Технология производства шоколадного масла способом преобразования высокожирных сливок
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА СЛИВОЧНОГО МАСЛА
Способ преобразования высокожирных сливок при производстве масла
Линия производства масла способом преобразования высокожирных сливок
Технологическая линия производства масла способом преобразования высокожирных сливок показана на рис. 81. Сливки пастеризуются на установке трубчатого типа и подаются на сепаратор для высокожирных сливок. Высокожирные сливки поступают в ванну для нормализации. Нормализованные сливки подаются насосом-дозатором в маслообразователь, где они преобразуются в масло.
Для получения масла из высокожирных сливок предназначены цилиндрический и пластинчатый маслообразователи, вакуум-мас-лообразователь.
Цилиндрический маслообразователь (рис. 82 ) состоит из трех последовательно сообщающихся цилиндров с рубашками, в которые подается хладоноситель (рассол или ледяная вода). В каждом цилиндре имеется вытеснительный барабан, который при вращении перемешивает и продвигает сливки, находящиеся в зазоре между цилиндром и вытеснительным барабаном, по спирали вдоль барабана. На барабане закреплены два откидывающихся при вращении плоских ножа, которые снимают с внутренней охлаждающей поверхности цилиндра отвердевший слой высокожирных сливок.-
Сливки при температуре 60—70 °С поступают сначала в нижний, затем в средний и верхний цилиндры. В нижнем цилиндре сливки интенсивно охлаждаются до 20—22 °С и перемешиваются для ускорения образования центров кристаллизации. В среднем и верхнем цилиндрах происходят дальнейшее охлаждение, отвердение жира и формирование структуры масла. В среднем цилиндре эти процессы протекают при более низкой температуре и интенсивнее, чем в нижнем. Температура масла, выходящего из верхнего цилиндра, 13—17 °С.
На консистенцию масла наибольшее влияние оказывает продолжительность перемешивания сливок в зоне кристаллизации, которая составляет в летнее время 140—160 с, а в зимнее—180— 200 с.
Современный трехцилиндровый маслообразователь позволяет получать 750—1000 кг масла в час. В таком маслообразователе
процессы охлаждения высокожирных сливок и механическая обработка продукта происходят в различных аппаратах, для чего маслообразователь дополнительно укомплектован специальным; обработником.
В пластинчатом маслообразователе можно проводить термомеханическую обработку высокожирных сливок более интенсивно. Он состоит из теплообменного аппарата (охладителя) и камеры для кристаллизации молочного жира и механической обработки продукта (рис. 83).
Рис. 81. Схема технологической линии производства масла способом преобразования высокожирных сливок:
1 — емкость для сливок; 2 — насосы; 3 — трубчатая пастеризационная установка; 4 — дезодоратор; 5 — напорный бачок; 6 — сепаратор для высокожирных сливок; 7 — ванна для нормализации; 8 — насос-дозатор; 9 — цилиндрический маслообразователь; 10 — транспортер
Рис. 82. Цилиндрический маслообразователь:
1 — кран для выпуска масла; 2 — крышка; 3 —рабочий цилиндр; 4 — наружная обечайка;: 5 — защитный кожух; 6 — вытеснительный барабан; 7 — ножи
Рис. 83. Пластинчатый маслообразователь:
— выходной патрубок; 2 — крыльчатка; 3 — дисковые решетки; 4 — конусная насадка; 5 — мешалка; 6 — отражатель; 7 — цилиндр; 8 — диски-турбулизаторы; 9 — продуктовая пласт тина; 10 — охлаждающая пластина
Охладитель имеет чередующиеся между собой продуктовые и охлаждающие пластины, выполненные в виде полой плиты. Пластины имеют отверстие в центре для прохода продукта, а также’ два отверстия по углам для входа и выхода хладоносителя. Внутри камер продуктовых пластин размещены диски-турбулизаторы с ребрами-ножами.
Камера для кристаллизации представляет собой цилиндр, закрытый конусной насадкой и выходным патрубком. Внутри камеры расположены отражатель и лопастная мешалка.
В месте соединения конусной насадки с цилиндром установлена дисковая решетка. Внутри конусной насадки вращается: крыльчатка.
Высокожирные сливки подаются в камеру первой продуктовой пластины и по щели, образуемой поверхностью охлаждающей пластины и диском-турбулизатором, движутся к центру. Затем слив-
ки проходят через центральное отверстие охлаждающей пластины и движутся к периферии камеры следующей продуктовой пластины, проходя последовательно весь охладитель.
Охлажденные сливки поступают в камеру кристаллизации, где подвергаются интенсивной механической обработке. Кристаллизация молочного жира, начавшаяся в охладителе, продолжается в камере кристаллизации.
При продавливании продукта через дисковую решетку разрушаются грубые кристаллические структуры молочного жира и под действием крыльчатки продукт выталкивается через патрубок.
Пластинчатый маслообразователь входит в состав линии производительностью 1000 кг масла в час.
Вакуум-маслообразователь позволяет производить быстрое охлаждение распыленных в глубоком вакууме высокожирных сливок (в результате чего достигаются быстрое отвердение жира в жировых шариках и разрыв их оболочек) и последующую обработку масляного зерна.
Вакуум-маслообразователь (рис. 84) состоит из вакуум-ка-меры и шнекового текстуратора. В состав вакуум-камеры входит трубопровод, заканчивающийся распылительной форсункой. Внутри камеры имеется лопастная мешалка. Масло со стенок снимается ножами лопастной мешалки. Текстуратор представляет собой шнековый пресс и состоит из двух шнеков, вращающихся навстречу один другому, и конической насадки. Для отвода тепла, выделяющегося при механической обработке масла, текстуратор снабжен рубашкой, где циркулирует холодная вода.
Высокожирные сливки температурой 70—75 °С под действием вакуума засасываются в камеру и, проходя через форсунку, распыляются. Сливки, попадая в камеру с глубоким вакуумом, оказываются перегретыми, вследствие чего вскипают, теряя 6—8 % влаги. Испарение сопровождается потерей значительного количества тепла, в результате чего каждая частица охлаждается до 8—3°С. Происходят быстрое отвердение около 50 % жира, разрыв оболочек и агрегатирование жировых комочков в масляные зерна.
Масляное зерно направляется на шнеки текстуратора.
Захваченное шнеками текстуратора масло уплотняется, продавливается через отверстия решеток и перемешивается крыльчатками, насаженными на концы шнеков. Из аппарата выходит пласт масла, который направляют на упаковку.
В последнее время создан маслообразователь для получения масла из высокожирных сливок с охлаждением их в атмосфере азота в распыленном состоянии и последующей механической обработкой.
Маслообразователи с вакуумным охлаждением и с охлаждением в атмосфере азота конструктивно оформляются одинаково. Различие состоит в том, что в первом случае из маслообразователя отсасывается воздух, а во !Втором — подается азот.
После упаковки масло сразу помещают в камеру хранения масла, где оно хранится до отправки на базу или холодильник при относительной влажности воздуха не выше 80 %. Маслохранилище должно быть чистым, сухим, с хорошей вентиляцией. Его вместимость должна соответствовать 3—5-суточной производительности маслодельного завода. Ящики с маслом размещают штабелями и прокладывают рейками, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха и быстрое охлаждение продукта.
Продолжительность хранения фасованного монолитами масла сладко- и кислосливочного (массовая доля влаги 16%), любительского, крестьянского, шоколадного, фруктового, медового, диетического при температуре не выше 5 °С не более 3 дней, при отрицательной (—5°С)—до 10 дней; масла бутербродного, упакованного монолитами, при температуре не выше 5 °С — не более 5 дней, масла с наполнителями (с кофе, какао, фруктово-ягодными наполнителями, облепихой), чайного, ярославского — не более 3 дней.
Масло мелкофасованное, уложенное в ящики, хранится в холодильной камере завода при температуре О—5°С не более 3 сут. при отрицательных температурах — более 5 сут.
Масло крестьянское мелкофасованное хранят при температуре —5 °С во избежание появления порока крошливости и укрупнения капель плазмы в течение 3 сут, масло диетическое и чайное мелкофасованное — при температуре не выше 5 °С не более 3 сут.
Рис. 84. Вакуум-маслообразователь:
1 — вакуум-камера; 2 — лопастная мешалка; 3 — патрубок для отвода вторичного пара; 4 — привод мешалки; 5 — форсунка; 6 — шнековый текстуратор; 7 — коническая насадка; 8 — решетка; 9 — шнек; 10 — рубашка для охлаждения; 11 — привод
Источник
Методы производства сливочного масла
Сущность метода заключается в концентрации жировой фазы молока (сливок), нагретых до температуры 40-45 (60-80) °C, сепарированием до содержания ее в готовом масле. При этом сначала на промежуточной стадии процесса получают высокожирные сливки (аналогично масляному зерну, получаемому при выработке масла методом сбивания сливок). Схема процесса выработки масла данным методом 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; фасование и упаковывание масла.
Приемка и сепарирование молока.
Приемка и сортировка молока. Сдача, приемка и перевозка молока на предприятия молочной промышленности должны соответствовать определенным требованиям. 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.
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.
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 сладкосливочного 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.
Эффективность пастеризации выражается отношением количества уничтоженных микроорганизмов (в процентах) к их содержанию в исходных сырых сливках; она должна быть не менее 99,5-99,9%. С повышением массовой доли жира в сливках, их механической загрязненности и физической неоднородности (наличие комочков жира, слизи, пузырьков воздуха и др.) эффективность пастеризации снижается. Влияет также возраст бактерий: молодые бактерии, как правило, чувствительнее к температуре. Поэтому длительно хранить сливки нежелательно. До подачи в пастеризатор сливки тщательно фильтруют.
В сливках после пастеризации остается некоторое количество неразрушенной липазы и так называемой остаточной микрофлоры.
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.
Практикуют также повторную пастеризацию сливок после их дезодорации. Схема процесса — нагретые в пастеризаторе до 80 °С сливки обрабатывают в потоке в вакуум-дезодорационной камере при разрежении 0,04-0,06 МПа, а затем нагревают до 90-92 °С — в секции пастеризации. Это обусловливает устранение невыраженного и пустого вкуса и запаха, нередко ощущаемых после дезодорации. Для более полного удаления посторонних нежелательных летучих веществ из сливок интенсифицируют процесс парообразования посредством повышения температуры нагревания либо снижением остаточного давления в системе, например 92-95 °С при разрежении 0,02-0,04 МПа — для осенне-зимнего и 0,01-0,03 МПа — для весенне-летнего периодов года. Из-за отсутствия достаточных сведений о веществах, вызывающих в сливках различные пороки вкуса и запаха, режимы дезодорации на практике устанавливают сравнением качества сливок (вкуса, запаха и пр.), обработанных при различных температуре и степени разрежения, и качества масла.
Сепарирование сливок и получение высокожирных сливок.
Концентрирование жировой фазы сливок осуществляется при температуре 70-90 °С с применением сепараторов специальных конструкций.
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 десятилетия 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.
Сливки повышенной жирности — эмульсия с массовой долей жира от 46 до 61±1%; часть жировых шариков в сливках повышенной жирности находится в контакте друг с другом, но все они обособлены липопротеиновыми оболочками и равномерно распределены в объеме; сливки повышенной жирности, обладая всеми характерными для сливок свойствами, отличаются от них повышенной вязкостью вследствие увеличенной массовой доли жира и пониженной стабильностью жировой эмульсии, что характерно для высокожирных сливок.
Высокожирные сливки — высококонцентрированная эмульсия с массовой долей жира более 62%; жировые шарики в них практически соприкасаются друг с другом, а при массовой доле жира более 73±1% находятся в деформированном состоянии; толщина прослоек плазмы, состоящих из гидрированных оболочек жировых шариков, составляет 30 нм. При массовой доле жира 91-95% прослойки плазмы достигают критической толщины, эмульсия при этом разрушается.
Высокожирные сливки можно получить непосредственно из молока путем одно- или двукратного сепарирования или из сливок — однократным сепарированием. При этом процесс условно разделяют на следующие стадии:
сближение жировых шариков в результате сепарирования молока (при температуре 50-60 °С);
уплотнение жировой фазы в результате деформации жировых шариков при сепарировании сливок (температура 70-90 °С).
Стадии сепарирования различаются между собой по затратам механической энергии и скорости процесса концентрации. На первой стадии концентрирование жира осуществляется быстрее, а энергия расходуется на преодоление сопротивления среды движению жирового шарика. Замедление процесса на второй стадии (энергия при этом тратится на деформацию и спрессовывание жировых шариков и вытеснение плазмы из капилляров) приводит к снижению производительности сепаратора. На второй стадии концентрирования жировой фазы в результате взаимного трения в барабане сепаратора вместе с плазмой вытесняются вещества оболочек жировых шариков (в том числе фосфолипиды). Поэтому в высокожирных сливках содержится меньше оболочечного вещества, чем в обычных сливках, что приводит к изменению электрического заряда жировых шариков и подвижности в электрическом поле, а также понижению устойчивости оболочек жировых шариков.
Для обеспечения устойчивости процесса сепарирования следует подбирать сливки, однородные по качеству — кислотностью плазмы не выше 25 °Т, однородные по жирности и температуре, поддерживать постоянную частоту вращения барабана сепаратора.
Факторы сепарирования сливок. Эффективность процесса получения высокожирных сливок 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.
Повышение степени дестабилизации сепарируемых сливок увеличивает значения данного показателя в жировой эмульсии получаемых высокожирных сливок и снижение их вязкости. При повышении степени дестабилизации жировой эмульсии, по данным исследователей, в сливках увеличивается количество крупных жировых шариков, что ускоряет уплотнение сливочного слоя. Эффективность сепарирования (разделения фаз жир — плазма) при этом повышается и способствует увеличению производительности сепаратора и снижению жирности пахты.
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.
Продолжительность непрерывной работы сепаратора (с периодической выгрузкой осадка из барабана). В зависимости от количества слизи, осаждаемой в шламовом пространстве и между тарелками сепаратора, выбирают продолжительность непрерывной работы сепараторов. При этом учитывают кратность тепловой обработки сепарируемых сливок, длительность их выдержки в горячем состоянии, кислотность сливок, их механическую загрязненность и др. Увеличение количества слизи в барабане сепаратора, помимо сокращения рабочего цикла сепаратора, приводит к снижению СОМО в высокожирных сливках. При переработке высококачественных сливок и технически исправном состоянии сепаратора продолжительность его непрерывной работы составляет 1,5-3 ч.
Нормализация высокожирных сливок. Процесс преследует цель стандартизации состава компонентов вырабатываемого масла.
Требуемое содержание влаги, а соответственно жира и СОМО в высокожирных сливках легко получить в процессе сепарирования сливок. При изменении влаги в высокожирных сливках в диапазоне от 16 до 38% массовая доля в них СОМО будет меняться от 1,6 до 3,5%, остальное — жир.
Получение высокожирных сливок с заданным содержанием компонентов (жир, СОМО, влага) исключает их нормализацию и позволяет без дополнительных затрат труда и энергии обеспечить стандартность состава масла и высокую дисперсность в нем влаги. При нормализации высокожирных сливок наблюдается тенденция к снижению производительности маслообразователя и ухудшению консистенции масла. Влияние это тем заметнее, чем больше вносится использованных для нормализации пахты (сливок, обезжиренного молока), и зависит от того, что для этой цели используют — сливки, пахту или обезжиренное молоко.
Стандартность состава готового масла контролируют по массовой доле жира и влаги. Одним из основных компонентов масла является СОМО, занижение которого (ниже нормативного) ведет к перерасходу жира.
Влияние нормализации высокожирных сливок на содержание в них СОМО, состояние жировой эмульсии и вязкость приведено в таблице.
Вариант нормализации высокожирных сливок:
Количество эмульгированного жира, %
Вязкость, 10 -3 Па-с (при температуре 60±1 С)
Источник
