Механическая обработка молока

Механическая обработка молока

Очистка молока. В настоящее время для очистки молока применяют главным образом сепараторы — молокоочистители. Очищают как холодное, так и нагретое молоко. Очистка холодного молока эффективнее только в том случае, если оно безупречно по физико-химическим и микробиологическим показателям.

Сепарирование молока. Сепарирование молока является одним из основных технологических процессов, обеспечивающих получение сливок и обезжиренного молока, используемых на молочно-консервных комбинатах для сушки. Как правило, сепарирование, как и очистку молока, следует проводить при 40-45°С. При этом выделяются механические примеси и часть микроорганизмов. В тех случаях, когда сепарируют все молоко, поступающее на молочно-консервный комбинат, его не требуется подвергать центробежной очистке.

Тепловая обработка молока

Пастеризация является основным видом тепловой обработки молока и других видом молочных продуктов, предназначенных для сушки. При пастеризации молока тщательно измеряются его физико-химические свойства. На качество, состав и свойства сухих продуктов наибольшее влияние оказывают изменения состояния белковых и жировых фракций, а также минеральных веществ молока. Кроме того, пастеризация существенно влияет на ферменты молока.

При производстве сухих молочных продуктов для обеспечения их стойкости режим пастеризации следует выбирать таким, чтобы основные ферменты молока остались инактивированы. Из ферментов на качество сухого молока наибольшее влияние оказывают протеазы и липазы. Протеаза весьма устойчива к нагреванию. Активность ее снижается при температуре нагревания 77°С, но сама протеаза не разрушается даже при 93°С. Липаза полностью разрушается при температуре тепловой обработки 93 и 105°С. С повышением температуры пастеризации увеличивается размер казеиновых частиц. Одновременно с этим изменяется вязкость молока. При пастеризации существенно изменяются сывороточные белки. Легкая изменчивость этих компонентов и быстрая денатурация объясняются их гидратационными свойствами. Значительная часть сывороточных белков денатурирует и выпадает в осадок. В связи с тем, что состав и состояние минеральных веществ молока находится в определенной взаимосвязи со степенью дисперсности белков, то изменение структуры белковых фракций сопровождается изменениями состава молока. Так, при пастеризации количество растворимых форм кальция уменьшается примерно на 20%, фосфорной кислоты на 20-25% и лимонной кислоты на 30% и более. В результате пастеризации происходят некоторые изменения структуры жировых клеток и их оболочек. В незначительной степени меняется и дисперсность жировых шариков. Стойкость обезжиренного сухого молока при хранении ухудшается, если в исходном молоке большая часть сывороточных белков остаются в неденатурированном состоянии. При производстве сухих продуктов оптимальной температурой пастеризации молока является 95°С. При этом особо следует подчеркнуть, что температура пастеризации молока не должна быть ниже 90°С.

Механическая обработка молочного сырья

(очистка молока, сепарирование молока, гомогенизация молочного сырья, мембранная обработка молочного сырья, нормализация в производстве молочных продуктов)

ОЧИСТКА МОЛОКА, освобождение молока от механич. примесей (частиц корма,подстилки, шерсти и др.). Проводится фильтрацией или центрифугированием. При доении в вёдра молоко очищают во время слива во фляги и в резервуары охладители. На флягу устанавливают цедилку, в которую вкладывают фильтры из ваты, марли, фланели илилавсановой ткани. Ватные фильтры заменяют после процеживания не более 70 л молока, фланелевые имарлевые после окончания работы промывают сначала в холодной, затем в горячей воде, кипятят 10…20мин, прополаскивают и сушат. Фильтры из нетканых синтетич. материален, используемые в доильныхустановках, имеющих молокопроводы, меняют через 1,5…2 ч работы, промывают в тёплой воде истерилизуют паром. В вакуумных линиях доильных установок и на молокоперера-батывающих предприятияхиспользуют центробежный очиститель молока.

Сепарирование молока-разделение молока на фракции(обезжиренное молокои сливки) При сепарировании изсыворотки выделяют белки, получают высокожирные сливки. Сепараторы для молока и молочных продуктов класифмцируются следующим образом:

5сепараторы специального назначения, для холодного сепарирования,для получения высокожирных сливок

Гомогенизация Этот способ механической обработки молока и жидких молоч­ных продуктов служит для повышения дисперсности в них жиро­вой фазы, что позволяет исключить отстаивание жира во время хранения молока, развитие окислительных процессов, де-стаби- лизацию и подсбивание при интенсивном перемешивании и транспортировании. Гомогенизация сырья способствует:

При производстве пастеризованного молока и сливок —при­обретению однородности (вкуса, цвета, жирности);

Стерилизованного молока и сливок — повышению стойкости при хранении;

Кисломолочных продуктов (сметаны, кефира, йогурта идр.) — повышению прочности и улучшению консистенции белковых сгустков и исключению образования жировой пробки на поверх­ности продукта;

Сгущенных молочных консервов — предотвращению выделе­ния жировой фазы при длительном хранении;

Сухого цельного молока — снижению количества свободного молочного жира, не защищенного белковыми оболочками, что приводит к быстрому его окислению под действием кислорода атмосферного воздуха;

Восстановленных молока, сливок и кисломолочных напит­ков — созданию наполненности вкуса продукта и предупрежде­нию появления водянистого привкуса;

Молока с наполнителями (какао идр.) — улучшению вкуса, повышению вязкости и снижению вероятности образования осадка.

Диспергирование жировых шариков, т. е. уменьшение их раз­меров и равномерное распределение в молоке, достигается воз­действием на молоко значительного внешнего усилия (давление, ультразвук, высокочастотная электрическая обработка идр.) в специальных машинах — гомогенизаторах. Наибольшее распрос­транение в молочной отрасли получила гомогенизация молока при продавливании его через кольцевую клапанную щель гомоге­низирующей головки машины. Жировые шарики, проходя через эту щель, диспергируются

Нормальзация молока подразумевает получение молока или сливок заданной жирностью, путем смешивания молока с менее жирным или обезжиренным молоком. Нормализацию молока по массовой доле жира, сухих веществ или сухих обезжиренных веществ проводят в целях получения молочных продуктов стандартного состава. По массовой доле жира молоко нормализуют при производстве всех молочных продуктов, кроме нежирных. По массовой доле сухих или сухих обезжиренных веществ молоко нормализуют после нормализации по массовой доле жира при производстве некоторых видов молочных продуктов (молочных консервов, сыров, творога, молочных продуктов с повышенной долей сухих обезжиренных веществ и т. д.).нормализация молока в потоке. Все молоко поступает в сепаратор-нормализатор, а из него выходит молоко заданной жирности и сливки. Отклонения от заданной жирности колеблются в пределах 0,1—0,05%.
Жирность нормализованного молока зависит от жирности исходного, поэтому в сепараторы-нормализаторы должно поступать молоко постоянной жирности

Дата добавления: 2018-06-01 ; просмотров: 385 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

ТЕМА 3. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МОЛОЧНОГО СЫРЬЯ

1 Фильтрование как наиболее простой метод очистки молока от механических примесей

2 Центробежная очистка молока

3 Сепарирование молока

4 Нормализация молока

5 Гомогенизация молочного сырья

6 Мембранные методы обработки молочного сырья

Под механической обработкой молока и молочных продуктов следует понимать такую обработку, при которой не происходят процессы, связанные с химическими изменениями продукта.

Одним из наиболее распространенных видов механической обработки является разделение молока как неоднородной системы. В этом случае молоко подвергается очистке от всевозможных механических примесей или из молока выделяют жир в виде сливок. При производстве некоторых молочных продуктов (творога, сыры и др.) после коагуляции молока производится разделение творожной или сырной массы на сгусток и сыворотку.

Дробление в молоке жировых частиц, называемое гомогенизацией, также является механической обработкой.

Молоко умышленно подвергают сильному механическому воздействию для того, чтобы вызвать медленное во времени изменение состояния распределения жира в сыром молоке. С одной стороны, механическая обработка должна в такой степени изменить первоначальную структурную систему сырого молока, чтобы быстрее изменялось состояние диспергирования, приводя к отделению молочного жира в виде сливок. С другой стороны, при гомогенизации состояние диспергирования жира должно стабилизироваться так, чтобы оно оставалось, по возможности, постоянным в течение времени между обработкой молока и его реализацией.

Фильтрование как наиболее простой метод очистки

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8414 — | 7322 — или читать все.

193.151.241.65 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Механическая обработка молока.

Сепарирование молока – это процесс разделения его на сливки и обезжиренное молоко при помощи сепаратора-сливкоотделителя. Оптимальная температура молока при сепарировании 35-40 0 С. в сепараторах жировая фаза, как более легкая, оттесняется к оси вращения, обезжиренное молоко — на периферию. В обезжиренном молоке содержание жира не должно превышать 0,05%.

Нормализация молока. Проводится в целях регулирования химического состава молока для получения готового продукта, отвечающего требованиям стандарта по массовой доле жира, сухих веществ, углеводов, витаминов, минеральных веществ.

На предприятия молоко поступает различной жирности, тогда как вырабатываемый продукт должен содержать определенную массовую долю жира. В процессе нормализации приходится корректировать массовую долю жира. Процесс осуществляется двумя способами – в потоке или путем смешивания. Основой расчетов при нормализации является уравнение материального баланса.

Нормализация в потоке осуществляется либо с одновременной очисткой от механических примесей (сепараторы-нормализаторы) или на сепараторах-сливкоотделителях.

Нормализация путем смешивания осуществляется в емкостях с мешалками. Смешивают определенные количества цельного молока с обезжиренным (для снижения жирности) или со сливками (для повышения жирности).

Гомогенизация молока – процесс дробления жировых шариков путем воздействия на молоко значительных внешних усилий, вызванных перепадом давления. В исходном молоке диаметр жировых шариков0,5-18 мкм, в гомогенизированном – 1мкм. При этом снижается возможность отстаивания жира при хранении молока. Гомогенизация проводится при температуре молока 50-60 0 С. применят различные виды гомогенизации: одно-, двухступенчатую, раздельную. При гомогенизации происходит увеличение температуры молока на 5-10 0 С.

Мембранные методы обработки молочного сырья.

При производстве некоторых видов кисломолочной продукции получают значительное количество сыворотки, содержащей около 6% сухого молочного остатка. При этом большая часть сывороточных белков не используется для производства продуктов питания из-за трудноости их выделения из сыворотки. Поэтому для выделения этих веществ применяют мембранные методы обработки молочного сырья. Наибольшее распространение получили ультрафильтрация, обратный осмос и электродиализ.

Ультрафильтрация и обратный осмос – это процессы фильтрации растворов через мембраны с размерами пор менее 0,1 мкм. Такие фильтры называют полу проницаемыми, мембранами, так как они задерживают молекулы с большими размерами и пропускают мелкие мот 65 до 5олекулы. Процессы проводятся под давлением, при этом обратный осмос – под более высоким давлением, чем ультрафильтрация. Как правило степень концентрации сыворотки составляет 5.

Электродиализ – это перенос ионов из одного раствора в другой через мембрану под действием электрического поля, которое создается электродами, расположенными по обе стороны мембраны. Подвергаются только те вещества, которые при растворении диссоциируют на ионы или образуют заряженные комплексы.

Тепловая обработка молока.

Пастеризация молока – это его тепловая обработка при температурах ниже точки его кипения (от 65 до 95 0 С). выбор температурно-временных комбинаций зависит от вида вырабатываемой продукции и иприменяемого оборудования, обеспечивающих требуемый бактерицидный эффект (не менее 99,98%) и должен быть направлен на максимальное сохранение первоначальных свойств молока.

· Уничтожение патогенной микрофлоры, получение безопасного в санитарно-гигиеническом отношении продукта

· Снижение общей бактериальной обремененности, разрушение ферментов сырого молока, снижающих его стойкость при хранении

· Направленное изменение физико-химических свойств молока для получения заданных свойств готового продукта.

Оптимальной температурой пастеризации сырого молока является 72 0 С с выдержкой 15-45 сек. При сильной обремененности молоко выдерживают при 75-77 0 С 15-35 сек.

В промышленности принят режим 75-76 0 С 15-20 сек., который обеспечивает гигиеническую надежность, уничтожение патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, сохранение пищевой и биологической ценности молока, его защитных факторов.

Стерилизация молока – тепловая обработка, проводимая при температуре выше 100 0 С для получения безопасного в санитарном отношении продукта и обеспечения его длительного хранения при температуре окружающей среды без изменения качества.

Кроме самого распространенного теплового способа стерилизации применяются химический, механический, радиоактивный, электрический.

При тепловой стерилизации уничтожаются все бактерии и споры, инактивируются ферменты при минимальном изменении его вкуса, цвета и питательных веществ.

Стерилизация молока осуществляется в таре и в потоке, одноступенчатым способом (после розлива в тару при 110-120 0 С с выдержкой 15-30 мин) и двухступенчатым (первоначально в потоке до розлива в тару при 130-150 0 С несколько секунд, затем после розлива в туру и герметичной укупорки при 110-118 0 С 10-20 минут). Готовый продукт хранится в течение года. Наиболее прогрессивной является стерилизация продукта в потоке при ультравысокотемпературногом потоке 135-150 0 С с выдержкой в несколько секунд с последующим фасованием в асептических условиях в стерильную тару.

Молоко, обработанное УВТ по своим качественным показателям приближается к пастеризованному молоку.

Последнее изменение этой страницы: 2017-02-19; Нарушение авторского права страницы

Технологический расчет оборудования для механической обработки молока и молочных продуктов

Эффективность работы сепаратора-сливкоотделителя оценивается путем сравнения скорости отстаивания молочного жира в естественных условиях и в поле центробежных сил барабана сепаратора.

Скорость выделения жировых шариков из плазмы молока при отстое (vB) определяют следующим образом.

На частицу жира диаметром d, содержащуюся в молоке, действуют сила тяжести G, выталкивающая сила А и сила сопротивления среды (плазмы молока) движению частицы F:

При равномерном движении силу сопротивления среды можно определить как разность сил:

откуда скорость разделения

где ры и рж — соответственно плотность плазмы молока и молочного жира, кг/м 3 ; р — динамическая вязкость плазмы молока, Па • с; g — ускорение свободного падения, м/с 2 .

Показатель, характеризующий разделяемость молока на молочный жир и обезжиренное молоко, с,

Скорость выделения жировых шариков из плазмы молока при сепарировании (vc) может быть получена, если в формуле (3.4) ускорение свободного падения g заменить на центростремительное ускорение RW 2 . Тогда

где со — угловая скорость вращения барабана, с -1 ; R — средний радиус тарелки барабана, м.

Таким образом, по сравнению с естественным отстаиванием при разделении молочного жира и обезжиренного молока в поле центробежных сил скорость этого процесса возрастет во столько раз, во сколько раз vc больше vB:

Показатель Fr называется фактором разделения и представляет собой отношение ускорений в полях центробежных и гравитационных сил.

Выразим угловую скорость (рад/с) барабана сепаратора через его частоту вращения (сг 1 ): со = 2лп и примем л 2

g. Тогда уравнение (3.7) примет вид

Таким образом, фактор разделения сепаратора в большей степени зависит от частоты вращения барабана и в меньшей — от размеров его тарелок.

Сепараторы различного типа и гомогенизаторы подбирают по часовой производительности с учетом производительности другого оборудования, составляющего проектируемую технологическую линию.

Производительность сепараторов-сливкоотделителей, л/ч,

где Р — коэффициент, учитывающий использование объема барабана (Р = 0,7. 0,8); п — частота вращения барабана, с -1 ; Z — число тарелок в барабане; а — угол наклона образующей тарелки, град; R2 — больший радиус тарелки, см; R, — меньший радиус тарелки, см; с1ж — диаметр жирового шарика, см; t — температура сепарируемого молока,°С.

При использовании сепараторов с ручной выгрузкой осадка учитывают длительность их непрерывной работы (2. 3 ч). По технической характеристике сепаратора определяют объем грязевого пространства барабана и сравнивают время работы технологической линии с допустимой длительностью Гдоп (ч) непрерывной работы сепаратора-моло- коочистителя:

где Vrp — объем грязевого пространства барабана сепаратора, м 3 ; рп — плотность продукта, кг/м 3 ; Р — загрязненность молока, % (Р = = 0,03. 0,06%); QJl — часовая производительность технологической линии, кг/ч.

Если время работы технологической линии значительно дольше времени допустимой непрерывной работы сепаратора-молокоочистителя, то для очистки молока применяют два сепаратора с периодическим их включением и мойкой или один с большим размером грязевого пространства барабана. При незначительной разнице указанных значений в технологической линии возможна установка проточного фильтра, позволяющего уменьшить загрязненность молока перед его поступлением на центробежную очистку.

Производительность гомогенизаторов, м 3 /с,

где d — диаметр плунжера, м; S — ход плунжера, м; п — частота вращения коленчатого вала, с -1 ; z — число плунжеров; ср — объемный КПД.

Рабочее давление в головке гомогенизатора связано с размерами жировых шариков соотношением

где dcp — средний диаметр жировых шариков после гомогенизации, м; р — давление гомогенизации, Па.

Рекомендуемое давление гомогенизации для молока и сливок соответственно равно 15. 17 и 5. 7,5 МПа.

В некоторых случаях следует учитывать повышение температуры продукта в процессе гомогенизации. Изменение температуры молока в процессе его гомогенизации,°С,

где сы — удельная теплоемкость молока при температуре гомогенизации, Дж (кг -°С).

Механическая обработка молока

Более совершенным способом является способ центробежной очистки молока с использованием сепараторов – молоко очистителей. В сепарирующем устройстве развивается значительная центробежная сила, примеси молока, как наиболее тяжелые, отбрасываются к стенкам сепарирующего устройства и откладываются в периферийном пространстве в виде плотного слоя. Очищенное молоко проходит к центру сепарирующего устройства и отводится из очистителя.

При высокой t (80-85 0 С) скорость отделения частиц возрастает, но качество очистки не улучшается вследствие того, что часть загрязнений в горячем молоке растворяется и не может быть выделена под действием центробежной силы.

Оптимальная температура молока при центробежной очистке 35-45 0 С.

Эффективность очистки зависит от температуры и кислотности.

Очистка молока от микробиологических примесей осуществляется также в процессе бактериофугирования.Отличие бактериофуги состоит в том, что частота вращения барабана бактериофуги значительно выше и по периферии тарелок расположены отверстия.

Наибольшее применение бактериофугирование находит в сыроделии, его проводят при t 72-74 0 С, а эффективность пастеризации молока увеличивается до 99,9%.

Сепарирование молока — это разделение молока на две фракции различной плотности: высокожирную (сливки) и низкожирную (обезжиренное молоко) во вращающемся сепарирующем устройстве сепаратора.

С увеличением размеров жировых шариков и плотности плазмы молока ускоряется процесс сепарирования и отделения сливок. Жировые шарики как наиболее легкие оттесняются к центру, а обезжиренное молоко, как наиболее тяжелая фракция устремляется к периферии. Жировые шарики осаждаются на наружной поверхности каждой тарелки, после чего собираются в виде сливок и устремляются к оси вращения, затем к регулировочному винту и выбрасываются из барабана.

На эффективность сепарирования влияют технологические факторы: температура сепарирования, кислотность молока, загрязнение молока механическими примесями, размер и плотность жировых шариков, предварительная обработка, массовая доля жира в молоке, плотность и вязкость молока; конструктивные факторы: частота вращения барабана сепаратора, производительность сепаратора и другие. При обычном сепарировании молока можно получить сливки массовой доли жира 55%.

Подогрев молока до 40-45ºС перед сепарированием в 2 раза уменьшает его вязкость и улучшает процесс сепарирования. При более высокой температуре степень раздробления жировых шариков увеличивается, следует плохой выход жира.

Нормализация молока проводится в целях регулирования массовой доли жира и сухих веществ до значений, соответствующих стандартам и техническим условиям. По МДЖ молоко нормализуют при производстве всех молочных продуктов, кроме нежирных. При нормализации молока для снижения МДЖ — к исходному цельному молоку добавляют обезжиренное молоко; или от исходного молока отбирают часть сливок путем сепарирования; для повышения МДЖк исходному цельному молоку добавляют сливки. Нормализацию молока по МДЖ выполняют периодическим и непрерывным способами (процесс осуществляется в емкости или в потоке).При периодическом способе нормализации смешивают обезжиренное молоко и сливки с цельным молоком, или между собой в количествах, необходимых для получения молока с заданной МДЖ. Если требуемая МДЖ в нормализованном молоке меньше, чем в цельном исходном молоке, то к цельному молоку нужно добавить определенное количество обезжиренного молока (для снижения концентрации жира). Также можно обезжиренное молоко смешать с концентрированным молочным жиром (сливками) в определенных пропорциях. Если требуемая МДЖ в нормализованном молоке больше, чем в цельном исходном молоке, то к цельному молоку нужно добавить определенное количество сливок (для повышения концентрации жира). Также можно обезжиренное молоко смешать с концентрированным молочным жиром (сливками) в определенных пропорциях. При непрерывном способе нормализация молока осуществляется в потоке на сепараторе – сливкоотделителе с нормализующим устройством.

При производстве консервов, сыров, творога, т.е. молочных продуктов с повышенной долей сухих обезжиренных веществ, по массовой доле сухих веществ молоко нормализуют после нормализации по массовой доле жира.

Гомогенизацияв молочной промышленности — это процесс дробления жировых шариков и частичного разрушения белковых веществ молока и сливок, имеющих диаметр выше 140 нм. Цель – предотвращение самопроизвольного отстаивания жира при производстве и хранении молочных продуктов, сохранение однородной консистенции продукта без расслоения. Правильно проведенная гомогенизация исключает появление свободного жира, тем самым увеличивает сроки хранения молочных продуктов; регулирует структурно- механические свойства молочно-белковых сгустков, улучшает вкусовые характеристики продукта. Гомогенизация осуществляется в гомогенизаторах. Наибольшее применение нашли гомогенизаторы высокого давления 10-20 МПа (клапанные гомогенизаторы), создающие максимальный эффект гомогенизации. Процесс гомогенизации может быть эффективен только в том случае, когда жир полностью перешел в жидкое состояние. Поэтому гомогенизацию следует проводить при температуре не ниже 50-65 0 С. Эффективность гомогенизации зависит от многих факторов: температуры, давления, свойств и состава молока (массовой доли жира, массовой доли сухих веществ, кислотности, вязкости и плотности молока).

Показателем эффективности гомогенизации является размер жирового шарика. С повышением содержания жира и сухих веществ в продукте температура гомогенизации должна быть выше, что обусловлено повышением вязкости продукта. Давление гомогенизации продуктов с повышенным содержанием сухих веществ должно быть ниже, что обусловлено необходимостью снижения энергетических затрат.

С повышением кислотности молока эффективность гомогенизации уменьшается, так как в кислом молоке снижается стабильность белков, образуются белковые агломераты, затрудняющие дробление жировых шариков.

В настоящее время применяют два вида гомогенизации: одноступенчатую и двухступенчатую. При одноступенчатой гомогенизации могут образовываться агрегаты мелких жировых шариков, а при двухступенчатой происходит разрушение этих агрегатов и дальнейшее диспергирование (дробление) жировых шариков.

Известна раздельная гомогенизация, когда гомогенизации подвергается не все молоко, а только его жировая фракция (сливки), которые впоследствии смешиваются с обезжиренным молоком.

Дата добавления: 2015-04-19 ; просмотров: 2092 . Нарушение авторских прав

Оборудование для механической обработки молока

Под механической обработкой молока и молочных продуктов понимается следующее: очистка молока от механических и биологических загрязнений, сепарирование молока, гомогенизация молока, молочных продуктов и молочных смесей, диспергация многокомпонентных молочных смесей.

Очистка молока

Очистка молока производится либо с помощью фильтров грубой очистки или посредством центробежной очистки на сепараторах. Очистка молока необходима для удаления биологических загрязнений, содержащихся в цельном коровьем молоке в виде огромного количества микроорганизмов и бактериальных клеток. Поскольку невозможно очистить молоко полностью, применяется пастеризация или стериллизация молока.

Сепарирование молока и молочных продуктов

Сепарирование молока производится с целью выделения жировой составляющей цельного молока для производства нормализованных по жирности молочных продуктов из отсепарированного молока и производства молочных продуктов из сливок (сливки пастеризованные, сливочное масло, сметана и прочие). Сепарирование молока производится на сепараторах-сливкоотделителях центробежного типа.

Сепарирование сливок производится с целью получения высокожирных сливок в линиях поточного производства сливочного масла методом их прямого преобразования. используются сепараторы высокожирных сливок.

Сепарирование производистя при поточном производстве творога путем отделения творожного сгустка от сыворотки.

Сепарирование сыворотки производится на сепараторах осветлителях с целью выделения «полезной» составляющей — белковых соединений из подсырной и творожной сыворотки.

Гомогенизация молока и молочных продуктов

Гомогенизация молока обеспечивает раздробление жировых шариков полидисперсного цельного молока на дисперсную фазу. Гомогенизация является обязательным процессом, улучшающим свойства молочных продуктов. Гомогенизация производится при производстве питьевого молока, при подготовке молока к производству кисломолочных напитков и продуктов, при производстве сметаны, сгущенного молока, сливочного масла, и других молочных продуктов там, где это необходимо в соответствии с технологическим процессом. Гомогенизация осуществляется путем экстремального механического воздействия на жировую фазу молока путем продавливания с высокой скоростью сквозь узкие щели. Устройства, осуществляющие гомогнизацию, называются гомогенизаторами.

Диспергация молочных продуктов

Диспергация необходима при производстве молочных продуктов из комбинированного сырья ( сухое молоко, растительные жиры, другие компоненты) путем создания высокодисперсной эмульсии различных сред. Для этих целей служит аппарат — диспергатор.

Диспергаторы широко используются для: восстановления цельного молока из сухого, при производстве сгущенного молока, при производстве смеси мороженого, при производстве сметаны с добавлением жиров не молочного происхождения и т.д.

Компания Протемол поставляет всю необходимую номенклатуру молочного оборудования для механической обработки. Более подробная информация представлена в соответствующих разделах сайта. Ссылки находятся в левом меню.

Механическая обработка молока: сепарирование

Процесс сепарирования представляет собой механическое разделение молока на фракции под действием центробежной силы. Сепарирование применяют для разделения молока на сливки и обезжиренное молоко, а также для его очистки от меха­нических и естественных (кровь, слизь и т. п.) примесей.

Кроме этого при сепарировании из сыворотки выделяют белки, получа­ют высокожирные сливки, отделяют микроорганизмы от молока (бактериоотделение) и др. Под действием центробежной силы молоко разделяется благодаря различию плотностей фракций: плотность дисперсной фазы (жира) меньше, чем дисперсионной среды (плазмы молока), или плотность дисперсионной среды (плазмы молока) меньше, чем дисперсной фазы (частиц механи­ческих и естественных примесей).
Сепарирование молока осуществляется в специальных маши­нах — сепараторах. Сепараторы, предназначенные для разделе­ния молока на сливки и обезжиренное молоко, называют сепара­торами-сливкоотделителями, а для очистки молока — сепарато-рами-молокоочистителями. Сепараторы-сливкоотделители с уст­ройствами нормализации молока называются сепараторами-нормализаторами.

Механизм сепарирования очень сложен. Его основная сущ­ность заключается в том, что под действием центробежной силы из потока молока выделяется жировая фаза. Скорость выделения жировых шариков (м/с) из молока можно определить по форму­ле Стокса

где ω — угловая скорость барабана сепаратора, рад/с; Л — средний радиус рабочей часта разделительной тарелки сепаратора, м; г—радиус жирового шарика, м; рм, рж —плотность соответственно молока и жира, кг/м3; μ—динамическая вязкость молока, Па с.

Действительную производительность сепаратора (м3/с) можно определить по формуле Г. И. Бремера с учетом технологического КПД сепаратора:

Q = β(θ,1 ΐ6ω2ΖίΕα) (^ах — i&n) (Рм — Рж)d’/μ,

где β — технологический КПД сепаратора (0,5—0,7); Ζ— число тарелок в барабане; а —угол подъема образующей конуса тарелки, град; Лтах, Amin — максимальный и минимальный радиусы тарелки, м; d — диаметр жирового шарика, м.

Технологический КПД сепаратора называют еще степенью или эффективностью сепарирования. Чем меньше жира остается в обезжиренном молоке, тем выше эффект сепарирования. Нор­мами определена допустимая массовая доля жира в обезжирен­ном молоке не более 0,05 %. При правильном сепарировании массовая доля жира в обезжиренном молоке может составлять до 0,03—0,01 %. Эффективность сепарирования определяют также следующим образом:

β = (ММЖМ — М0Ж0) 100 / (ММ,

где мш м0 — масса молока и обезжиренного молока, кг; Жм, Жа — массовая доля жира в молоке и обезжиренном молоке, %.

Скорость выделения жировой фазы из молока зависит от конструктивных особенностей сепаратора (угловой скорости ба­рабана, числа и размеров разделительных тарелок), размеров жи­ровых шариков и степени их дисперсности, плотности разделяе­мых фракций и вязкости молока. Кроме этого на эффективность выделения жировой фазы из молока влияют его чистота, кислот­ность, особенности количественного и качественного состава молока коров различных пород и другие свойства.

Увеличение угловой скорости вращения барабана сепаратора очень эффективно для повышения скорости выделения жировой фазы из молока. Однако требования прочности конструкции, на­дежности, безопасности, а также соображения износа, увеличе­ния потерь на трение, конструктивные трудности ограничивают возрастание угловой скорости вращения барабана сепаратора. Все современные сепараторы работают на сверхкритической час­тоте вращения барабана — 100—150 с-1. Изменить частоту враще­ния барабана сепаратора можно только на заводе-изготовителе. Сепарирование молока на предприятиях начинают при поступ­лении молока в количестве, обеспечивающем непрерывную ра­боту сепаратора в течение 20—30 мин, и достижении барабаном рабочей частоты вращения. Продолжительность разгона для се­параторов производительностью 1000—2000 л/ч составляет 3— 5 мин, а для сепараторов большей производительности — 6— 10 мин.

Массу сливок (кг), полученных при сепарировании, можно определить по формуле

Мся = Мм (Жм — Ж0) (100 — П)/[ 100 (Жсл — Ж0)

где Я— потери при сепарировании, %; — массовая доля жира в сливках, %.
Если требуется установить массу молока, необходимую для получения определенного количества сливок с заданной массо­вой долей жира, то предыдущая формула видоизменяется:

Мм = 100 МСЛ(ЖСЛ — Жа)/[(ЖМ — Жо) (100 — IT)]

Нормы предельно допустимых потерь массовой доли жира при выработке сливок на низовом молочном заводе и сепаратор­ном отделении приведены в табл. 3.1.

Таблица 3.1. Норма потерь массовой доли жира, %

Производительность сепаратора, л/ч
до 3000 3000 и выше
Взвешивание и очистка молока 0,03 0,03
Подогрев и сепарирование молока 0,24 0,17
Охлаждение и хранение сливок 0,19 0,16
Отбор проб для анализа и органолептической оценки 0,04 0,04

Эффективность сепарирования молока

Эффективность сепарирования зависит от содержания жира в молоке, размеров и дисперсности жировых шариков. Чем круп­нее шарики, тем быстрее они выделяются. Механическое и теп­ловое воздействия на молоко приводят к перераспределению в нем жировых шариков. Часть шариков агрегируется, образуя ко­мочки, а крупные шарики дробятся на множество мелких. По­этому необходимо сохранять исходные размеры жировых шари­ков и избегать больших механических воздействий на молоко до сепарирования при транспортировании его насосами, переме­шивании, встряхивании, охлаждении, подогреве, пастеризации и т. п. Наименьшие потери жира с обезжиренным молоком наблюдаются при сепарировании парного молока, не подвергшегося механическому или тепловому воздействию.

Скорость выделения жировых шариков обратно пропорцио­нальна вязкости молока, зависящей от температуры. Рекоменду­емая температура молока при сепарировании составляет 35— 45 °С и соответствует температуре подогрева молока в секции ре­куперации пластинчатых пастеризационно-охладительных уста­новок. Молоко с массовой долей жира 4 % и выше сепарируют с дополнительным подогревом и уменьшением подачи его в сепа­ратор.

Наряду с этим температурным режимом применяют и более жесткий — 60—90 «С. Высокотемпературное сепарирование целе­сообразно для получения высокожирных сливок с массовой до­лей жира до 82 %, так как сепарируют сливки 30—40%-ной жир­ности. Кроме этого сепарирование при высокой температуре уп­рощает технологическую схему переработки молока. Получаемые сливки и обезжиренное молоко можно использовать для даль­нейшей переработки без пастеризации. Однако при высокотем­пературном сепарировании усиливается дробление жировых ша­риков, образуется большое количество молочной слизи, резко повышается вспенивание молока, сливок и обезжиренного моло­ка.

Как следствие этого, возрастают потери жира за счет увеличе­ния массовой доли жира в обезжиренном молоке и в пахте при выработке сливочного масла методом сбивания сливок, а также потери сухих веществ при выработке белковых продуктов (творог и др.) за счет необратимой коагуляции белковых веществ, содер­жащихся в пене. Пена в молоке, обезжиренном молоке и сливках отрицательно сказывается на их дальнейшей тепловой обработке. Большой объем пены в продукте уменьшает его теплопровод­ность, что снижает эффективность работы теплового оборудова­ния. Пена прогревается хуже, чем основная масса продукта. Раз­ница в температуре прогрева пены и продукта может составлять до 10—15 °С и привести к тому, что во вспененном пастеризован­ном продукте сохранится больше микроорганизмов, в том числе патогенных форм. Вспененное обезжиренное молоко труднее ох­ладить до температуры заквашивания. В связи с этим возникают дополнительные затруднения при выработке обезжиренного тво­рога. Поэтому не рекомендуется сепарировать молоко при повы­шенных температурах.

На практике применяют также сепарирование холодного мо­лока температурой 4—20 «С. При сепарировании холодного мо­лока на обычных сепараторах их производительность снижается до 50 %. Сливки, полученные при холодном сепарировании мо­лока, имеют большую вязкость, чем после обычного сепарирова­ния. Максимальную вязкость имеют сливки, полученные из сы­рого холодного молока. При сепарировании холодного молока жировые шарики дробятся меньше. Для холодной очистки молока применяют сепараторы марки ΑΧΟ. При холодной очистке исключается разбивание колоний бактерий и вследствие этого уменьшается бактериальная обсемененность, экономится энер­гия, сохраняются нативные свойства молока и поддерживается температура, неблагоприятная для развития микрофлоры.

Влияние чистоты и кислотности молока

Чистота и кислотность молока существенно влияют на эф­фективность его обезжиривания. Сепарирование загрязненного молока с повышенной кислотностью приводит к быстрому за­полнению шламом грязевого пространства барабана сепаратора, периферийной части тарелок и частично межтарелочного про­странства. Нарушается движение молока между разделительны­ми тарелками и ухудшается его обезжиривание. Длительное хра­нение молока приводит к нарастанию его кислотности, что так­же уменьшает эффективность обезжиривания. При сепарирова­нии молока после хранения в течение суток массовая доля жира в обезжиренном молоке увеличивается на 15—20 %. Для избежа­ния повышения кислотности молоко необходимо сразу сепари­ровать, а получаемые сливки и обезжиренное молоко надо пере­рабатывать или охлаждать в случае резервирования. Для сепари­рования необходимо использовать очищенное молоко кислотно­стью не более 20°С.

Какие типы стеновых панелей бывают в продаже.

Механическая обработка молока

Под механической обработкой молочных продуктов обычно понимают следующие производственные процессы.

Входная проверка поступающего сырья.

  • 1. Очистка от механических загрязнений.
  • 2. Очистка от биологических загрязнений (пастеризация или стерилизация), которая обычно происходит в нержавеющих или стальных резервуарах.
  • 3. Сепарирование.
  • 4. Гомогенизация (молока, молочных смесей и других молочных продуктов).
  • 5. Диспергация, если требуется получить многокомпонентную молочную смесь.
  • 6. Проверка качества полученного продукта.

Входной контроль необходим, чтобы на обработку не попало заведомо испорченное сырьё.

Очистка входного сырья проводится фильтром грубой очистки или с помощью центробежной очистки на сепараторах. Сепаратор-очиститель центробежного типа просто выбрасывает механические частицы, загрязняющие исходное сырьё.

Далее следует очистка от биологического — бактериального загрязнения с помощью стерилизации или пастерилизации. Этот этап позволяет уничтожить бактерий, которые в огромном количестве присутствуют в исходном сырье.

Сепарирование молока производится для выделения из цельного молока жировой составляющей. Сепаратор-сливкоотделитель центробежного типа, настроенный на разные режимы отделяет жировую составляющую заданной плотности.

Далее на выходе получается сырьё:

  • 1. для сметаны, сливок, сливочного масла;
  • 2. для обезжиренного молока, сыра, творога и молочной сыворотки.

Далее разделенные фракции идут на соответствующее конвейерное оборудование для производства конечного продукта.

Сепарирование сливок проводится, если требуется получить более жирный продукт, например, сливочное масло.

Гомогенизирование необходимо для разбивания крупных полидисперсных жировых шариков, на более мелкие, чем достигается более равномерная структура сырья . Эта процедура необходима для более равномерной по всей глубине плотности молочного сырья, необходимой для точной работы конвейерного оборудования. Гомогенизация происходит при резком впрыскивании молока через узкую щель в пустую ёмкость под очень высоким давлением.

Диспергация проводится, если надо получить многокомпонентную молочную смесь. Для этих целей служит специальный агрегат — диспергатор. Диспергация широко используется для получения следующих продуктов: восстановления цельного молока из сухого, производства сгущенного молока, производства мороженого, производства сметаны с добавлением жиров не молочного происхождения и т.д.

Проверка качества выходного продукта завершает цикл. Этот этап необходим для проверки выходящего продукта на соответствие ТУ, заданного для производства соответствующего продукта.

Глава 2. МЕХАНИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА МОЛОКА СЕПАРИРОВАНИЕ И НОРМАЛИЗАЦИЯ МОЛОКА

где v – скорость выделения жировых шариков, см/с; n – частота вращения барабана сепаратора, с -1 ; R – средний радиус рабочей части тарелки сепаратора, см; r – радиус жирового шарика, см; r, r1 – плотность плазмы и жира, кг/м 3 , m – вязкость, Па?с.

В соответствии с этим законом скорость выделения жировой фракции из молока находится в прямой зависимости от размеров жировых шариков, плотности плазмы молока, габаритов и скорости вращения барабана и в обратно пропорциональной зависимости от вязкости молока. С увеличением размеров жировых шариков и плотности плазмы молока ускоряется процесс сепарирования и отделения сливок. Чем выше содержание сухих обезжиренных веществ в молоке, тем выше плотность как плазмы, так и цельного молока. Следовательно молоко с большей плотностью будет иметь лучшие условия для сепарирования. Повышение вязкости молока приводит к снижению скорости выделения жировой фракции.

Кроме того, существенное влияние на процесс сепарирования оказывают кислотность и температура молока.

Повышение кислотности молока приводит к изменению коллоидного состояния его белков, сопровождающемуся иногда выпадением хлопьев, в результате нарастает вязкость, что затрудняет сепарирование.

Повышение температуры молока способствует снижению его вязкости и переходу жира в жидкое состояние, что улучшает процесс сепарированиия. Оптимальной температурой сепарирования является 35–45 °С. Нагревание молока до этой температуры обеспечивает хорошее обезжиривание.

Наряду с сепарированием при температуре 35–45 °С иногда применяют высокотемпературное сепарирование при температуре 60–85 °С. При увеличении температуры сепарирования повышаются производительность сепаратора и качество обезжиривания. Однако высокотемпературное сепарирование имеет и ряд недостатков: увеличение содержания жира в обезжиренном молоке вследствие частичного выпадения альбумина, препятствующего выделению жира; сильное вспенивание сливок и обезжиренного молока; возрастание раздробления жировых шариков.

Большое внимание уделяется сепарированию при низких температурах, так называемому сепарированию холодного молока. Однако сепарирование при низкой температуре на обычных сепараторах приводит к снижению их производительности почти в 2 раза из-за повышения вязкости и частичной кристаллизации жира.

Процесс сепарирования в сепараторе осуществляется в следующей последовательности (рис. ). Цельное молоко по центральной трубке поступает в тарелкодержатель, из которого по каналам, образованным отверстиями в тарелках, поднимается в верхнюю часть комплекта тарелок и растекается между ними. В межтарелочном пространстве жировые шарики как более легкая фракция молока движутся к центру барабана, далее по зазору между кромкой тарелки и тарелкодержателем поднимаются вверх и поступают в камеру для сливок.

Регулировочный вентиль предназначен для регулирования жирности получаемых сливок, которая изменяется в зависимости от количества сливок и обезжиренного молока. При постоянных количестве и массовой доле жира в поступающем молоке уменьшение количества выходящих сливок приводит к повышению массовой доли жира в них и, наоборот, увеличение количества сливок снижает в них массовую долю жира.

Исходя из массового соотношения сливок и обезжиренного молока можно определить требуемую жирность сливок. Определив расчетным путем соотношение между массами слизок и обезжиренного молока, устанавливают это соотношение при помощи регулировочного устройства.

На молочные предприятия молоко поступает с разным содержанием жира и сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО), а в готовом продукте жир и СОМО должны содержаться в определенном количестве или соотношении. В этой связи необходима нормализация сырья.

Нормализация – это процесс регулирования состава сырья для получения готового продукта, отвечающего требованиям стандарта.

При нормализации исходного (цельного) молока по жиру могут быть два варианта: жира в цельном молоке больше, чем требуется в производстве, и жира в цельном молоке меньше, чем требуется. В первом варианте жир частично отбирают путем сепарирования или к исходному молоку добавляют обезжиренное молоко. Во втором варианте для повышения жирности исходного молока добавляют к нему сливки. Массы сливок и обезжиренного молока, необходимых для добавления к исходному молоку, рассчитываются по уравнениям материального баланса, который можно составить для любой составной, части молока.

Одним из простейших способов нормализации по жиру является нормализация путем смешивания в емкости рассчитанных количеств нормализуемого молока и нормализующего компонента (сливок или обезжиренного молока). Добавление нормализующего компонента осуществляется при тщательном перемешивании смеси в емкости.

Нормализацию смешиванием можно осуществить в потоке (рис. .), когда непрерывный поток нормализуемого молока смешивается в определенном соотношении с потоком нормализующего продукта.

Нормализация молока с использованием сепаратора-сливкоотделителя осуществляется в следующем порядке: нормализуемое молоко подается на сепаратор-сливкоотделитель, где разделяется на сливки и обезжиренное молоко. Затем полученные сливки и обезжиренное молоко смешиваются в потоке в требуемом соотношении, а часть сливок (при ЖМНМ) или обезжиренного молока (при ЖМ

Ссылка на основную публикацию