Вопрос №7

Сгущение молока ведут с целью удаления воды из сырья, в результате чего концентрация сухих веществ повышается. Сгущение можно проводить следующими методами:

- выпариванием, при котором вода, содержащаяся в молоке, превращается в пар (пар конденсируется и удаляется в виде воды);

- поглощением водяных паров воздухом, продуваемым через сгущаемую жидкость;

- вымораживанием, когда вода в жидкости вымораживается и образующиеся кристаллы льда, удаляют из жидкости.

Сгущение молока в вакуум-аппаратах. При сгущении молока в вакуум-аппаратах тепло, необходимое для сгущения молока, расходуется на работу, связанную с преодолением сил сцепления молекул при переходе жидкости в парообразное состояние и на расширение объема жидкости до объема пара.

При этом водяные пары, образующиеся при кипении молока, непрерывно удаляются в конденсатор, где они охлаждаются и переходят в жидкое состояние, вследствие чего резко (примерно в 10.000 раз) уменьшается их объем. Таким образом, при выпаривании воды из молока агрегатное состояние ее изменяется дважды: вначале образуются водяные пары, которые затем конденсируются в воду. Выпаривание производят в вакуум-аппаратах, а конденсирование паров - в конденсаторах. Постоянное разрежение в системе поддерживается с помощью сухо или мокровоздушного насоса либо системы эжекторов для отсоса воздуха из системы.

Выпаривание в вакуум-аппаратах имеет следующие преимущества по сравнению с выпариванием при атмосферном давлении:

1. Возможно выпаривание в вакууме (tк 60 °С) таких жидкостей, кипение которых при атмосферном давлении (tкип 100 °С) сопровождается физико-химическими изменениями и потерей биологической ценности.

2. Уменьшаются потери тепла в окружающую среду, а, следовательно, и расход греющего пара.

3. Возможно использование мятого пара и вторичного пара, что ведет к экономии тепла, уменьшению расхода острого пара.

4. Сгущение происходит быстрее и съем продукта с 1 кг площади нагрева благодаря более значительному перепаду температур между теплоносителем и выпариваемой жидкостью, значительно выше.

Вакуум-аппараты, классифицируются по следующим признакам:

- по принципу действия (периодические и непрерывные);

- по форме и расположению поверхности нагрева (наклонные, вертикальные);

- по использованию тепла вторичных паров (с использованием и без использования);

- по числу корпусов (одно-, двух- и многокорпусные);

- по движению сгущаемой жидкости (циркуляционные, с падающей или поднимающейся пленкой).

Наиболее распространены в молочной промышленности вакуум-аппараты с термокомпрессией вторичных паров, которые дают хороший тепловой эффект. Расход острого пара на выпарку в однокорпусном аппарате с термокомпрессией составляет 0,5-0,6кг/кг выпаренной влаги, а в двухкорпусном 0,35-0,40кг/кг. Они применяются в комплекте с распылительными сушилками, в которых высокий удельный расход пара на сушку частично компенсируется малыми затратами его на сгущение.

Кроме того, существуют низкотемпературные вакуум-выпарные установки.

Особенностью их является включение выпарного аппарата в замкнутый цикл аммиачного компрессора. Аммиак нагнетательной стороны используется (при > 45 °С) в качестве греющего агента, а аммиак всасывающей стороны для конденсации пара. Температура кипения молока 30°С, температура конденсации 21°С. Такие низкие температуры позволяют вести выпарку до более высоких концентраций, чем обычно.

Разнообразие вакуум-выпарных установок позволяет широко использовать их в молочноконсервном производстве.

Сгущение продуванием воздуха через продукты. В случае сгущения молока за счет испарения при продувании через смесь воздуха весь процесс проводится в одном аппарате называемом концентратором.

Концентратор Фиалкова прост по конструкции, удобен в обслуживании, не требует воды для конденсации пара, работает на мятом паре, имеет высокую производительность при условии подачи воздуха подогретого до 70 °С, не требуются дополнительные затраты энергии на работу вакуум-насоса или пароструйных эжекторов. В концентраторе Фиалкова молоко подогревают через стенку паровой рубашки и продувают воздух через него (по принципу противотока). Усилению испарения способствует также мешалка, которая приводит во вращательное движение сгущаемое молоко. Для сгущения цельного молока концентраторы Фиалкова применять нельзя, т.к. в процессе сгущения происходит осаливание жира кислородом воздуха.

Сгущение вымораживанием. В настоящее время применяются для сгущения криоконцентраторы. Основными элементами установок для концентрирования жидких продуктов методом вымораживания являются: кристаллизатор, разделительное устройство и холодильная установка. Кристаллизатор представляет собой аппарат, в котором происходит основной процесс концентрирования - кристаллизация. В настоящее время за рубежом выпускаются промышленные установки для криоконцентрации (лабораторные 6-15 кг/час, 60-150 кг/час, 180-400 кг/час).

Фирма "ЗйпШегз Заепййсз" (США) выпускает двухступенчатые установки для концентрирования молока методом вымораживания. В состав установки входят два кристаллизатора, две центрифуги, холодильный агрегат, насосы, емкости.

Фирма «Соса-Со1а» (США) применяет установки для криоконцентрации молока, работающие по способу, разработанному фирмой Union Carbide Corp. Процесс вымораживания протекает в две стадии. На первой стадии исходный продукт поступает в кристаллизатор, а оттуда в центрифугу. После отделения кристаллов льда от концентрата, последний поступает в кристаллизатор II стадии. Пройдя вновь тот же этап, готовый продукт отводится на розлив. Производительность установки по исходному продукту 2270 кг/час.

В ФРГ на установке "Краузе-Линде" (1250кг/час) кристаллизатор состоит из двух концентрических цилиндров, с мешалками, расположенными в межкольцевом пространстве, охлаждаемом с обеих сторон. Мешалка специальной конструкции обеспечивает радиальное расположение кристаллов льда, что способствует более быстрому полному отделению концентрата. В установке 2 ступени вымораживания.

Во второй ступени концентрация равна 50 %. Потери сухих веществ в первой ступени 0,1-0,3 %, во второй - 0,2-0,6 %. Концентрирование протекает непрерывно в замкнутой среде при 0°С и ниже.

2.3 Расчеты при выпаривании

Количество продукта, которое получится при сгущении или количество смеси, которое нужно переработать за варку, устанавливают из следующей формулы уравнения материального баланса:

К см-С см = Кп * Сп

Где Кем - количество смеси, перерабатываемой за рабочий цикл (кг);

Ссм- содержание сухих веществ в смеси до сгущения в %;

Сп- содержание сухих веществ в готовом продукте в %;

Кп- количество готового продукта, кг.

Кп = Ксм - W

Где W - количество выпариваемой влаги, кг:

Кcм = Сп * Кп/ Сcм

Кп = Кcм * Сcм / Сп

Следует учитывать, что порция первоначального наполнения выпарных аппаратов периодического действия должна соответствовать рабочей емкости их. Мерой рабочей емкости (загрузки) выпарного аппарата периодического действия считается такая порция, которая необходима для покрытия поверхности нагрева (трубок, паровой рубашки).

Общую же партию жидкости, сгущаемой за рабочий цикл, устанавливают с учетом потребного количества жидкости для покрытия системы нагрева, кратности сгущения, изменения плотности и объема продукта в процессе сгущения.

В процессе сгущения поддерживается постоянный уровень смеси, равный первоначальному заполнению аппарата, поэтому количество готового продукта по объему равно рабочему наполнению вакуум-аппарата:

∑Ксм = V* ρ*Сп/Ссм или ∑Ксм = У*ρ*п

Где ρ - плотность готового продукта, кг/м³; п - степень сгущения (Сп/См); V - объем рабочего наполнения аппарата, м³.

Производительность вакуум-аппарата определяется по выпаренной влаге:

W = ∑Кcм *(1- С см/Сп)

Среднее содержание сухих веществ в исходной смеси перед сгущением определяют по формуле:

Сcм =(Км*См +К*С + Ксах * Сах)/(Км +К + Ксах + В)

Где: Км - количество исходного молока в кг; К - количество компонента (обезжиренное молоко или сливки) добавляемого при стандартизации в кг; Ксах - количество сахара в кг; См - содержание сухих веществ в молоке в %;С - содержание сухих веществ в компоненте в %;Ссах - содержание сухих веществ в сахаре в %; В - количество воды в сиропе (в кг).

Вопросы для самоконтроля

1. Требования к качеству сырья для молочных консервов

2. Сгущение в концентраторах Фиалкова

3. Сгущение в вакуум - аппаратах с падающей пленкой

4. Криоконцентрация. Сущность поцесса.

5. Преимущества выпаривания в вакуум-аппаратах

6. Сгущение в вакуум - аппарате

7. Общие технологические операции при производстве молочных консервов

8. Предварительная обработка молока в производстве молочных консервов. Цель, режимы. Изменение компонентов и свойств молока в зависимости от режимов тепловой обработки

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

1.Кузнецов, В. В. Использование сухих молочных компонентов в пищевой промышленности [Текст] справочник / В.В Кузнецов, Г.Г. Шиллер- СПБ: ГИОРД, 2006. - 480с. - 18ВЫ 5-98879-003-8.

Дополнительная

2. Крусъ, Г.НТехнология молока и молочных продуктов [Текст] / Г.Н. Крусь, А.Г Храмцов, З.В. Волокитина., С.В. Карпычев.; под ред. Шалыгиной А.М. - М.: Колос, 2008. - 455 с. - 18ВМ 978-5-9532-0599-3.

3. Шалапугина, Э.П. Технология молока и молочных продуктов [Текст]: Учебное пособие для студентов вузов и ссузов/ Э.П. Шалапугина, Н.В. Шалапугина. - Издательско-торговая корпорация «Дашков и К», Москва 2010. - 304 с. - 18ВЫ 978-5-394-00725-5.

Лекция 3

АССОРТИМЕНТ СГУЩЕННЫХ МОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ С САХАРОМ.

ТЕХНОЛОГИЯ СГУЩЕННОГО МОЛОКА С САХАРОМ

3.1 Ассортимент сгущенных молочных консервов с сахаром.

Основными видами продуктов консервирования цельного молока сахарозой являются молоко цельное сгущенное с сахаром и его разновидности, сливки сгущенные с сахаром и сгущенные молочные консервы с сахаром и вкусовыми наполнителями (какао, натуральный кофе, цикорий, кофейный напиток). Эти продукты получают из подвергнутого тепловой обработке цельного молока, нормализуемого обезжиренным молоком, пахтой или сливками, без наполнителей или с наполнителями, путем выпаривания части воды и консервирования сахарозой (свекловичным или тростниковым сахаром).

Состав сгущенных молочных консервов с сахаром характеризуется следующими показателями: массовые доли влаги от 26 до 29%; жира от 5,0 до 19,0; сахарозы от 37,0 до 44%. Массовые доли в воде продукта: сахарозы 61,0-63,5%; лактозы 20,0—32,0; ККФК не превышают 18—20%. Доля жира на единицу СОМО колеблется от 0,21 до 1,24.

Все продукты хорошо растворяются в воде и отличаются высокой пищевой ценностью, сладким, чистым вкусом, без посторонних привкусов и запахов. Продукты без вкусовых наполнителей обладают белым с кремовым оттенком цветом, с вку­совыми наполнителями — темно-коричневым цветом, хорошо выраженными вкусом и запахом какао, натурального кофе или кофейного напитка. Однородная по всей массе продуктов консистенция (размеры кристаллов лактозы 8—10 мкм) характерна для всех сгущенных молочных консервов с сахаром, с сахаром и вкусовыми наполнителями. Вязкость колеблется от 3 до 10 Па* с (зависит от вида продукта, качества молока и режимов технологии). Для всех продуктов массовая доля олова — 0,01 и меди — 0,0005%. Не допускаются патогенные микроорганизмы. Массовую долю свинца и содержание бактерий группы кишечной палочки нормируют в зависимости от вида продукта. Общее количество бактерий в 1 г продукта нормируют только в продуктах с вкусовыми наполнителями.

Вопрос №8

3.2 Состав и питательная ценность сгущенного молока с сахаром. Технология

Сгущенное молоко с сахаром должно содержать не более 26,5 % воды, не менее 28,5 % сухих веществ молока (в т.ч. не менее 8,5% жира) и не менее 43,5% свекловичного или тростникового сахара. Оно имеет следующие свойства:

Плотность - 1280-1295кг/мЗ, вязкость - 29-30 сантипуаз, калорийность - 3350-3400 ккал. Общие технологические операции проводятся в соответствии с технологическими инструкциями в зависимости от оборудования, имеющегося на предприятии.