменения в высушиваемом сырье, вследствие чего снижается восстанавливаемостьсухого порошка. При понижении температуры поверхности нагрева уменьшается производительность сушилки. Кроме того, в ряде случаев относительная влажность воздуха повышается до 100%, в связи с чем, для испарения требуется более высокая температура. С целью интенсификации процесса сушки при контактном способеодновременно с понижением температуры нагрева проводят обдувку высушиваемой пленки подогретым воздухом.

Молоко, подлежащее сушке поступает по трубопроводу в приемный корытообразный желоб с мелкими отверстиями, расположенными вдоль барабанов. С желоба оно стекает в приемную полость между барабанами сушилки, затем просачивается в зазор между барабанами, покрывая их тонким слоем. Зазор между вальцами регулируют в зависимости от свойств высушиваемого продукта. Поступая на горячую металлическую поверхность барабанов, молоко моментально закипает, благодаря чему свободная влага почти полностью удаляется за 3/4 оборота вальцов (2 - 3,5 сек.). В начале процесса влага испаряется интенсивнее, чем в конце высушивания. Это обусловлено уменьшением разности температур между продуктом и стенкой барабана (продукт нагревается), а также уменьшением поверхности испарения и большей силой сцепления молекул воды в сухом молоке. Пленка сухого молока, образовавшаяся на поверхности вальцов, отделяется ножами и направляющими щитками подается в желоб со шнеком. В конце каждого желоба установлен бункер, где хрупкая пленка протирается сквозь сетчатое днище. Измельченный порошок по штуцеру (рукаву) поступает в лари для охлаждения, а затем на расфасовку. Некоторые сушилки снабжены растирочными мельницами, предназначенными для измельчения пленки.

Среднее напряжение рабочей поверхности вальцов по испаренной влаге 30-32 кг/м час, по сырью 250-300 кг/час и готовому продукту 26-30 кг/час. Потребное давление пара Pmin = 0,15 МПА, Ртах = 0,45 МПа. Расход пара - 4,2-4,5 кг/кг порошка Виды вальцевых сушилок представлены на рис.(5).

Способы нанесения молока на вальцы

Тонкослойная сушка сглубоким погружением

Виды вальцевых сушилок

Для химических продкутое

Тонкослойная сушилка для термолабильных продуктов

Одно* и двухбарабанные сушилки

Рисунок 5 Вальцевые сушилки

Растворимость сухого молока, получаемого на вальцевых сушилках, ниже по сравнению с растворимостью молока, получаемого распылительным способом. Это обусловлено высокой температурой поверхности вальцов, вследствие чего могут денатурироваться белки молока. Кроме того, иногда молоко наносится на вальцы неравномерно, и процесс сушки также идет неодинаково по поверхности вальцов.

Существует несколько способов нанесения молока на вальцы.Наиболее совершенным следует считать способ нанесения сгущенного молока на вальцы сдуванием с дисков,т.к. при этом на вальцы наносится очень тонкий слой молока, который обдувается воздухом в начале испарения, вследствие чего значительно сокращается продолжительность сушки и повышается качество продукта, особенно его растворимость.

Вальцовые сушилки, работающие при атмосферном давлении, применяют для сушки обезжиренного молока и пахты.Существуют вакуум-вальцовые сушилки, вальцы которых заключены в герметически закрывающейся кожух, где создается разрежение. В таких сушилках сушка ведется при пониженных температурах, что обусловливает повышение растворимости продукта. Вакуум-вальцовые сушилки применяют для сушки цельного и обезжиренного молока.

Воздушный способ высушивания.При воздушном способе высушиваемая жидкость распыляется на мельчайшие капли и соприкасается с нагретым воздухом, который поглощает водяные пары из материала. Башня распылительной сушилки представлена на рис. (6).

Рисунок 6 Башня распылительной сушилки

Режим сушки в одностадийных сушилках следующий: в прямоточных сушилках температура поступающего воздуха-220-180 °С, отработанного 65-95 °С и в сушилках смешанного тока воздуха и продукта,соответственно, 140-170 °С - на входе, 60-80 °С на выходе из сушильной башни в. В прямоточных сушилках исключается перегрев, пересыхание и пригорание частиц .

Одностадийный способ сушкиотличается простотой и малооперационностью, но продукты имеют низкую скорость растворения и смачиваемость, невысокую объемную массу, велики удельные расходы энергоресурсов, затруднена интенсификация процесса сушки.

Наиболее совершенной, эффективной и перспективной является двухстадийная сушка,при которой продукт выводится из сушильной камеры с повышенной массовой долей влаги (6-9 %), придающей ему термопластические свойства, способствующие агломерации частиц. Досушивается продукт в вибрационных конвективных сушилках, где молочный порошок переводится в псевдоожиженное состояние и высушивается в виде агломератов до конечной массовой доли влаги в виброкипящем слое. Через слой частиц продукта пропускается воздух температурой 80-90 °С, частицы теряют контакт, перемещаются, слой расширяется и напоминает кипящую жидкость.

При двухстадийной сушке увеличивается производительность сушилок по сухому продукту на 20 %, удельные энергозатраты снижаются на 15-20%. Продукты характе­ризуются повышенной объемной массой, на 50-60 % уменьшается содержание свободного жира, размеры агломератов достигают 200-250мкм, уменьшается количество одиночных частиц, уменьшается гигроскопичность.

Газовая сушкаСушка в состоянии пены осуществляется путем введения газа под давлением 15МПа в сгущенную до 40 % сухих веществ молочную смесь перед выходом ее из распыливающего устройства в сушильной камере. Газ и продукт смешиваются в отношении 5:1. Частицы продукта - плотные, пористые, обладают повышенными смачиваемостью и растворимостью.

Сушка вымораживаниемоснована на том, что при замораживании молока с помешиванием образуются мелкие ледяные кристаллы чистой воды, которые отделяют от остальной массы центрифугированием. При этом способе нельзя довести содержание влаги в продукте до того предела, который допустим при других способах сушки. Он не нашел применения из-за экономических и технических трудностей (большие потери сухих веществ, громоздкое оборудование).

Сушка сублимациейпроизводится следующим образом: высушиваемую жидкость разливают в небольшие плоские четырехугольные кюветы (ванночки) и замораживают сухим льдом. Затем кюветы помещают в камеру с высоким вакуумом (остаточное давление в сублиматоре 13,33-133 Па). Сушка начинается при отрицательных температурах - 40-25 °С и основная массы воды испаряется из продукта, находящегося в замороженном состоянии. Затем через полые палочки, на которых расположены кюветы, подводят горячую воду и температуру в кюветах повышают до 40 °С, вследствие чего при высоком вакууме кристаллы льда превращаются в пар, который конденсируется в конденсаторе, а несконденсированный воздух, и газы отсасываются вакуум-насосом.

Сушка сублимацией происходит при низких температурах, что обусловливает сохранение первоначального качества исходного продукта. Недостатком способа является длительность сушки, малая производительность применяемых установок. В основном этот способ применяют для сушки биологических препаратов. Однако в США и Англии сублимацией стали все чаще и чаще высушивать молоко. В нашей стране молоко сублимацией не высушивают, однако в связи с повышением требований к качеству продуктов из молока возможно применение сублимации в сушке молока.