Тема 2. Механическая обработка молока

Механическая обработка молока включает сепарирование, очистку, состоящую в выделении из него механических и и биологических включений, нормализацию и гомогенизацию, заключающуюся в увеличении степени дисперсности молочного жира. Механическая обработка основана на неоднородности состава и свойств составных частей молока, разной величине их плотности и размеров частиц (табл.)

Составная часть молока	Диаметр частиц, нм	Плотность, кг/м3
Жир	100-10000	931
Казеин	5-100	1451
Альбумин	5-15	1451
Лактоза	1	1545
Минеральные вещества	0,5	3000

1. Сепарирование и очистка молока.

Материальный баланс сепарирования выражают уравнением

m_м = m _сл. + m_об + П + m_с.сл.

Качество обезжиривания при сепарировании молока характеризуется содержанием жира в обезжиренном молоке, а также степенью перехода молочного жира в сливки (степенью обезжиривания), которую определяют по формуле

α_ж = 100 Ж_сл (Ж_м – Ж_об)/ Ж_м (Ж_сл. - Ж_об),

где α_ж – степень обезжиривания, %; Ж_м ,Ж_сл. , Ж_об – массовая доля жира в молоке, сливках и обрате, %.

Качество работы сепаратора можно характеризовать индексом сепарирования, рассчитываемым по формуле

К = Ж_об / Ж_об1,

где К – индекс сепарирования; Ж_об1 – массовая доля жира в обезжиренном молоке при повторном сепарировании обрата, %.

Чем меньше индекс сепарирования, тем лучше качество обезжиривания и тем совершеннее сепаратор. Индекс сепарирования позволяет сравнить качество работы сепараторов при использовании и на разном молоке.

Качество очистки молока проверяют с помощью центрифугирования по количеству осадка в пробирках с пробами: чем меньше осадок, тем лучше качество очистки. Сравнительную оценку работы центробежных молокоочистителей проводят по массе осадка в барабане очистителя (отношение разности массы барабана до и после очистки молока к массе очищенного молока). Испытания должны проводиться на одном и том же молоке и при одинаковых технологических режимах.

2. Гомогенизация молока. Задача гомогенизации противоположна процессам, предусматривающим разделение сложной системы на компоненты. Она направлена на снижение отстоя жира в продуктах за счет повышения степени дисперсности жировой фазы молока.

Степень дробления жировых шариков зависит от температуры и давления гомогенизации. Их выбирают по составу гомогенизированной смеси. Для различных молочных продуктов обычно применяют давление гомогенизации 5-25 МПа, а температуру от 40-50^оС до температуры пастеризации.

В процессе гомогенизации возможно выделение свободного жира. В молоке с повышением давления гомогенизации количество свободного жира снижается, а в сливках – увеличивается. Повышение количества свободного жира связывают с недостатком белка, необходимого для формирования оболочки вновь образовавшихся жировых шариков. Одно из условий образования плотной защитной оболочки – отношение сухого обезжиренного остатка молока к жиру – в гомогенизированном продукте не должно быть ниже 0,6-0,8. Эффективность гомогенизации определяют по отстаиванию жира, методом центрифугирования, по изменению оптической плотности и размерам жировых шариков. В гомогенизированном молоке диаметр жировых шариков не должен превышать 2 мкм.

Повышение дисперсности молочного жира приводит к получению более однородной, гомогенной и устойчивой системы. Повышение устойчивости системы без отстоя сливок необходимо во многих производствах молочных продуктов. Кроме того, гомогенизация увеличивает вязкость молока, сливок и молочных смесей, что положительно влияет на консистенцию готовых продуктов и расширяет использование гомогенизации в молочном производстве.

Для определения эффективности гомогенизации используют метод отстаивания жира.

Ход работы Пробы молока выдерживают в течение 48 ч при 8^оС без перемешивания в мерной емкости (цилиндр, стакан) на 250 мл. Затем отбирают верхние 100 мл молока и определяют массовую долю жира в молоке, оставшемся в емкости. Отстаивание жира рассчитывают по формуле

О_м = 100 (Ж_м - Ж_н) / (Ж_м – кЖ_н),

где О_ж – отстаивание жира, %; Ж_м – массовая доля жира в молоке, %; Ж_н – массовая доля жира в нижнем слое молока, оставшегося в мерной емкости, %; к – отношение объема нижнего слоя молока в емкости к общему объему молока (при отборе 100 мл верхнего слоя к=0,6)

Степень гомогенизации можно рассчитать по формуле

Г= 100 Ж_н / Ж_м,

где Г – степень гомогенизации, %

Для гомогенизированного молока Г= 75-80%.