Особенности технологического процесса производства сливочного масла

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

Выработка сливочного масла — сложный физико-химический процесс, основой которого является выделение жира из сливок в виде жирового концентрата (промежуточный продукт), равномерное распределение его компонентов и пластификация.

Существует два метода концентрации жировой фазы сливок: в холодном состоянии — так называемым сбиванием и в горячем — сепарированием. В зависимости от метода концентрации на промежуточных стадиях процесса соответственно получают масляное зерно или высокожирные сливки, которые по структуре и свойствам существенно отличаются от сливочного масла и друг от друга. При получении высокожирных сливок все технологические операции, вплоть до маслообразования, осуществляются при температуре 60—95 °С и только на конечной стадии процесса продукт охлаждается до температуры массовой кристаллизации глицеридов (12—15°С). В случае получения масляного зерна, за исключением кратковременного нагрева до 85—95 °С (пастеризации), процесс осуществляется при температуре 5—20 °С. Кристаллизация жира с учетом этого при получении высокожирных сливок в аппарате осуществляется частично, а при получении масляного зерна завершается практически полностью. Температура свежевыработанного масла в обоих случаях составляет 12—15 °С. Однако по физическим свойствам свежевыработанное разными методами масло существенно различается. Масло, выработанное методом преобразования высокожирных сливок, представляет собой жидкообразную массу, а полученное методом сбивания сливок имеет присущие ему товарные показатели.

Таблица 1. Состав и свойства масла в зависимости от метода его получения

Показатель	Сбивание сливок в маслоизготовителях	Преобразованне высокожирных сливок
периодического действия	непрерывно-действующих
Содержание
СОМО, %	1, 23 ±0, 19	1, 48 ± 0, 12	1, 64 ± 0, 16
воздуха, 10-5 м3/кг	3, 51 ± 0, 92	6, 45 ± 2, 35	0, 58 ±0, 12
Термоустойчивость	0, 58 ±0, 12	0, 91 ± 0, 05	0, 82 ± 0, 05
Твердость, Нм	92 ± 10, 5	61, 1 ± 7, 7	61, 1 ± 7, 7
Восстанавливаемость структуры, %	73, 3 ± 4, 6	72, 0 ± 9, 2	34, 1 ± 3, 2
Вытекание свободного жидкого жира, %	4, 4 ± 0, 63	5, 7 ± 1, 4	5, 9 ± 0, 24
Степень деэмульгирования жира, %	99, 9 ± 0, 09	99, 7 ± 0, 19	98, 5 ± 1, 3
Количество эмульгированиго жира, %	0, 05 ± 0, 01	0, 05 ± 0, 01	0, 15 ± 0, 05
Содержание жира в плазме, %	0, 15 ± 0, 05	1, 56 ± 0, 45	3, 95 ± 0, 95
Средний диаметр капель плазмы, мкм %	3, 36	3, 20	2, 88
Степень дисперсности плазмы, м^-1	1, 28	1, 37-1, 41	1, 61

Существующая технология сливочного масла основана на способности молочного жира под влиянием температурного воздействия изменять свое агрегатное состояние. Температурный фактор благодаря этому служит отличительной особенностью метода производства.

Систематизация существующих аппаратурных схем производства масла по. общности технологического процесса и анализ большого количества экспериментальных данных, в том числе по химическому составу, его структурно-механическим характеристикам, потребительским показателям, позволяют выделить следующие принципиально различные методы:

- сбиванием заранее подготовленных сливок в маслоизготовителях периодического (традиционная схема) и непрерывного действия;

- преобразованием высокожирных сливок в специальных аппаратах-маслообразователях.

Таблица 2. Преимущества и недостатки различных методов производства сливочного масла

Сбивание сливок в маслоизготовителях	Преобразование высокожирных сливок
непрерывнодействующих	Периодического действия
Преимущества
Хорошая термоустойчивость масла Хорошая намазываемость масла Легко регулировать однородность состава масла и его свойства	Хорошая намазываемость Хорошая термоустойчивость Высокая механизация производственных процессов	Отличное диспергирование влаги (1—3 мкм) Низкая бактериальная обсемененность Высокая стойкость масла Пониженное содержание воздуха [(0, 3—0, 8) 105 м3/кг] Экономичное использование производственной площади Кратковременность производственного цикла (1-1, 5 ч) Сравнительно меньший расход холода и воды Невозможность переработки сливок повышенной кислотности
Недостатки
Повышенная обсемененность микрофлорой Длительность производственного процесса (практически 1 сут) Недостаточная механизация производства Много ручного труда Неудовлетворительная дисперсность влаги в масле	Высокое содержание воздуха. Частый порок консистенции — рыхлость Повышенная обсемененность микрофлорой. Длительность производственного процесса (практически 1 сут) Сравнительно повышенный отход жира в пахту (до 1%) Недостаточно высокая дисперсность влаги в масле Неравномерность состава и качества масла одной выработки	Частый порок — нетермоустойчивость масла Неудовлетворительная отделяемость плазмы (белка) при перетопках Повышенное содержание жира. в плазме Повышенное вытекание жидкого жира в плазме (5, 5-12%)

Характерными особенностями масла, вырабатываемого методом сбивания сливок, являются недостаточная связность структуры и рыхлость монолита, термоустойчивость хорошая. Вкус и запах лучше выражены в масле, полученном методом преобразования высокожирпых сливок. Консистенция его плотная, пластичная, термоустойчивость сравнительно хуже. Различия технологии и состава масла заметно влияют на его структуру и физико-химические свойства (твердость, восстанавливаемость структуры, состояние жировой фазы и др.).

Физико-химические показатели масла, выработанного методом сбивания сливок (в маслоизготовителях непрерывного и периодического действия), близки. Различие показателей твердости указывает лишь на разную интенсивность механической обработки продукта в процессе выработки. Повышенная твердость и низкая восстанавливаемость структуры масла, выработанного методом преобразования высокожирных сливок, указывают на преобладание в нем кристаллизационных структур, что характерно для данного метода производства.

Производство сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок

Сущность метода заключается в концентрации жировой фазы молока (сливок), нагретых до температуры 40—45 (60—80) °С, сепарированием до содержания ее в готовом масле. При этом сначала на промежуточной стадии процесса получают высокожирные сливки. Схема процесса выработки масла данным методом (рис. 1) включает следующие технологические операции: приемку и сортировку молока; подогрев, сепарирование молока и получение сливок; тепловую и вакуумную обработку сливок; сепарирование сливок и получение высокожирных сливок; нормализацию состава высокожирных сливок; расчет и внесение бактериальной закваски и поваренной соли (при выработке кислосливочного и соленого масла); преобразование высокожирных сливок в масло; фасовку и упаковывание масла.

Приемка и сепарирование молока. Приемка и сортировка молока. Сдача, приемка и перевозка молока на предприятии молочной промышленности должны соответствовать требованиям, изложенным в инструкции «О порядке проведения государственных закупок (сдачи и приема) молока и молочной продукции». На основании органолептической оценки и лабораторных исследований поступающее молоко сортируют, руководствуясь при этом действующим государственным стандартом на молоко заготовляемое.

Количество принимаемого молока определяют взвешиванием на весах или по объему с помощью специальных счетчиков. Перед взвешиванием молоко, принимаемое непосредственно от поставщиков, фильтруют.

Принятое молоко в возможно короткий срок направляют в переработку. В случае вынужденного хранения молоко охлаждают и хранят при температуре не выше 10 °С.

Рис 1. Схема технологического процесса производства сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок: 1 — весы; 2 — приемная ванна; 3 — пластинчатый теплообменник; 4 — сепаратор-сливкоотделитель; б — трубчатый пастеризатор; 6 — дезодорационная установка; 7 — насос для сливок; 5 — напорный бак; 9 — сепаратор для высокожирных сливок; 10 — ванна для высокожирных сливок; 11 — ротационный насос; 12 — маслообразо-ватель; 13 — стол и весы; 14 — охладитель пластинчатый; 15 — емкость для резервирования сливок.

Сепарирование молока и получение сливок. Оптимальная температура сепарирования (35—45 °С) обусловливает снижение его вязкости, повышение агрегации мелких жировых шариков, увеличение разности показателей плотности жира и плазмы, что повышает эффективность разделения фаз.

Сепарируют молоко, как правило, на заводах с использованием сепараторов-сливкоотделителей, получая обезжиренное молоко и сливки, являющиеся

исходным сырьем для производства сливочного масла. Сливки представляют собой эмульсию молочного жира (дисперсная фаза) в плазме молока (дисперсионная среда), стабилизированную белками молока и фосфолипидами.

Массовую долю жира в сливках устанавливают с учетом особенностей производства масла. При выработке масла методом преобразования высокожирных сливок рекомендуемая жирность сливок 32—37.

Тепловая и вакуумная обработка сливок. При правильно выбранных технологических режимах тепловая и вакуумная обработка позволяет значительно ослабить или устранить полностью различные пороки вкуса и запаха, что наряду с тщательной сортировкой сливок и обоснованно выбранным ассортиментом гарантирует выработку масла высокого качества. В нашей стране при выработке сливочного масла применяют пастеризацию и дезодорацию сливок.

Пастеризация сливок. Она предназначена для полного уничтожения патогенных микроорганизмов и максимально — всей остальной микрофлоры, инактивации ферментов, ускоряющих порчу продукта. Эффективность пастеризации обеспечивается правильностью выбора температуры нагревания сливок и продолжительности выдержки их при этой температуре.

Выбор режимов пастеризации обусловливается качеством исходных сливок и видом вырабатываемого масла. Сливки I сорта при выработке сладко-сливочного масла пастеризуют при 85—90 °С в весенне-летний и 92—95 °С — в осенне-зимний (без дезодорации) периоды года. Сливки II сорта соответственно пастеризуют при температуре 92—95 и 103—108 °С или их сначала нагревают до температуры 92—95 °С, а затем подвергают дезодорации, чем обеспечивается более полное удаление из них летучих веществ — носителей кормового и других посторонних привкусов и запахов.

Дезодорация сливок. Она заключается в обработке горячих сливок в условиях разрежения в специальных аппаратах — дезодораторах. Сущность процесса заключается в паровой дистилляции из сливок пахнущих веществ, образующих с водяным паром азеотропные смеси, кипящие ниже температуры кипения воды. При разрежении 0, 04—0, 06 МПа сливки вскипают при температуре 65—70 °С. Режимы дезодорации устанавливают в зависимости от качества сливок и их жирности, вида вырабатываемого масла, вне зависимости от метода производства. Пороки вкуса и запаха сливок, которые вызываются жирорастворимыми веществами, дезодорацией не устраняются.

Характеристика сливок. Устойчивость эмульсии молочного жира в плазме молока может характеризоваться временем, необходимым для разрушения ее структуры в условиях механического воздействия. Чем выше жирность сливок, тем ниже устойчивость эмульсии. Устойчивость сливок как дисперсной системы снижается с понижением устойчивости оболочек жировых шариков в ходе технологического процесса при нагревании, охлаждении, механическом перемешивании, замораживании. На устойчивость эмульсии сливок влияет размер жировых шариков. Сливки, содержащие мелкие жировые шарики, при одинаковой массовой доле жира в них характеризуются сравнительно повышенной устойчивостью эмульсии. Значительное влияние на устойчивость эмульсии сливок оказывают процессы отвердевания глицеридов, окисления липидов, в том числе липидов оболочек жировых шариков.

В последние годы в промышленности используют сливки с массовой долей жира от 10 до 85%. Это требует уточнения отдельных характеристик сливок и сложившейся терминологии. В зависимости от массовой доли жира в сливках представляется целесообразным выделить следующие разновидности. Сливки — эмульсия с массовой долей жира от 10 до 45%, в которых жировые шарики равномерно распределены в объеме и не соприкасаются друг с другом.

Факторы сепарирования сливок. Эффективность процесса получения высокожирных сливок (В ГОСТ 37—55 «Масло коровье» предусмотрена фасовка масла сливочного (несоленого, соленого, вологодского) в деревянные бочки вместимостью 47, а любительского — 44 кг. Однако практически данную фасовку не осуществляют) зависит от факторов, изложенных ниже.

Массовая доля жира. В сепарируемых сливках данный фактор влияет на производительность сепаратора и жирность пахты. При идентичных условиях работы снижение жирности сливок приводит к уменьшению массовой доли жира в получаемых высокожирных сливках и повышению в них сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО). Увеличение жирности исходных сливок с 30 до 40% обусловливает повышение производительности сепаратора в 1, 5 раза, снижение СОМО в получаемых высокожирных сливках с 1, 92 до 1, 66% и повышение степени дестабилизации жировой эмульсии на 6, 5%.

Кислотность сливок. Повышение кислотности плазмы сепарируемых сливок обусловливает дополнительную десорбцию липопротеиновых мицелл с поверхности оболочек жировых шариков, снижение степени гидратации белковых веществ плазмы и уменьшение ее толщины, что, в свою очередь, снижает стабильность оболочки в более кислой среде. При повышении кислотности плазмы сливок с 18, 3 до 23, 8% жирность пахты увеличивается примерно в 1, 5 раза, а степень дестабилизации жировой эмульсии повышается на 37, 5%. Для предупреждения при сепарировании сливок повышенной кислотности (в плазме сливок более 25—27 °Т) следует уменьшить производительность сепаратора. Заметного влияния кислотности плазмы исходных сливок на содержание СОМО в высокожирных сливках не установлено. Однако существует мнение, что при повышении степени дестабилизации жировой эмульсии (которая во многом зависит от кислотности сливок) наблюдается снижение СОМО в высокожирных сливках.

Температура сепарирования. При снижении температуры сепарирования (может колебаться в диапазоне от 60 до 90 °С) наблюдается тенденция уменьшения массовой доли СОМО и увеличения доли воздуха в получаемых высокожирных сливках, а также массовой доли жира в пахте. При повышении температуры, наоборот, массовая доля СОМО и воздуха в получаемых высокожирных сливках повышается, а жирность пахты снижается. При повышении температуры сепарирования сливок с 80 до 90—95 °С в высокожирных сливках количество СОМО увеличивается на 0, 1—0, 15% и на 12—17% степень дестабилизации жировой эмульсии. Определенное влияние при этом оказывают сывороточные белки, которые при температуре 85 и 90 °С соответственно коагулируют на 22—30% и полностью. Конкретные данные по этим вопросам отсутствуют.

Степень дестабилизации сливок. Данный фактор характеризует состояние жировой эмульсии сливок. Он зависит от кислотности сепарируемых сливок и устойчивости их белковой фазы к тепловому и механическому воздействию, массовой доли жира. Степень дестабилизации повышается при повышении кислотности сливок, снижении устойчивости белковой фазы и повышении их жирности, при повышении температуры сепарирования сливок и массовой доли жира в получаемых высокожирных сливках.

Производительность сепаратора. Ее регулируют изменением притока сливок в барабан так, чтобы получать высокожирные сливки с требуемым содержанием плазмы (влага плюс СОМО), а жирность пахты не превышала установленный норматив (0, 4%). При равнозначных условиях работы с увеличением притока эффективность сепарирования снижается, и наоборот. С повышением жирности сепарируемых сливок производительность сепаратора и жирность пахты увеличиваются; при уменьшении жирности сливок, наоборот, снижаются. Повышение массовой доли жира высокожирных сливок обусловливает снижение указанных показателей; при снижении жира производительность сепаратора соответственно увеличивается, а жирность пахты снижается. При увеличении производительности сепараторов наблюдается повышение СОМО в получаемых высокожирных сливках на 0, 07% на каждые 100 л.

Пластинчатые маслообразователи. В них с учетом особенностей конструкции процесс условно подразделяют на охлаждение высокожирных сливок и механическую обработку кристаллизующейся массы продукта. Контрольными показателями при охлаждении продукта являются удельная затрата мощности (энергии) на перемешивание продукта, температура продукта и скорость охлаждения, а при механической обработке — удельная затрата мощности на механическую обработку кристаллизующейся массы продукта, ее продолжительность и температура масла на выходе из аппарата.

Температура высокожирных сливок на входе в маслообразователь составляет 70 °С, масла на выходе из аппарата вне зависимости от периода года 16, 5—18 °С. В качестве хладоносителя—рассол температурой на входе в аппарат не ниже —10°С.

Таблица 3. Температура фасования масла по периодам года

Масло	Температура в период года, °С
весенне-летний	осенне-зимний
Сливочное (16% влаги)	11—12	12—14
Любительское	11—12	12—14
Крестьянское	12—14	13—15

Модифицированные методы преобразования высокожирных сливок в масло. В ВНИИМС НПО «Углич» проведены исследования, цель которых—получить методом преобразования высокожирных сливок масло, по характеру структуры и свойствам аналогичное или близкое вырабатываемому методом сбивания сливок (традиционным), чего не удается достигнуть при использовании существующих серийных маслообразователей. При этом можно выделить два направления работ совершенствования процесса преобразования высокожирных сливок в масло: с получением в качестве промежуточного продукта кристаллизатора и масляного зерна.

Рис. 2. Схемы аппаратурного оформления и температурные характеристики модифицированных методов преобразования высокожирных сливок в масло: А — участок получения высокожирных сливок и их нормализации; Б — участок преобразования высокожирных сливок в масло и их фасования; В — температурные кривые, характеризующие процесс преобразования высокожирных сливок в масло в аппаратах различных конструкций

Процесс маслообразования с получением кристаллизата. Основой процесса является увеличение скорости охлаждения высокожирных сливок до 1, 5— 2°С/с (в 5—9 раз по сравнению с серийным маслообразователем) и связанные с этим изменения, требующие нового аппаратурного оформления. При этом процесс маслообразования включает следующие стадии: охлаждение высокожирных сливок, образование кристаллизата в качестве промежуточного продукта и его механическую обработку.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒