Крестьянское масло

 

4.2 Первичная обработка  вторичного молочного сырья

 

 

4.2.1 Пастеризация

 

Процесс пастеризации вторичного молочного сырья обусловлен необходимостью подавить развитие нежелательной микрофлоры. Кроме того, три пастеризации подсырной сыворотки инактивируются остатки сычужного фермента, присутствие которого в ряде случаев при дальнейшей переработке молочной сыворотки нежелательно.

Пастеризация обезжиренного молока и пахты проводится на оборудовании и при режимах, принятых для цельного молока, но в ряде случаев режимы пастеризации (температура и продолжительность) обусловлены специальными требованиями технологического процесса производства продукта пли полуфабриката. Пастеризацию сыворотки рекомендуется проводить "низкотемпературную", т.е. при температуре 63 - 66 °С с выдержкой 30 мин.

Пастеризация осуществляется на современных установках трубчатого и пластинчатого типов с автоматическим поддерживанием температуры нагрева.

Наибольшее распространение получили автоматизированные пастеризационно-охладительные установки пластинчатого типа производительностью от 3000 до 25 000 л/ч. В состав установки типа входят уравнительный бак с клапанно-поплавковым устройством для регулирования уровня молока в баке, центробежный насос для молока, пластинчатый аппарат, сепаратор-молокоочиститель, выдерживатель, возвратный клапан, центробежный насос для горячей воды, пароконтактный нагреватель для нагревания воды и пульт управления [4].

Техническая характеристика пастеризационно-охладительной установки А1-ОКЛ-10

 

Производительность, л/ч

10000

Температура пастеризации молока, °С

76 - 80

Выдержка молока при температуре пастеризации, с

25

Температура охлаждения молока, °С

2 - 6

Коэффициент регенерации тепла,%

85 - 87

Расход пара, кг/ч

160 - 190

Мощность электродвигателей, кВт

16,5

Габаритные размеры, мм

5500 х 4200 х 2500

Масса, кг

3500

 

Рис. 1. Общий вид пластинчатого аппарата установки марки А1-ОКЛ-10:

1 – штуцер выхода молока  из секции регенерации;

2 – станина; 3 – секция  пастеризации; 4 – штуцер входа  молока в секцию пастеризации; 5 – штуцер выхода молока из  аппарата; 6 – штуцер входа ледяной  воды;

7 – зажимной механизм; 8 – ножка; 9 – секция охлаждения; 10 – штуцер входа молока в  секцию охлаждения;

11 – штуцер выхода молока  из секции пастеризации;

12 – секция регенерации;

13 – штуцер входа сырого  молока в секцию регенерации

4.2.2 Сепарирование

 

Из вторичного молочного сырья сепарированию подвергается только сыворотка. Сыворотку сепарируют с целью извлечения молочного жира и казеиновой пыли. Сепарирование сыворотки применяется также для выделения из нее сывороточных белков после их тепловой коагуляции при получении белкового продукта, а также при очистке от несахаров процессе производства молочного сахара. Содержание молочного жира в сыворотке, полученной при производстве сычужных сыров, составляет обычно от 0,2 до 0,6%. Содержание жира в творожной сыворотке зависит от вида вырабатываемого творога.

В сыворотке содержатся и частицы казеина в количестве 0,4 - 1%. После извлечения жира и казеиновых частиц сыворотка представляет собой кинетически устойчивую систему, практически не подвергающуюся расслоению.

Молочный жир и казеиновые частицы выделяются из сыворотки при сепарировании ее в сепараторах-сливкоотделителях. Молочный жир отделяется от сыворотки в виде подсырных сливок. Для извлечения жира и казеиновой пыли из сыворотки рекомендуется саморазгружающийся сепаратор А1-ОХС полузакрытого типа с двухсекционным барабаном. Конструкция барабана сепаратора обеспечивает центробежную пульсирующую частичную выгрузку осадка через определенные промежутки времени без прекращения подачи продукта.

Техническая характеристика сепаратора А1-ОХС

 

Производительность, л/ч

5000

Частота вращения барабана, с-1

83,3

Количество тарелок барабана, шт:

для осветления

17

для разделения

82

Диаметр осветлительной тарелки, мм:

максимальный

318

минимальный

155

Диаметр сниетительной тарелки, мм:

максимальный

 

400

минимальный

155

Угол наклони образующей тарелки, град.

50

Мощность электродвигателя, кВт

17

Габаритные размеры, мм

11500 х 940 х 1690

 

Ниже показана принципиальная технологическая схема извлечения жира и казеиновой пыли из молочной сыворотки (схема 1).

 

Схема 1.

 

 

Молочную сыворотку сепарируют при 35 - 40 °С непосредственно после удаления ее из сыроизготовителя, т.е. без предварительного подогревания. Допускается хранение подсырной сыворотки перед сепарированием не более 24 ч при температуре 8 - 10 �С. Творожную сыворотку хранить не рекомендуется.

Физико-химические показатели сливок из сыворотки приведены в табл. 2.

Таблица 2.

Массовая доля жира в сливках,%

Норматив кислотности для сливок,%

подсырных

творожных

20 - 25

17

60

26 - 30

16

59

31 - 35

15

58

 

Полученные при сепарировании сыворотки сливки то составу и свойствам несколько отличаются от обычных. В них содержится на 3 - 4% меньше сухих обезжиренных веществ и практически отсутствует казеин. Подсырные сливки используют для нормализации смеси при выработке сыров, для выработки подсырного масла, для производства плавленых сыров и мороженого.

 

 

Рис. 2. Общий вид саморазгружающегося сепаратора А1-ОТС: 1 — гидроузел; 2 — коммуникации; 3 – крышка сепаратора; 4 — барабан; 5 - приемник осадка; 6 - станина

Для выделения из сыворотки скоагулированных белковых веществ может быть использован способ центрифугирования. Система сыворотка - хлопья белка представляет собой грубодисперсную суспензию, разделяемость ее довольно низкая, что можно объяснить значительной гидрофильностью частиц, Для выделения скоагулированных белков используют сепаратор А1-ОТС (рис.2) с периодической центробежной выгрузкой осадка.

Разделение рекомендуется проводить при температуре сыворотки 410 - 60 �С. Полученную белковую массу необходимо немедленно охлаждать или направлять на промышленную переработку [4].

 

4.2.3 Консервирование

 

Под консервированием понимается такая обработка молочных продуктов, в результате которой они сохраняются длительное время без разложения входящих в них белков, жиров, углеводов и других компонентов. Важно также полное сохранение природных свойств продукта при наименьших затратах.

Для сохранения качества молочной сыворотки при производстве молочного сахара можно применять формалин и перекись водорода. Формалин (формальдегид) вводится в количестве 0,025% 40% -ного раствора, перекись водорода - в количестве 0,03% 30% -ного раствора.

Известно, что (перекись водорода разлагается через 45 - 50 ч хранения сыворотки (с этого момента начинает увеличиваться ее кислотность). Формалин сохраняется в сыворотке более трех суток. При производстве молочного сахара перекись водорода инактивируется на стадии очистки сыворотки, а формалин отходит с межкристальной жидкостью (мелассой). Готовый продукт не содержит консервантов.

Возможно консервирование натуральной и сгущенной молочной сыворотки сорбиновой кислотой. В качестве консерванта можно использовать хлористый натрий (поваренную соль), который задерживает развитие основной микрофлоры сыворотки при концентрации 5-10%, а также этиловый спирт при концентрации 10%, сернистый ангидрид, аммиак и другие вещества.

Известны способы консервирования сыворотки путем сгущения и сушки. Аналогичные способы консервирования могут быть использованы для обезжиренного молока и пахты [4].

 

4.3 Биологические методы  обработки вторичного молочного  сырья

 

 

Целесообразность биологической обработки обезжиренного молока, пахты и в особенности молочной сыворотки обусловлена возможностью повышения питательной ценности этого сырья за счет обогащения полезными веществами. Основные направления биологической обработки: синтез белковых веществ дрожжами, использующими для своего роста и развития лактозу; гидролиз лактозы протеолитическими ферментами до более сладких моноз; микробный синтез витаминов, жира, ферментов и антибиотиков; переработка лактозы и молочную кислоту и этиловый спирт; расщепление молочных белков до свободных аминокислот [4].

 

4.3.1 Обработка микроорганизмами

 

Использование микроорганизмов является основным методом биологической обработки молочного сырья. На этом методе основано производство широкого ассортимента диетических кисломолочных продуктов (кефир, ацидофилин, простокваши, йогурт, кумыс, творог, напитки из пахты и сыворотки), (полуфабрикатов для пищевых целей (сыворотка сгущенная сброженная), кормовых (сыворотка обогащенная, закваска для силосования кормов, Био-ЗЦМ) и технических (этиловым спирт, молочная кислота, столовый уксус, низин и др.) продуктов.

При изготовлении молочнокислых продуктов в молочное сырье вносятся различные закваски, которые готовят на чистых культурах соответствующих видов микроорганизмов (молочнокислые бактерии, уксуснокислые бактерии, дрожжи). В результате молочнокислого брожения происходит расщепление лактозы до глюкозы и галактозы и далее до молочной 'кислоты:

 

С12Н22О11 + Н2О = 4СН3СНОНСООН

Лактоза                        Молочная кислота

 

Параллельно с молочнокислым брожением, как правило, протекают побочные процессы, которые обусловливают накопление продуктов распада лактозы - летучих кислот, спиртов, диацетила. Брожение прекращается самопроизвольно, когда микроорганизмы расщепляют лишь часть (около 20%) лактозы, поскольку образующаяся молочная кислота губительно действует на их дальнейшее развитие.

При внесении в молочное сырье вместе с молочнокислой закваской дрожжей идет спиртовое брожение, которое в общем виде можно представить следующим уравнением:

 

С12Н22О11 + Н2О = 4СН3СН2ОН + 4СО2

Лактоза                Этиловый спирт Углекислота

 

Если протекают другие виды брожения (маслянокислое, углекислое, пропионовокислое), то они вызывают пороки молочного продукта.

Закваски - основная составная часть первичной микрофлоры кисломолочных продуктов.

Производится она в специализированных лабораториях. В настоящее время разработаны прогрессивные методы непрерывного культивирования молочнокислых бактерий с целью накапливания биомассы для приготовления концентрированных заквасок.

Принципиальная схема производства кисломолочных продуктов состоит из ряда общих технологических операций (схема 2).

 

Схема 2

 

 

Для приготовления некоторых кисломолочных налитков используют концентраты молочной сыворотки или белковые сывороточные концентраты, которые ускоряют процесс сквашивания, улучшают питательную ценность, органолептические и диетические свойства продуктов.

Для производства белково-углеводного концентрата (БУК) производится обработка подсырной сыворотки специальной закваской из штамма ацидофильной палочки 12б.

Сбражившше сыворотки проходит в ферментерах в течение 5 - 6 ч до кислотности 60 - 70°Т. Сброженная сыворотка досгущается до массовой доли сухих веществ 40 или 60%. БУК применяют при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий.

Под действием молочнокислых микроорганизмов лактоза может сбраживаться до молочной кислоты. Молочная кислота может производиться из любого вида молочной сыворотки (подсырной, творожной, казеиновой). Технология молочной кислоты включает приготовление затора и закваски, сбраживание сыворотки, нейтрализацию, разложение лактата кальция, очистку и фильтрацию, отстой и декантацию молочной сыворотки.

Молочную сыворотку сгущают в 2-2,6 раза для того, чтобы содержание молочного сахара возросло до 10-12%. После пастеризации и охлаждения до 45°С затор засевают специальными видами молочнокислых бактерий, сбраживающих лактозу. Образующаяся в результате брожения молочная кислота периодически нейтрализуется известью или мелом, в результате чего получается лактат кальция:

 

2СН3СООНСООН + СаСО3 = Са (С3Н5О3) + Н2О + СО2.

 

Процесс брожения длится 2-2,5 суток. Сброженную сыворотку нейтрализуют известью, фильтруют и сгущают в 2-5 раз и зависимости от необходимой концентрации молочной кислоты (10 - 45%), после чего добавляют серную кислоту для разложения лактата кальция и выделения молочной кислоты:

 

Са (С3H5O3) + Н2SO4 = 2СН3CНОНСООН + СаSO4.

 

Процесс ведут при температуре 40-45°С. Затем молочную кислоту подвергают очистке активированным углем и фильтруют от гипса и активированного угля на специальном фильтре под вакуумом.

Получение этилового спирта из молочной сыворотки основано на сбраживании лактозы сыворотки специальными видами дрожжей до спирта и углекислоты: