В настоящее время применяют одноступенчатый способ охлаждения, который можно использовать только в вакуум-охладителях, закрытого типа.

Продукт в вакуум-охладитель подают в работающий корпус при разрежении не ниже 690-700 мм.рт. столба. При этом непрерывно работает мешалка. Охлаждение ведут до заданной конечной температуры, а затем подают продукт на расфасовку.

Почти моментальное непрерывное охлаждение сгущенного молока с сахаром достигается за счет глубокого вакуума, подачи продукта распылением и одновременным внесением затравки в виде пудры лактозы.

Сущность способа заключается в следующем:

При моментальном охлаждении без внесения затравки фактор большой скорости и равномерности вакуум-охлаждения играет большую роль. Кристаллы молочного сахара образуются сразу же после охлаждения. Они распределены равномерно и одинаковы по величине. Однако размер кристаллов все же велик (15-20 мкм). В начале процесса выпадает только а - гидрат, что в дальнейшем в связи с переходом одной формы в другую ведет к росту кристаллов. Следовательно, для массовой кристаллизации необходимо, чтобы сразу после охлаждения было столько кристаллизационных центров, чтобы оставшейся в растворе Р - лактозы было недостаточно для увеличения размеров кристаллов.

Эта задача успешно решается внесением в момент охлаждения дополнительных центров кристаллизации в виде затравки.

На шведской линии "Альфа-Лаваль" проводится поточное охлаждение продукта в пластинчатом охладителе до 20-22°С и внесение затравки с помощью вибратора с дозирующим устройством. Разработан пленочный роторный аппарат (авт. свид. СССР № 632337). Сгущенное молоко с температурой 55-60°С с предварительно внесенной в него затравкой стекает по поверхности вертикального цилиндрического корпуса с охлаждающей рубашкой. Интенсивно охлажденное сгущенное молоко соскребается со стенок корпуса лопастями. Лопасти разделены по высоте рядом прорезей на равновеликие элементы, отогнутые поочередно в разные стороны.

С целью более полного использования составных частей молока по предлагаемому способу (авт. свид. СССР № 645637), молоко после нормализации и пастеризации сгущают в вакуум-аппарате. В процессе сгущения вместо сахарозы в аппарат подают сахаросодержащий сироп, полученный путем растворения молочного сахара в воде или обезжиренном молоке и предварительного гидролиза лактозы в нем с помощью β- галактозидазы при температуре 10-45 °С в течение 1-5 ч. Количество растворенного молочного сахара в концентрате составляет 10 - 40 %, а количество вносимого ферментного препарата -3 - 5 % от количества лактозы в концентрате.

Смесь сгущают в 2,5 раза. Охлаждение готового продукта можно проводить в потоке без опасения возникновения крупных кристаллов лактозы, поскольку углеводный состав продукта представлен в основном более растворимыми, чем лактоза, моносахарами - глюкозой и галактозой.

Продукт готовый целесообразно хранить при температуре не выше 10°С.

Расфасовка сгущенного молока производится в мелкую тару: банка № 7 (338г).

Маркировка: М-26-76 -1, означает:

М - молочная промышленность;

26- номер завода (Рогачев);

76- ассортиментный номер консервов (сгущенное молоко с сахаром 76, сгущенное стерилизованное молоко 77, какао-78);

1 - смена

Маркировка 14-08-94 означает: 14-дата, 08-месяц, 94-год.

При хранении сгущенного молока происходит набухание белка, связь воды с ним. Связанная вода имеет температуру замерзания - 42°С. Сахар не растворяется, поэтому свекловичный сахар способен к агрегации молекул и образует кристаллы сахара (напоминают стекло, песок).

Выпуск консервов измеряют в условных банках - 400 г.

Вопросы для самоконтроля

1. Характеристика сгущенного молока с сахаром.

2. Операции технологического процесса при производстве сгущенного молока с сахаром.

3. Способы стандартизации молочной смеси.

4. Цели и режимы предварительной тепловой обработки.

5. Сахароза как консервирующее средство. Требования к свекловичному сахару. Способы внесения сахара.

6. Приготовление сахарного сиропа.

7. Режимы сгущения смеси.

8. Охлаждение сгущенного молока с сахаром.

9. Способы расфасовки и виды упаковки сгущенного молока с сахаром.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основная

1. Голубева, Л.В. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры [Текст]. Т.9. Консервирование и сушка / Л.В. Голубева. - СПб.: ГИОРД, 2005. - 264 С.-18ВК 5-10-001912-3.

2. Кузнецов, В. В. Использование сухих молочных компонентов в пищевой промышленности [Текст] справочник / В.В Кузнецов, Г.Г. Шиллер - СПБ: ГИОРД, 2006. - 480с. - 13ВИ 5-98879-003-8.

Дополнительная

1. Крусъ, Г.Н Технология 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. - 18ВК 978-5-9532-0599-3.

2. 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.

3. Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2010 г. № 163-ФЭ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» // «Российская газета», № 163; опубл. 22.07.2010 г.-149 с.

4. Чекулаева, Л.В. Технология продуктов консервирования молока и молочного сырья [Текст]: учебное пособие / Л.В. Чекулаева, К.К. Полянский, Л.В. Голубева. - М.ДеЛи принт, 2002. - 248 с. - 18ВИ 5-94343-019-9.

5. Шалапугина, Э.П. Лабораторный практикум по технологии молочных консервов и сыра [Текст] / Э.П. Шалапугина, И.В. Краюшкина, Н.В. Шалапугина. - СПб.: ГИОРД, 2008. - 96 с. - 18ВИ 978-5-98879-097-.

6. Шидловская, В.П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов [Текст] : справочник / В.Н. Шидловская. - М.: Колос, 2004. - 359 с. - 18ВЫ 5-9532-0189-3.

7. Учебно-методическая и профессиональная литература для студентов и преподавателей – http://www.twirpx.com//

Лекция 4

АССОРТИМЕНТ СГУЩЕННЫХ СТЕРИЛИЗОВАННЫХ КОНСЕРВОВ. ТЕХНОЛОГИЯ СГУЩЕННОГО СТЕРИЛИЗОВАННОГО МОЛОКА

4.1 Ассортимент и характеристика сгущенных стерилизованных консервов

Основным продуктом является сгущенное стерилизованное молоко в банках следующих видов: сгущенное стерилизованное молоко, концентрированное стерилизованное молоко. По составу эти продукты различаются незначительно. Массовая доля сухого молочного остатка в среднем составляет: в сгущенном стерилизованном молоке 26%, концентрированном стерилизованном молоке 28%.

При такой массовой доле сухого молочного остатка ККФК в продуктах находится в коллоидном, а лактоза — в растворенном состоянии. Продукты характеризуются сладковато-солоноватым вкусом, свойственным топленому молоку, который обус­ловлен присутствием сульфгидрильных групп и фурановых соединений, образующихся в результате разложения лактозы при стерилизации, а также наличием карбонильных соединений (уксусного альдегида и гептанона-2).

Кремовый оттенок продуктам придают меланоидины, образующиеся при стерилиза­ции. Консистенция продуктов текучая. Вязкость колеблется в пределах 6—20 мПа*с. Жировая фаза достаточно стабильна. Жировые шарики в основном имеют размеры от 0,3 до 1,0 мкм. Массовая доля солей тяжелых металлов — не более 0,02% олова и 0,0005% меди; содержание свинца не допускается.

По микробиологическим показателям продукты должны отвечать требованиям санитарно-технического контроля консервов, утвержденным Министерством здравоохранения СССР. Продукты фасуют в потребительскую тару (банки № 7). В же- стянобаночном цехе банки предварительно испытывают на герметичность швов с помощью воздушного тестера.

Расширение ассортимента сгущенного стерилизованного молока осуществляется на основе частичной замены сухого вещества молока на сухие вещества тех или иных пищевых наполнителей. В качестве наполнителей используют кофе, кофейный напиток, какао и солодовый экстракт.

4.2 Сгущенное стерилизованное молоко

Сгущенное стерилизованное молоко должно содержать не менее 7,8% жира и не менее 17,7 % обезжиренного сухого вещества.

В сгущенное стерилизованное молоко не разрешается добавлять какие-либо консервирующие вещества.

Для получения готового продукта, удовлетворяющего указанным требованиям, сырье стандартизуют.

Предварительно устанавливают термическую устойчивость его. Пониженная термическая устойчивость молока наблюдается обычно при избытке солей кальция и магния. Для повышения термической устойчивости молока в процессе стерилизации необходимо предварительное солевое балансирование. Это достигается внесением в молоко солей натрия или частичным удалением из него солей кальция и магния.

Теплоустойчивость молока зависит от солевого баланса, температуры пастеризации, кислотности, степени концентрации сухих веществ, температуры и продолжительности стерилизации.

Солевой баланс в молоке определяется соответствующим соотношением между солями кальция и магния казеиновой, лимонной и фосфорной кислоты.

При нарушении этого соотношения система становится неустойчивой, и белки молока коагулируют при нагревании. Кальций в молоке распределяется, главным образом, между казеином, цитратами и фосфатами. Если в молоке много кальция, то может оказаться недостаточно цитратов и фосфатов для уравновешивания с казеином, в котором содержание кальция надо уменьшить до оптимума. В результате добавления цитратов или фосфатов в казеине уменьшается содержание кальция, и он становится более устойчивым.

Нарушение солевого баланса устанавливают следующим образом:

В пробирку наливают :

1 см³ (К₂НР0₄)+Ю см³ (молока) -» 5 минут кипятят.

Выпадение белка свидетельствует о термической неустойчивости молока.

Фосфатная проба по Рамсделлю и Джонсону:

1 см³ (К₂НР04)+Ю см³ (молока) -» 5 минут в кипящей бане: 1,5 н

• на стенках пробирки легкий песчаный налет или тонкая пленка на поверхности молока - молоко хорошее, термоустойчивое, солевой баланс исправлять не требуется;

• при появлении хлопьев без жилирования необходимо добавить 600 г безводной соли на 1 тонну цельного молока (400г на 1т обрата) Na ₂ HPO ₄ × 12H ₂О.

• в случае жилирования и отделения сыворотки необходимо добавить 1200 г безводной соли на 1т молока цельного (800 г на 1т обрата).

Кальциевая проба (по С.М. Штальберг):

В пробирку наливают:

10 мл молока +0.5мл 1%-ного СаС1₂ -» 5 минут в кипящей бане:

Хлопья указывают на пониженную теплоустойчивость.

Для повышения термоустойчивости молока в него вносят соли-стабилизаторы.

Соли-стабилизаторы влияют не только на тепловую устойчивость молока при его переработке, но и на качество готового продукта при хранении. Сущность действия солей-стабилизаторов состоит в том, что анионы фосфорной или лимонной кислот связывают ионизированный Са, переводя его в нерастворимое состояние. При этом происходит диспергирование белковых частиц и повышение их гидрофильности . В зависимости от момента внесения соли-стабилизатора в сырое, пастеризованное или сгущенное молоко, изменяется вязкость готового продукта. Наибольшую вязкость (35,2 ± 1,6 *10-³ Па * с) имеет готовый продукт, при выработке которого вносили соли- стабилизаторы в сгущенное молоко перед его стерилизацией. Если соль-стабилизатор вносят в пастеризованное молоко перед его сгущением, то вязкость готового продукта составляет до 18,8 ± 0,7*10-³ Па *с. В настоящее время изучена эффективность действия 12 стабилизаторов, в том числе и двухкомпонентных и четырехкомпонентных смесей. Последние имеют значительный стабилизирующий эффект.

Термоустойчивость в с (прод.свертыв. )—>

Лимоннокислый калий 282,6

Дикалий фосфат 272,6

Двухкомпонентная смесь 278,3

(Na₂НР0₄ ×12Н₂0+ КзС₆Н₅07× 20)

Четырехкомпонентная смесь 279.4

(Na₂НР0₄ ×12Н₂0+ К₂НР0₄)+

(2NазС₆Н₅0₇ × 11Н₂0+КзС₆Н₅0₇ ×Н₂0) 279.4

Триполифосфат натрия 288,0

(Nа₅РзО₁₀ ×6Н₂0)

Для оценки действия солей учитывают вязкость сгущенного молока. При этом меньшая вязкость предпочтительней, т.к. продукт в хранении тогда не загустевает, а имеет жидкую однородную консистенцию. При использовании ортофосфата натрия (NазР04 ×12Н₂0), двух- и четырехкомпонентных смесей солей К и Na вязкость готового продукта минимальная и почти не изменяется в хранении. А при применении динатрий фосфата и лимоннокислого натрия вязкость продукта увеличивается при хранении, консистенция становится более густой, а иногда и желеобразной.

Из солей-стабилизаторов наиболее эффективными восстановителями солевого равновесие является лимоннокислый трехзамещенный натрий и смесь его с гексаметафосфатом натрия.

Доза соли стабилизатора зависит от термоустойчивости конкретной партии молока, а поэтому колеблется в пределах 0,05-0,4% и менее от нормализованной смеси.

В последнее время для повышения термической устойчивости частично удаляют кальций и магний путем деионизации. Молоко пропускают через (Н⁺ или Nа⁺) катеонит. При этом образуются анионы (S0₄^-,Сl^-,Р0₄ ^-), которые в ОН анионите обмениваются на анионы ОН^-, СОз ^- и т.д.

В результате обмена и частичного удаления Са (20 - 25 %) способность молока к сычужной и термической коагуляции понижается.

Далее технологический процесс ведется по общепринятой схеме:

Стандартизация→предварительная тепловая обработка→сгущение→гомогенизация→

Охлаждение→Расфасовка→стерилизация→oхлаждение→хранение

После установления солевого баланса осуществляют стандартизацию, исходя из следующего планового состава сгущенного стерилизованного молока: всего сухих веществ 26 %, в том числе 17,8 % обезжиренных веществ и 8,2 % жира. Такая небольшая концентрация сухих веществ молока обусловлена тем, что при повышенной концентрации сухих веществ понижается теплостойкость молока. При стерилизации возможно свертывание молока, если в нем более 36% сухих веществ.

В производстве молочных сгущенных консервов обязательной операцией технологического процесса является предварительная тепловая обработка, при которой уничтожается микрофлора, инактивируются ферменты, значительно изменяются свойства белка и минеральных веществ, что существенно влияет на консистенцию готового продукта.

Под влиянием тепловой обработки фракции казеина перегруппировываются: α_s - казеин теряет подвижность, частично гидролизуется. По мере повышения температуры тепловой обработки увеличивается количество β и γ казеина в результате комплексообразования их с сывороточными белками. Одновременно изменяется содержание сывороточных белков.

При 115°С содержание иммунных глобулинов в молоке снижается до 38,7 мг %, а количество а- лактоальбумина увеличивается со 117 до 139 мг %. За счет комплексообразования сывороточных белков с другими фракциями, отмечается уменьшение β-лактоглобулина и сывороточных альбуминов.

При 130°С содержание глобулинов снижается до 30,4 мг % и β- лактоглобулина до 54,2 мг %, сывороточные альбумины не обнаружены. При денатурации сывороточных белков, количество их уменьшается в 2-3 раза, происходит комплексообразование сывороточных белков с казеином, размер которого увеличивается на 10-35% по мере повышения температуры пастеризации молока.

При выработке сгущенного стерилизованного молока большое значение имеет режим предварительной тепловой обработки.

Благоприятные результаты получаются при стерилизации молока, пастеризованного при 88-93 °С выдержкой 10-15 минут или при 104-110°С.

В настоящее время молочную смесь нагревают в подогревателях вакуум-выпарной установки до 88-90°С, затем до 125-130°С с выдержкой 30 с в трубчатом пастеризаторе. Затем перед подачей в вакуум-выпарную установку нормализованная смесь поступает в вакуумную камеру, где охлаждается за счет самоиспарения влаги до 90-88°С, после чего подается в вакуум-выпарную установку.

Процесс выпаривания при производстве сгущенного стерилизованного молока интенсивнее, чем при сгущении молока с сахаром, что объясняется меньшей его плотностью и вязкостью.

Режимы сгущения в 1-м корпусе 78-80°С, П-м-65-67°С, Ш-48-56°С. Сгущение молока заканчивают при плотности 1061-1063 кг/м³ (1050-1130 кг).

Во избежание отстоя жира сгущенное молоко гомогенизируют, предварительно подогрев до 72-76°С, при давлении 17-19 МПа на I ступени и 2,5-3,5 МПа на второй. Такой режим обеспечивает эффективность гомогенизации 95% и повышает вязкость продукта. Иногда гомогенизация проводится на двухступенчатых гомогенизаторах, где в I ступени давление составляет 14-15 МПа, во II ступени 17,5-28 МПа (или 25 МПа в I ступени и 15 МПа во II).

После гомогенизации, если температура молока высокая, сгущенное молоко охлаждают до температуры расфасовки 18-20 °С.

Расфасовку и закатку желательно проводить в вакуумных машинах. В результате удаления воздуха повышается стойкость, уменьшается возможность образования пороков (уплотнение, газообразование, загустевание), замедляются коррозионные процессы, улучшается теплопередача при последующей стерилизации. В тестере с горячей водой банки проверяют на герметичность.

После закатки банки с продуктом стерилизуют. При стерилизации требуется уничтожить микроорганизмы, сохранив доброкачественность продукта.

Исходя из этого, следовало бы применять высокие температуры стерилизации (выше 120 °С), при которых погибают не только вегетативные, но и споровые микроорганизмы. Однако, при таких высоких температурах меняются физико- химические свойства сгущенного молока. Между температурой стерилизации и ее продолжительностью существует следующая зависимость: с повышением температуры в арифметической прогрессии время, необходимое для уничтожения микроорганизмов, уменьшается в геометрической.

Продолжительность стерилизации определяют как время, необходимое для прогрева содержимого банки, и как время, потребное для уничтожения микрофлоры.

τ = (р * С *Д² / λ) * f (∆Т_н/∆Т_К; L/Д)

Где С - теплоемкость продукта; λ- теплопроводность продукта; ρ- плотность; L - высота банки; Д - диаметр банки; ∆Т_н - разность температур снаружи и в центре банки в начале периода подогрева; ∆Т_К - разность температур снаружи и в центре банки в конце периода подогрева.

Режимы стерилизации выбирают с учетом термоустойчивости микрофлоры, физико-химических свойств продукта и скорости проникновения тепла к центру банки. Тепловая стерилизация, которая обеспечивает уничтожение термостойких споровых микроорганизмов, надежна и для инактивации ферментов. В зависимости от типа аппарата для стерилизации, вида продукта, качества исходного сырья режим стерилизации устанавливают в соответствии с формулой стерилизации, представляющей собой условную запись теплового режима аппарата, в котором осуществляется данный процесс:

(а+в+с) / т

где а - время нагрева продукта до температуры стерилизации, мин; в - время выдержки при температуре стерилизации, мин.; с - время охлаждения продукта, мин.; т - температура собственно стерилизации,°С.

Формула стерилизации носит эмпирический характер. Она раскрывает особенности стерилизации как нестационарного теплового процесса, заключающегося в повышении температуры, выдержки при температуре стерилизации и понижении температуры. Формулу стерилизации устанавливают заранее для конкретного аппарата, продукта и конкретных условий.

Надежность выбранной формулы стерилизации проверяют микробиологическими анализами. Режим должен обеспечивать эффект, выраженный в условных единицах равный 4,0-5,1. Значение эффекта стерилизации конкретно выбранного режима F определяют по формуле. Например, для гидростатических стерилизаторов:

F = 3,21+0,15x₁ + 1,28x₂+0,15хз+0,67x₄+0,31х₂²,

Где X₁ - величина, зависящая от температуры среды на выходе из подогревателя (Tп) и определяемая из соотношения: Х=0,1Тп-8,5;

х₂ - величина, зависящая от температуры стерилизации (tс ) и определяемая из

соотношения х₂=0,5 tс -58,0;

хз - величина, зависящая от продолжительности нахождения продукта в зоне подогрева (Тп) и определяемая из соотношения: х₂=0,4Тп-5,0;

Х4 - величина, зависящая от продолжительности нахождения продукта в зоне стерилизации (Тс) и определяемая из соотношения: х4=0,4Тс-6,0.

Стерилизация осуществляется в аппаратах периодического и непрерывного действия (Рис 3).

Банки, поступившие в стерилизатор периодического действия, в начале процесса стерилизации нагревают до 95-100 °С, затем давление повышают с таким расчетом, чтобы температура стерилизации составила 115-118 °С. При этой температуре банки выдерживают в стерилизаторе при непрерывном вращении каркаса 15-20 мин. По окончании стерилизации банки охлаждают до 20 °С водой, подаваемой в стерилизатор.

При непрерывной стерилизации во избежание резкого изменения температуры банки подают в подогреватели. В стерилизаторе с одним подогревателем начальная температура банки постепенно (за 15-20мин.) повышается до 95-97,5°. В стерилизаторе с двумя подогревателями: в первом нагревается до 93 °С за 15-18мин., а во втором до 97,5 за 12мин. При нагревании банки совершают поступательное и вращательное движение, Из подогревателя банки поступают в тестер для проверки на герметичность.

4.3 Сгущенное пастеризованное молоко

Сгущенное пастеризованное молоко вырабатывают из кондиционного исходного молока, сгущаемого в вакуум-аппарате. Используют как полуфабрикат при производстве мороженого, в кондитерской промышленности и т.д.

Технологический процесс производства сгущенного пастеризованного молока аналогичен технологическому процессу производства сгущенного молока с сахаром с той разницей, что при выработке этого продукта сахар не применяют.

При выработке сгущенного пастеризованного молока консервирование молока достигается за счет резкого снижения количества микробов сырого молока при его пастеризации и за счет небольшого повышения осмотического давления в сгущенном молоке вследствие увеличения в нем концентрации сухих веществ.

Продукт этот малостойкий. Его можно хранить при 4 °С не более 5 суток.

При выработке сгущенного пастеризованного молока сырье стандартизуют, исходя из следующего состава готового продукта: 10% жира и 27% СОМО. Стандартизацию ведут обычным путем. Затем молоко пастеризуют при 75-80 °С, сгущают до тех пор пока плотность цельного молока при 49-50°С будет 1077-1090 кг/м³, а обезжиренного - 1090-1100 кг/м³, а концентрация сухих веществ будет 37%. После сгущения продукт охлаждают до 4°С в трубчатом охладителе с водяным и рассольным охлаждением или сначала в ваннах-кристаллизаторах, а затем на плоском охладителе.

В случае охлаждения в вакуум-кристаллизаторах необходимо сгущение заканчивать при концентрации сухих веществ 32-33%, т.к. во время охлаждения выпаривается дополнительно 4-5% влаги. Сгущенное пастеризованное молоко расфасовывают в крупную деревянную тару, а также во фляги.

4.4 Стерилизованные сливки

Для получения стерилизованных сливок молоко сепарируют при 45°С и получают сливки с массовой долей жира 10-12 %, гомогенизируют при 45°С и давлении 7-10 МПа, охлаждают до +5°С, выдерживают 0,5-1 ч. Выдержка необходима для формирования оболочки жировых шариков за счет белка плазмы низкожирных сливок.

Гомогенизированные сливки нагревают до 50-55°С и сепарируют, вторично, получая сливки с массовой долей жира 25-27% и повышенным содержанием белка до 3%. Для повышения термостойкости сливок в них вносят 25%-ный раствор трехзамещенного лимоннокислого натрия из расчета 0,1% от массы сливок (в пересчете на сухую соль), для повышения вязкости вносят альгинат натрия 0,1-0,2% от массы сливок. Затем сливки фильтруют, разливают в банки М 7 и стерилизуют при 120 °С в течение 20 минут, охлаждают до 25-30 °С. Хранят стерилизованные сливки при 1-10 °С в течение 3-х месяцев, при 20 °С - не более 1 месяца.

Вопросы для самоконтроля

Характеристика сгущенного стерилизованного молока.

Операции технологического процесса при производстве сгущенного стерилизованного молока. Способы стандартизации молочной смеси.

Цель, режимы предварительной тепловой обработки молока при производстве сгущенного стерилизованного молока. Режимы сгущения молока.

Режимы и способы стерилизации сгущенного молока .

Способы расфасовки и виды упаковки сгущенного стерилизованного молока. Операции технологического процесса при производстве сгущенного пастеризованного молока, стерилизованных сливок.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Основная

1. Голубева, Л.В. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры [Текст]. Т.9. Консервирование и сушка / Л.В. Голубева. - СПб.: ГИОРД, 2005. - 264 С.-ISBN 5-10-001912-3.

Дополнительная

1. Чекулаева, Л.В. Технология продуктов консервирования молока и молочного сырья [Текст]: учебное пособие / Л.В. Чекулаева, К.К. Полянский, Л.В. Голубева. - М.ДеЛи принт, 2002. - 248 с. - ISBN 5-94343-019-9.

2. Крусь, Г.Н Технология 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. - ISBN 978-5-9532-0599-3.
Лекция 5

АССОРТИМЕНТ И ТЕХНОЛОГИЯ ЦВЕТНЫХ КОНСЕРВОВ. ПОРОКИ СГУЩЕННЫХ МОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ

5.1 Ассортимент и характеристика цветных консервов

Эти продукты получают по традиционной технологии сгущенных молочных консервов с сахаром и добавлением вкусовых наполнителей. Из наполнителей применяют какао-порошок, натуральный кофе в смеси с цикорием (кофе 80%, цикорий 20%), кофейный напиток «Львовский». Какао и кофе со сгущенным молоком и сахаром, какао и кофе со сгущенными сливками и сахаром, сгущенное молоко с сахаром и цикорием, кофейный напиток со сгущенным молоком и сахаром по составу характеризуются следующими показателями (в %): массовые доли влаги 26—29, жира 6—16, сахарозы 37—44; массовые доли в воде продукта сахарозы 60—61, лактозы 22— 23. Отношение Жпр/СОМОпр в продуктах 0,511—1,240. По показателям вязкости и среднему размеру кристаллов лактозы продукты близки к цельному сгущенному молоку с сахаром. Особенности технологии обусловлены нормируемыми показателями состава, видами наполнителей, способами их приготовления и смешивания с молочно- сахарной смесью.

5.2 Производство кофе со сгущенным молоком и сахаром

Сгущенное молоко с сахаром и кофе в соответствии должно содержать не более 29% влаги, не менее 44% свекловичного сахара, не менее 27% общего количества сухих веществ молока и экстрактивных веществ кофе.

В кофе должно содержаться не более 7 % влаги, не менее 0,7% кофеина, 20-30 % экстрактивных веществ. К порошку кофе добавляют не более 20 % обжаренного молотого цикория.

Плановый состав продукта 27,5 % влаги, 7,4 % жира, 14 % сухих обезжиренных веществ молока, 45,5 % сахара и 5,6 % сухих экстрактивных веществ натурального кофе и цикория. Соотношение жира и СОМО молока в готовом продукте планового состава равно 7,4:14 и составляет 0,528, что обусловливает необходимость стандартизации исходного молока сливками:

Ксл = Км * (См* Опр-Жм)/(Жсл-Ссл *Опр)

Где: Ксл, Км - количество сливок и молока, кг;

См, Сел- массовая доля сухих веществ в молоке и сливках, %;

Жм, Жсл - массовая доля жира в молоке и сливках, %;

Опр - соотношение жира и СОМО молока в готовом продукте

Ссл = 100-Жсл/10,615

Затем устанавливают количество сухих экстрактивных веществ кофе и цикория, которое должно быть в готовом продукте

Кэ.в. = (Ск*Жст/100*Жпр)*Км.с.

Где: Кэ.в. - количество экстрактивных веществ кофе и цикория, которое должно быть в готовом продукте, кг;

Ск - массовая доля экстрактивных веществ в готовом продукте, % (5,6 %); Жст, Жпр - массовая доля жира в стандартизованной смеси и продукте, %, Определяют общее количество кофе и цикория на варку, принимая выход сухих экстрактивных веществ при вываривании кофе и цикория равным 30%.

Кк.ц. = Кэ.в.*100/30, Кк.ц. = Кэ.в./0,3 Где: Кк.ц. - количество кофе и цикория на варку, кг;

Находят количество порошка кофе и цикория на варку, исходя из условия, что в порошке смеси кофе и цикория на 100 частей кофе должно приходиться 20 частей цикория:

Кк = Кк.ц.*100/120, Кц = Кк.ц. - Кк

Где Кк, Кц - количество кофе и цикория на варку, кг.

Для приготовления экстракта кофе и цикорий вносят в двухстенный котел с мешалкой, затем добавляют горячую воду (4,5-5 частей воды на 1 весовую часть кофейной смеси), размешивают хорошо и доводят до кипения. При температуре кипения 4-5 мин. выдерживают, затем нагрев прекращают, дают массе осесть на дно и выдерживают 30 минут. Затем экстракт сливают, а осадок отфильтровывают, отпрессовывают.

Кофейная масса (шрот) после прессования вторично вываривается. Полученный экстракт смешивается с первой порцией или используется вместо воды, предназначенной для растворения кофе в следующей варке. Экстракт кофе можно вносить разными способами:

• весь экстракт вносят в конце сгущения;

• большую часть экстракта вводят в вакуум-аппарат в конце сгущения, а остальную часть в кристаллизаторы на первой стадии охлаждения;

• весь экстракт вносят в кристаллизаторы.

Во время охлаждения в кристаллизаторы вводить экстракт не рекомендуется, т.к. при этом значительное количество воды попадает в молоко.

Сгущение, охлаждение и расфасовку ведут точно так, как при производстве сгущенного молока с сахаром.

5.3 Производство какао со сгущенным молоком и сахаром

В какао со сгущенным молоком и сахаром должно содержаться: влаги - 27,5 %, сахара - 43,5 %; общего количества сухих веществ молока и какао - 28,5 %, в том числе жира 7,5 %. Количество вносимого порошка какао должно составлять 73-74,5г на 1 кг готового продукта при влажности порошка какао 5-6 %.

В порошке какао должно содержаться 18 % жира, 5,5 % клетчатки, 6% золы, 6-7,5 %

воды.

Расчеты стандартизованной смеси проводят исходя из следующего состава готового продукта: влаги - 26,8 %; жира молока - 7,2 %; сахара. -44,8 %; СОМОмол -14,1 %; сух. вещ. какао - 7,1 %.

Содержание жира молока в готовом продукте планового состава принято меньше на 0,3 %, чем требуется стандартом, потому что с порошком какао в продукт вносится 1,5- 1,7 % жира, который и восполняет содержание жира в продукте до стандартного. Соот­ношение жира и СОМО в продукте составляет 0,51, что обуславливает необходимость стандартизации молока сливками. Количество сливок и сахара на варку находят по общепринятым формулам из уравнений материального баланса.

Количество порошка какао, которое необходимо внести в молоко находят следующим образом. Сначала определяют количество сухих веществ какао, которое должно приходиться на количество стандартизованного молока, направляемого на варку по следующей формуле:

Св.к. = Кн.с.*Жст*Ск/100*Жпр

Где: С.в.к. - количество сухих веществ какао, потребное на варку, кг ; К.н.с. - количество стандартизованного сырья на варку,кг;

Жст, Жпр -массовая доля жира в стандартизованной молочной смеси и продукте, %; Ск - массовая доля сухих веществ какао в готовом продукте, % (по плановому составу 7,1 %).

В порошке какао обычно содержится 5-6 % влаги. С учетом этого количества какао порошка на варку определяют по формуле:

Кп.к. = 100*СВк/100 - В

Где Кп.к. - количество какао на варку, кг; В - массовая доля влаги в порошке какао, % СВк - количество сухих веществ какао, потребное на варку, кг. Готовят сироп с какао из порошка какао тщательно растертого с сахарным песком и разбавленного 30 % воды от веса сахара и какао. Нагрев ведут до температуры 95-90 °С, избегая длительного теплового воздействия, т.к. иначе крахмал, находящийся в зернах слишком набухает, продукт приобретает желеобразную консистенцию. Какао можно вносить 2-мя способами:

• - в вакуум-аппарат в конце сгущения в виде сиропа;

• - в кристаллизатор-охладитель.

Лучшим признан второй способ, т.к. при этом лучше сохраняется аромат какао. Весь технологический процесс ведется так же, как и в производстве сгущенного молока с сахаром.

Задание для самостоятельной работы. Ознакомиться с вопросами:

- Технология сгущенных сливок с какао и кофе;

- Пороки сгущенных молочных консервов.

Вопросы для самоконтроля

1.Технология сгущенного молока с какао.

2.Требования к наполнителям, подготовка, внесение при производстве сгущенного молока с какао.

3.Технология сгущенного молока с кофе.

4.Требования к наполнителям, Подготовка, внесение при производстве сгущенного молока с кофе

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Основная

1. Голубева, Л.В. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры [Текст]. Т.9. Консервирование и сушка / Л.В. Голубева. - СПб.: ГИОРД, 2005. - 264 С.- ISBN 5-10-001912-3.

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

Дополнительная

1. Крусь, Г.Н Технология 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. - ISBN 978-5-9532-0599-3.

2. Крусь, Г.Н. Технология молока и молочных продуктов [Текст] / Крусь Г.Н. и [др.].; ред. : А. М. Шалыгина. - М.: Колос, 2007. - 455 с. - ISBN 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. - ISBN 978-5-394-00725-5.

4. Федеральный закон Российской Федерации от 22 июля 2010 г. № 163-ФЭ «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» // «Российская газета», № 163; опубл. 22.07.2010 г.-149 с.

5. Чекулаева, Л.В. Технология продуктов консервирования молока и молочного сырья [Текст]: учебное пособие / Л.В. Чекулаева, К.К. Полянский, Л.В. Голубева. - М.ДеЛи принт, 2002. - 248 с. - ISBN 5-94343-019-9.

6. Шалапугина, Э.П. Лабораторный практикум по технологии молочных консервов и сыра [Текст] / Э.П. Шалапугина, И.В. Краюшкина, Н.В. Шалапугина. - СПб.: ГИОРД, 2008. - 96 с. - ISBN 978-5-98879-097-.

7. Шидловская, В.П. Органолептические свойства молока и молочных продуктов [Текст] : справочник / В.Н. Шидловская. - М.: Колос, 2004. - 359 с. - ISBN 5-9532-0189-3.

Лекция 6

АССОРТИМЕНТ СУХИХ МОЛОЧНЫХ КОНСЕРВОВ. СПОСОБЫ СУШКИ И ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СУШКИ МОЛОКА

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 мкм и 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/м³ и 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 температурой105-130°С или60-90 °С - в вакуумных сушилках.

Высокие температуры нагрева поверхности вызывают существенные изменения в высушиваемом сырье, вследствие чего снижается восстанавливаемость сухого 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 способе одновременно 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 с глубоким 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 сушки отличается 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 сушка Сушка 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 вымораживанием основана 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 сублимацией производится 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.

6.3 Теоретические основы сушки молока

Влагу, содержащуюся в молоке, можно разделить на удаляемую при сушке и неудаляемую (т.е. ниже равновесной влажности, соответствующей относительной влажности и температуре сушильного агента).

Равновесная влажность - влажность, при которой давление паров воды над поверхностью вещества при данной температуре и давление паров в окружающем воздухе равны.

Механизм сушки состоит в том, что с поверхности высушиваемого материала удаляется влага. На ее место вследствие диффузии начинает поступать влага из внутренних слоев продукта.

Продолжительность сушки зависит от быстроты восполнения испаряемой влаги. Причем, по мере удаления влаги из продукта остальная часть ее, вследствие увеличения сил сцепления удерживается прочнее. Это обусловливает повышение температуры сушки или большее диспергирование высушиваемого материала. С удалением свободной влаги, т.е. по мере высыхания, наступает момент, когда поверхность испарения сокращается. При этом вследствие увеличения слоя неподвижного воздуха, проникающего в капилляры, и трения (торможения) продвигающихся по узким капиллярам паров воды возрастает сопротивление движению воды, превратившейся в пар. В результате увеличения сопротивления движению воды скорость высыхания уменьшается, и количество испарившейся влаги перестает быть пропорциональным времени сушки.

Высушивание с поверхности продолжается до тех пор, пока за счет диффузионных токов к ней мигрирует влага, остатки гигроскопической влаги удаляются еще медленней, чем остатки свободной влаги.

Факторы, влияющие на скорость сушки. При содержании влаги большем, чем это соответствует состоянию равновесия, продукт высыхает до тех пор, пока не будет достигнуто равновесное состояние. А в случае высушивания ниже состояния равновесия продукт поглощает влагу из воздуха.

Скорость сушки зависит от упругости водяных паров на поверхности материала и парциального давления водяных паров в воздухе. Влага испаряется при условии, когда давление водяных паров у поверхности испаряющейся жидкости выше парциального давления пара в воздухе, что вытекает из уравнения:

W = С * (Рп.ж. - Рп.в.)

Где : W - количество испаряемой воды с 1 м² в час; С - коэффициент, зависящий от скорости движения жидкости над поверхностью испарения и от его плотности; Рп.ж. - давление паров у поверхности испаряющейся жидкости (давление насыщенного водяного пара при температуре испарения воды); Р.п.в. - парциальное давление пара в воздухе над поверхностью испарения.

Из формулы следует, что при Рп.ж. =Рп.в. W = 0, при Рп.ж. > Рп.в. происходит испарение, а при Рп.ж. < Рп.в. наблюдается конденсация влаги из воздуха, т.е. увлажнение.

Относительная влажность воздуха характеризует его состояние как поглотителя влаги. В случае испарения необходимо поддерживать относительную влажность воздуха ф ниже 100-ного насыщения и температуру испарения влаги ниже температуры мокрого термометра. При 100 % насыщении воздуха влагой температура испарения влаги должна быть выше температуры окружающего воздуха. Для этого требуется подавать тепло к испаряемой влаге извне.

В процессе сушки тепло, заимствованное от горячего воздуха расходуется на испарение влаги, а образующиеся пары насыщают сушильную камеру. Вследствие этого снижается интенсивность испарения влаги из высушиваемого материала.

Для поддержания правильного режима и интенсивности процесса сушки необходимо постоянно удалять пары влаги, выделяемые из высушиваемого материала, и подавать в сушильную башню ненасыщенный парами (сухой) воздух. При нагревании воздуха влагосодержание его останется неизменным, а степень насыщения воздуха водяными парами при этом понизится. Вместе с тем, возрастет влагоемкость, способность к поглощению влаги.

В момент полного высушивания температура молока выравнивается с температурой теплоносителя (воздуха). Высокая температура воздуха может вызвать местные вспышки или воспламенение порошка за счет электризации молочной пыли, оседания мельчайших частиц пыли на горячих поверхностях. Андреев определил, что заряженность распыленных частиц молока составляет 200 вольт. Кивенко и Годжело установили, что критическая температура загораемости сухого обезжиренного молока равна 185 °С, а более жирных продуктов 166-7-178 °С, горелого цельного молока 144 °С.

Во избежание загораемости порошка необходимо систематически очищать горячие поверхности башенки, не допускать попадания смазочных масел на горячие поверхности, соприкасающиеся с порошком, или устраивать защитный кожух. Температуру воздуха для сушки цельного молока не повышать выше 165 °С.

На скорость сушки влияет величина поверхности испарения, (поверхности теплоотдачи) - Р , т.е. величина рабочей поверхности высушиваемой жидкости омываемой воздухом. С целью увеличения поверхности испарения необходимо максимально распылять материал. Относительная поверхность Р распыленных частиц в 1 л. молока в зависимости от степени диспергирования.

Величина капли при сушке почти не уменьшается. Это объясняется тем, что в процессе сушки внутри частицы создается избыточное давление, вследствие чего в ней образуется много пустот (вакуолей). Пористость характеризуется долей объема, занимаемого порами. Малопористый порошок получается в результате сушки концентрированных растворов.

Распыленные частицы совершают полет по радиусу камеры.

Количество испаренной влаги можно определить по формуле:

W = М₁ - М₂ = М₁* (в₁ - в₂)/(100-в₂) = М₂*(в₁ - в₂)/(100-в₁ )

Где W - количество выпаренной влаги в кг; М₁ и М₂ • количество раствора до и после сушки в кг; В1 и в₂ - влажность раствора до и после сушки в %.

Вопросы для самоконтроля

1. Факторы, влияющие на скорость сушки

2. Распылительная сушка

3. Сублимационная сушка

4. Классификация сухих молочных консервов

5. Способы нанесения молока на вальцовые сушилки

6. Двухстадийная сушка

7. Газовая сушка

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Основная

1. Голубева, Л.В. Справочник технолога молочного производства. Технология и рецептуры [Текст]. Т.9. Консервирование и сушка / Л.В. Голубева. - СПб.: ГИОРД, 2005. - 264 с.-ISBN 5-10-001912-3.

Дополнительная

1. Крусь, Г.Н Технология 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. - ISBN 978-5-9532-0599-3.

2. Крусь, Г.Н. Технология молока и молочных продуктов [Текст] / Крусь Г.Н. и [др.].; ред. : А. М. Шалыгина. - М.: Колос, 2007. - 455 с. - ISBN 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. - ISBN 978-5-394-00725-5.

4. Чекулаева, Л.В. Технология продуктов консервирования молока и молочного сырья [Текст]: учебное пособие / Л.В. Чекулаева, К.К. Полянский, Л.В. Голубева. - М.ДеЛи принт, 2002. - 248 с. - ISBN 5-94343-019-9.

5. Учебно-методическая и профессиональная литература для студентов и преподавателей - КИр://\у\у\уЛ\У1грх.сот/

6. Бредихин, С.А. Технология и техника переработки молока [Текст]: учебник / С.А. Бредихин, Ю.В. Космодемьянский, В.Н. - М.: Колос, 2003. - 400 с.

7. Крусь, Г.Н. Технология молока и молочных продуктов [Текст] / Крусь Г.Н., Храмцов А.Г., Волокитина З.В., Карпычев С.В.; под ред. Шалыгина А.М. - М.: Колос, 2006. - 455 с. - ISBN 5-9532-0166-4.

Лекция 7

ТЕХНОЛОГИЯ СУХОГО ЦЕЛЬНОГО МОЛОКА, СУХИХ СЛИВОК,

СУХОГО МАСЛА

7.1 Производство сухого цельного молока

В сухом молоке , выходящего после сушки должно содержаться: воды 2-2,5 %, жира 26-26,5 %; молочного сахара 47-54 % для обезжиренного и 36-40 % для цельного молока, белка 34 %; минеральных веществ 5,8-6,2 %. В продукте, расфасованном в потребительскую тару, допускается увеличение влажности до 4 %, а для обезжиренного молока расфасованного в транспортную тару - до 5 %. Растворимость сухого молока пленочной сушки около 80-85%, а сухого молока распылительной сушки 97-98 %. При этом индекс растворимости для молока, фасуемого в потребительскую тару, не более 0,2 (для обезжиренного) и 0,1 (для цельного) мл сырого осадка, фасуемого в транспортную тару, не более 0,2 мл сырого осадка.

Калорийность 1кг сухого цельного молока составляет 5300-5500 ккал/кг.

Восстановленное сухое молоко почти не уступает натуральному. Усвояемость белков сухого молока пленочной сушки составляет 94,6 %; жира - 96 %, углеводов - 99-99,5 %.

Технологический процесс производства сухого молока включает следующие операции: приемку, очистку, стандартизацию, пастеризацию, гомогенизацию, предварительное сгущение и сушку.

Приемка, оценка качества молока и очистка ничем по существу не отличаются от ранее рассмотренного процесса выработки сгущенного молока.

Стандартизацию проводят с расчетом, чтобы готовый продукт удовлетворял требованиям стандарта, по которому допускается 4-5 % влаги, 25-26,5 % жира, кис­лотность восстановленного молока не выше 21 °Т.

Предварительная тепловая обработка молока обусловливается не только необходимостью уничтожить микроорганизмы, но и целью: исключить пригорание молока к горячей поверхности, с которой оно соприкасается при выпаривании в вакуум-аппарате. Исходя из этого, следовало бы стремиться к высоким температурам пастеризации. Однако при высоких температурах обработки молока белки теряют обратимость. Кроме того, частично выпадают соли и образуются плохо растворимые аминосахара, что ведет к снижению растворимости молочного порошка.

При пленочной сушке температура горячей металлической поверхности, с которой соприкасается пастеризованное молока в течение 2-10 сек, составляет 90-112 °С. Следовательно, молоко вторично нагревается, при этом погибает остаточная и вторичная микрофлора. При распылительной сушке температура молока снижается до 75-80 °С. Поэтому при распылительной сушке молоко можно пастеризовать при 90-95 °С или 110-149 °С (без выдержки) для разрушения липазы, а для пленочной сушки - при 75 °С.

Перед сушкой обычно проводят сгущение, что обусловливается соображениями экономического и технологического характера:

- Поскольку коэффициент теплопередачи у воздуха ниже, чем у металлической поверхности вакуум-аппарата, выгодно применять последние (вакуум аппараты) для начального высушивания.

- Удельный расход энергии (в квт на 1 кг выпаренной влаги) в распылительных сушилках выше, чем в вакуум-аппаратах. В распылительных сушилках - 0,08-0,15 квт/кг. В вакуум-аппаратах с использованием вторичного пара - 0,006-0,004 квт/кг.

- Удельный расход пара (в кг на 1кг выпаренной влаги). В распылительных сушилках - 3-3,5 кг/кг. В вакуум установках однокорпусных с термокомпрессией - 0,55- 0,65 кг/кг; В двухкорпусных с термокомпрессией- 0,45-0,55 кг/кг.

Кроме того, при высушивании предварительно сгущенного сырья сокращается расход топлива, увеличивается пропускная способность сушилки. В результате сушки распылительным способом без предварительного сгущения получается тонкий, пористый хлопьевидный порошок, который быстро увлажняется, занимает относительно больший объём, что увеличивает расход на тару, хуже улавливается фильтрами, вследствие чего возникают потери, а, следовательно, и увеличиваются затраты сырья на единицу готового продукта.

В результате сушки без предварительного сгущения на барабанной сушилке используется не вся поверхность вальцев, получается пористый гигроскопический порошок, нестойкий при хранении. Высушивание на барабанных сушилках без предварительного сгущения оправдывается лишь в том случае, если используется сбросное тепло. Таким образом, предварительное сгущение способствует увеличению производительности сушилки. От степени сгущения молока зависят скорость сушки и качество готового продукта. Однако при значительном повышении степени сгущения снижается растворимость продукта, т.к. повышается вероятность столкновения и агрегирования частиц белка.

Перед сгущением в вакуум-аппарате, пастеризованное молоко фильтруют. Оптимальная степень сгущения молока в циркуляционном вакуум-аппарате 43-48 %, в аппаратах работающих по принципу падающей пленки 52-54 % сухих веществ. Продолжительность сгущения 50 мин в аппарате циркуляционного типа и 3-4 мин в аппарате с падающей пленкой.

Температура сгущения молока в зависимости от типа аппарата:

Циркуляционный двухкорпусной аппарат:

I корпус - 68-70 °С, II корпус - 50-52 °С;

Трехкорпусной аппарат, с падающей пленкой:

I корпус - 72-75 °С, II корпус - 60-65 °С, III корпус - 44-48°С.

Четырехкорпусной аппарат с падающей пленкой:

I корпус 74-80 °С, II корпус 68-73 °С, III корпус 56-62°С, 1У-корпус 42-46 °С.

При выработке обезжиренного сухого молока или пахты на вальцевых сушилках сгущение заканчивают при массовой доле сухих веществ 30-32 %.

При выработке цельного сухого молока распылительным способом концентрация сухих веществ сгущенного молока составляет 50-55 %.

С целью уменьшения массовой доли "свободного жира" в сухом продукте в 2-3 раза, сгущенное молоко или сливки гомогенизируют при температуре выпуска из вакуум- выпарного аппарата. Оптимальная температура гомогенизации 55-60 °С. Давление гомогенизации на одноступенчатом гомогенизаторе 10-15 МПа, на двухступенчатом гомогенизаторе в I ступени 11,5-12,5 МПа, на П ступени 2,5-3 МПа.

7.1.1 Сушка молока на распылительных сушилках

Дисковая распылительная сушилка "Лурги-Краузе" представляет собой цилиндрическую камеру (башню). В центре башни на возвышении находится металлическая башенка, через которую проходит вертикальный вал, с укрепленным на нем полым распылительным диском.

Распылительный диск состоит из двух тарелок, скрепленных болтами (шурупами), по внутренней поверхности которых выфрезерованы каналы. Диск имеет два или более отверстия с диаметром сопла 2-5мм. Скорость вращения диска колеблется от 5000 до 24000 об/мин. С увеличением диаметра диска число оборотов уменьшается. Средняя окружная скорость вращения диска - 126-168 м/сек.

Сушка молока осуществляется воздухом, подогретым до 145-165 °С в калорифере. Первая и вторая секции калорифера питаются отработавшим паром от вакуум-аппарата, третья - отработавшим паром от турбины (0,15 МПа) и четвертая - острым паром (1,0- 1,1 Мпа). Перед калорифером воздух проходит через фланелевые или шерстяные фильтры. Нагретый воздух из калорифера засасывается вентилятором в металлическую башенку и выходит через расположенные под углом 45 °С по окружности прорези (жалюзи и щель вверху башенки). По выходе из жалюзи горячий воздух со скоростью 3 м/сек. движется кверху по спирали.

Для ускорения сушки желательно повышать температуру воздуха, но при этом могут произойти глубокие изменения белковых и солевых соединений, что приведет к снижению растворимости порошка. Поэтому температура воздуха, подаваемого в сушильную башню, зависит от типа сушилки. В прямоточных сушилках она выше: - до 200-220 °С, в сушилках смешанного тока и противоточных ниже (145-165 °С).

Вначале сушки температура воздуха понижается, т.к. воздух отдает тепло на испарение влаги из молока. Температура сгущенного молока также быстро снижается за счет испарения влаги, затем стабилизируется, приближается к теоретической температуре испарения и не изменяется до состояния критической влажности, после которой температура молока выровняется с температурой воздуха в момент полного высушивания.

Большая часть сухого молока падает на пол башни и вращающимися скребками или щетками подается через отверстие в полу на шнек, которым продвигается до встряхивающего сита. Меньшая часть сухого молока, состоящая из более мелких частиц, уносится отработавшим воздухом в фильтркамеру, где задерживается рукавными фильтрами. Фильтры периодически встряхиваются, сухое молоко из них поступает в бункер и шнеком подается на встряхивающее сито. Отработавший воздух отводится наружу через вентилятор.

Сухое цельное молоко расфасовывают в крупную тару (фанерно-штампованные барабаны) и в мелкую тару (жестяные банки и комбинированные со специальной съемной крышкой с закатанной под ней фольгой, картонные коробки с вкладышами из целлофана). В фанерно-штампованные бочки вкладывают двойные мешки из-под пергамента, пергамента или полиэтилена.

Хранить сухое молоко надо при 1-10 °С, относительной влажности воздуха 75 % (при негерметической упаковке) и 85% (герметическая упаковка). Качество продукта при хранении в надлежащих условиях не изменяется в течение 3-8 месяцев (для негерметической и герметической упаковки).

Форсуночная распылительная сушилка отличается от дисковой устройством для нагнетания воздуха и системой воздуховодов и вентиляции. Греющий воздух подаетс