Классификация существующих методов производства сливочного масла.

 Классификация существующих методов производства сливочного масла

   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. 

 

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

Показатель

Сбивание сливок в маслоизготовителях

Преобразование 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.

 

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%)

 

   Сравниваемые методы отличаются аппаратурным оформлением технологического процесса, составом и свойствами вырабатываемого масла (табл 1). 

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.

   Преимущества и недостатки различных методов производства сливочного масла с массовой долей жира 82,5% приведены в табл 2.

 

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 (Аналогично масляному зерну, получаемому при выработке масла методом сбивания сливок). Схема процесса выработки масла данным методом (см. рис.) 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; фасованно и упаковываниа масла. 

Приемка и сепарирование молока.

   Приемка и сортировка молока. Сдача, приемка и перевозка молока на предприятия 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.

Схема производства масла 

   Схема технологического процесса производства сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок: 

1 — весы;

2 — приемная ванна;

3 — пластинчатый теплообменник;

4 — сепаратор-сливкоотделитель;

5 — трубчатый пастеризатор;

6 — дезодорационная установка;

7 — насос для сливок;

8 — 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 жир-ть 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 основном, при выработке сливочного масла применяют пастеризацию и дезодорацию сливок. 

Пастеризация сливок.

   Она предназначена для полного уничтожения патогенных микроорганизмов и максимально — всей остальной микрофлоры, инак-тивации ферментов, ускоряющих порчу продукта. Эффективность пастериза• ции 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 весснне-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. 

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. 

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.

   Концентрированно 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 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. Сливки повышенной жирности — эмульсия с массовой долей жира от 46 до 61 ±1%; часть жировых шариков в сливках повышенной жирности находится ,а 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 им. 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 концентрированно 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 [2, 15]. 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 (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. 

   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 К. Агиенко, 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 табл. 3. 

 

3. Вариант нормализации высокожирных сливок 

Вариант нормализации

Массовая доля, %

Количество эмульгированного жира, %

Вязкость. 10-3 Па-с (при температуре 60±1 °С)

 

влаги

СОМО

 

 

Сливки при 92,5— 95°С

58,8

-

92,2±2,1

21,8 ± 0,6

Высокожирные сливки (при 65 °С)

до нормализации

19,3

2,0+0,22

86,3±2,5

38,2 ± 37,5

после нормализации:

сливками

24,2

2,56±0,24

87,1±2,9

258,4±34,7

пахтой

24,2

2,55±0,24

87,9±4,2

240,5±38,7

обезжиренным молоком

24,2

2,39±0,23

89,4±4,1

206,7±32,7

водой

24,2

91,5±3,7

2,17±0,29

187,1±27,8

Высокожирные сливки,

полученные с заданным содержанием влаги

24,2

2,6±0,21

86,9±2,3

292,1 ±33,2

      

 

   Возможны случаи, когда высокожирные сливки необходимо нормализовать по двум из трех указанных показателей: влаге и СОМО либо жиру и СОМО. На предприятиях, как правило, практикуют нормализацию высокожирных сливок по влаге, реже по СОМО. При нормализации высокожирных сливок необходимо знать их объем, массовую долю влаги и СОМО, которые определяют аналитически и по ним рассчитывают количество жира. 

   Для нормализации по влаге используют пахту, цельное и обезжиренное -молоко, сливки 30—35%-ной жирности или топленое масло и при пониженном либо повышенном содержании влаги соответственно. В заводской практике чаще используют пахту и сливки, определяя их количество по специальным таблицам, которые приведены в технологических инструкциях. 

   При нормализации по СОМО используют сгущенное (сухое) обезжиренное молоко либо пахту, которые предварительно восстанавливают в натуральном обезжиренном молоке или пахте. 

   В процессе анализа из высокожирных сливок часть влаги, так называемая связанная влага, не испаряется. Количество связанной влаги непостоянно. Оно зависит от химического состава и качества исходных сливок, массовой доли жира и СОМО в высокожирных сливках, химического состава масла, периода года и колеблется от 0,4 до 1,2%. 

   Нормализация высокожирных сливок влияет на их вязкость, т. е. на устойчивость процесса маслообразования и структурно-механические характеристики вырабатываемого масла. При одинаковом количестве жира и его дисперсном состоянии вязкость высокожирных сливок зависит от содержания в них СОМО, которое предопределяется используемыми ингредиентами нормализации и их количеством. В крестьянском масле, например, при выработке которого высокожирные сливки нормализовали пахтой и сливками, степень восстанавливаемости структуры составила соответственно 38,5 и 42,6%, а твердость 71 и 67 Н/м. В контрольных образцах (без нормализации) аналогичные показатели составили 45% и 65 Н/м. Влияния нормализации на вытекание свободного жидкого жира из монолита и термоустойчивость масла при правильно выбранном режиме работы маслообразователя не установлено. Количество крупных капель влаги в монолите масла при нормализации высокожирных сливок увеличивается (табл. 4). 

 

4. Изменение состава и качества масла (крестьянского) в зависимости от нормализации высокожирных сливок

Вариант нормализации

Массовая доля, %

Консистенция, балл, при температуре

Вкус и запах,балл

Содержание воздуха 10-5 м3/кг

 

влаги

СОМО

5 °С

20 °С

Пахтой

25,1

2,47

23,6

24,3

41,6

0,72

Сливками

25,0

2,55

23,7

24,2

41,8

0,48

Без нормализации

25,2

2,60

24,0

24,5

42,0

0,54

 

Внесение в высокожирные сливки бактериальной закваски и поваренной соли.

   Методом преобразования высокожирных сливок вырабатывают сладко-и кислосливочное масло (соленое и несоленое). Бактериальную закваску и поваренную соль вносят в высокожирные сливки (в ванну) перед маслообразователем. Температура при выработке соленого масла должна быть не ниже 65 °С, при выработке кислосливочного 45—40 °С. Однако для выполнения этой операции эффективнее использовать специальные насосы-дозаторы по типу применяемых в маслоизготовителях непрерывного действия. 

Посолка.

   При выработке соленого масла поселка осуществляется поваренной солью сорта «Экстра». Соль вносят рассеиванием на поверхности горячих высокожирных сливок в количестве 0,8—1%. Предварительно соль прокаливают и просеивают. 

Внесение бактериальной закваски.

   Ее вносят в высокожирные сливки после их охлаждения в ваннах либо в специальном теплообменнике (до 40—45 °С). Приготовление бактериальной закваски изложено в данной статье ниже. 

Преобразование высокожирных сливок в масло.

   Сущность процесса маслообразования заключается в обращении фаз жировой эмульсии типа М/В (масло в воде) в эмульсию В/М (вода в масле) посредством интенсивной термомеханической обработки высокожирных сливок. Высокожирные сливки охлаждаются в результате контакта с охлаждаемой стенкой аппарата при продавливании их насосом через маслообразователь. Последовательное многократное охлаждение — нагревание (в результате перемешивания) продукта допускает возможность в течение некоторого времени параллельного протекания процессов разрушения жировой эмульсии и эмульгирования образовавшейся фазы свободного жидкого жира, т.е. одновременного образования и существования прямой и обратной эмульсии — М/В и В/М. При этом происходит интенсивное образование центров кристаллизации, отвердевание значительной части жира, обращение фаз жировой эмульсии и диспергирования образующихся кристаллоагрегатов жира. 

   При охлаждении высокожирных сливок ниже точки затвердевания молочного жира в первую очередь выкристаллизовываются глицериды, входящие своими длинными углеводородными цепями в состав оболочки жирового шарика. Изменение агрегатного состояния молочного жира вызывает увеличение вязкости вследствие образования внутри жирового шарика кристаллического каркаса из твердых глицеридов, что ускоряет разрыв оболочки. К концу процесса количество деэмульгированного жира достигает 96%. 

   Интенсивность кристаллизации глицеридов и обращения фаз зависит от температуры охлаждения высокожирных сливок и затрат энергии на механическую обработку продукта. Механическая энергия, приложенная извне, расходуется на преодоление вязкости трения среды и деформацию жировых шариков. 

Процесс маслообразования из высокожирных сливок в маслообразователе условно разделяют на следующие стадии:

-охлаждение высокожирных сливок до температуры начала кристаллизации основной массы глицеридов молочного жира (22—23 °С), при этом продукт остается эмульсией жира в плазме молока;

-дестабилизация жировой эмульсии и кристаллизация глицеридов при одновременном дальнейшем охлаждении и интенсивном перемешивании продукта начинается при достижении высокожирными сливками температуры 22 °С при содержании в них твердого жира 1,5—2%. Взаимодействие твердых частиц жира вследствие незначительного их количества в продукте отсутствует;

-обращение фаз — процесс скоротечный, в доли секунды степень дестабилизации жировой эмульсии достигает 70—80%, скорость охлаждения на этой стадии в несколько раз меньше, чем на первой; пробы продукта на второй стадии быстро затвердевают (5—20 с) и имеют грубую крошливую консистенцию;

-образование первичной структуры масла осуществляется в зоне массовой кристаллизации, начинается при содержании в продукте 4—7% твердого жира и степени дестабилизации жировой эмульсии 60—85%; это совпадает с резким увеличением вязкости продукта, указывающим на начало массовой кристаллизации глицеридов; интенсивное механическое перемешивание продукта предупреждает образование крупных кристаллоагрегатов жира и обусловливает равномерное распределение жидкой и твердой фаз жира и всех других структурных компонентов; на данной стадии образуется пространственная структура масла.

   Показателями эффективности процесса маслообразования по стадиям являются скорость и температурный диапазон охлаждения — на первой, степень дестабилизации жировой эмульсии — на второй и интенсивность механического воздействия — на третьей стадии. 

   Особенности процесса маслообразования в аппаратах цилиндрического и пластинчатого типа обусловливаются их конструкцией и параметрами работы. 


 Маслообразователи цилиндрического типа.

   Их используют для охлаждения высокожирных сливок при одновременном интенсивном механическом перемешивании кристаллизующейся массы продукта. Параметры термомеханической обработки устанавливают с учетом вида вырабатываемого масла, периода года и состава жира. Температура сливок на входе в маслообразователь составляет 60—70 °С, масла на выходе из аппарата 13—15 и 16—17°С соответственно в осенне-зимний и весенне-летний периоды года. Скорость охлаждения продукта в аппарате составляет ~0,2°С/с. Продолжительность обработки при производительности 500—550 кг/ч (паспортной) 140—160 и 180—200 с соответственно для весенне-летнего и осенне-зимнего периодов года. Используемый хладоноситель — рассол, имеющий температуру на входе в аппарат —2 ... 3 °С и не выше 0 °С — на выходе. 

   Показателем правильности выбора режима работы маслообразователя являются консистенция и термоустойчивость масла. В свежевыработанном масле (сразу на выходе из аппарата) эти показатели ориентировочно можно прогнозировать по скорости затвердевания монолита и повышению температуры масла в ящике. 

   Для нормальной работы маслообразователя необходимо обеспечить следующие условия: 

-быстрое, равномерное и достаточно глубокое охлаждение высокожирных сливок;

-постоянную температуру высокожирных сливок и равномерную подачу их в аппарат;

-безостановочную работу и постоянную производительность аппарата в течение всей выработки;

-исправное техническое состояние всего оборудования линии: отсутствие подсосов воздуха (на всасывающей линии сливкопровода и в насосе), хорошее прилегание ножей к охлаждающей поверхности цилиндров, постоянное число оборотов вытеспительных барабанов;

-хорошую циркуляцию хладоносителя (рассол, ледяная вода) в рубашках аппарата и др.

 

Пластинчатые маслообразовтели.

   В них 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. Удельная затрата мощности при охлаждении продукта, составляет 30—40 Вт/кг в весенне-летний и 60—70 Вт/кг в осенне-зимний периоды года при температуре 13—15 °С. 

   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. 

Допустимое рабочее давление продукта в аппарате 0.4 МПа. Принципиального различия процессы маслообразовапия при эксплуатации аппаратов цилиндрического типа и пластинчатых не имеют.

Регулирование работы маслообразователей.

   Операцию осуществляют в зависимости от времени года и условий кормления коров, модели и технического состояния его маслообразователя. Регулирование работы маслообразователей цилиндрического типа (Т1-ОМ-2Т) заключается в следующем: 

-при мягкой консистенции следует увеличить производительность и повысить температуру масла на выходе из аппарата;

-в случае получения твердого крошливого масла, наоборот, следует уменьшить производительность маслообразователя и снизить температуру охлаждения.

   В первом случае это обусловливает упрочнение структуры, во втором — снижение прочностных характеристик. Консистенция масла в обоих случаях улучшается. 

   В осенне-зимний период года при высокоплавком молочном жире продолжительность обработки продукта в зоне кристаллизации  жира должна быть увеличена по сравнению с весенне-летним периодом на 15—30%. Достигается это снижением производительности маслообразователя или изменением режимов охлаждения и механической обработки. В случае выработки разновидностей масла с пониженной массовой долей жира производительность маслообразователей иногда снижается на 40—50%.

Регулирование работы пластинчатых маслообразователей (тип РЗ-ОУА-1000) заключается в следующем:

-при получении масла с излишне твердой, крошливой и недостаточно связной консистенцией необходимо снизить температуру охлаждения и увеличить частоту вращения мешалки обработника;

 

-при получении масла с излишне мягкой консистенцией и низкой термоустойчивостью необходимо повысить температуру продукта на выходе из охладителя и снизить частоту вращения мешалки обработника.

   Увеличение частоты вращения мешалки обработника особенно необходимо в осенне-зимний период года. 

Фасовка и упаковка масла, вырабатываемого методом преобразования высокожирных сливок. Из маслообразователя масло вытекает в виде свободно падающей струи, имеет вязкую, но легкоподвижную консистенцию и хорошо распределяется в ящике. После 2—3 мин выдержки (в состоянии покоя) продукт затвердевает, образуя плотный монолит. Фасовка с учетом состояния масла осуществляют наливом в заранее подготовленные ящики (коробки), выстланные пергаментом или другим разрешенным упаковочным материалом. При заполнении ящика масло периодически разравнивают лопаткой. Поверхность масла выравнивают специальной линейкой и аккуратно покрывают длинным торцевым концом пергамента, затем с другой стороны коротким, потом боковыми листами. Крышку картонного ящика закрывают и заклеивают специальной клейкой бумажной лентой; крышку деревянного ящика заколачивают досками.

   Масло сливочное фасуют монолитами массой 20 и 24 кг, и брикетами массой от 50 до 1000 гр. Брикетами масло фасуют на заводах-изготовителях, базах и холодильниках, во всех остальных случаях — только на заводах непосредственно в процессе производства. 

   При фасовке масла брикетами на заводе его предварительно выдерживают в маслокамере при температуре не выше 5 °С (в ящиках или специальных тележках) до отвердевания монолита и стабилизации структуры (не более 24 ч). В случае фасовки на базах и холодильниках промышленности масло хранят при минусовых температурах: масло с массовой долей влаги 16 и 20% не более 2 мес. Монолиты крестьянского и бутербродного масла во избежание выпрессовывания плазмы в процессе фасования (брикетами) не следует охлаждать ниже —5 °С. Отепляют монолиты масла перед фасованием (табл. 3.5) при температуре не выше 16 °С. 

   Бутербродное масло перед фасовкой выдерживают в течение 1—2 ч при температуре не выше 

20 °С. Если в день выработки масло не фасуют, его хранят в камере при температуре 5—8°С не более 16—20 ч. Перед фасовкой в этом случае масло отепляют в помещении при температуре 10—12 °С и фасуют с использованием гомогенизатора.

 

5. Температура фасовки 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

 

Производство сливочного масла методом сбивания сливок

   Получение масла из сливок (массовая доля жира в сливках от 32 до 55%, в том числе при эксплуатации маслоизготовителей периодического действия 32—37% и от 36—45 до 55% — для непрерывнодействующих), представляющих стойкую жировую эмульсию, — сложный физико-химический процесс. Основой технологии является выделение из сливок жировой фазы (сбиванием) и превращение образовавшегося масляного зерна (концентрированной суспензоэмульсии, состоящей из разрушенных и полуразрушенных жировых шариков и их агрегатов) в монолит масла со свойственной ему структурой и консистенцией. 

   Физико-химическая сущность метода основывается на особенности молочного жира изменять агрегатное состояние в зависимости от температуры. Для этого сливки подвергают физическому созреванию (охлаждению до температуры массовой кристаллизации глицеридов и выдержке). Сбивают сливки и обрабатывают масляное зерно механическим воздействием при определенном температурном режиме. 

   Для выработки масла данным методом используют маслоизготовители периодического и непрерывного действия. С учетом конструктивных особенностей маслоизготовителей режимы технологического процесса различаются. При этом сущность процесса остается неизменной. Технологические режимы в основном зависят от химического состава и свойств молочного жира, вида вырабатываемого масла, используемого оборудования. 

   В общем виде процесс производства масла методом сбивания сливок выполняется по следующей технологической схеме: приемка и сортировка молока на заводе; подогревание, сепарирование молока и получение сливок; тепловая и вакуумная обработка сливок; резервирование и физическое созревание сливок; биологическое сквашивание сливок (при производстве кислосливочного масла); сбивание сливок (промывка масляного и поселка зерна—при необходимости); механическая обработка масляного зерна и масла; фасовка и упаковка масла; хранение масла на заводе (см.рис.):

Схема производства масла

   Схема технологического процесса производства сливочного масла методом сбивания сливок (с массовой долей жира 32—45%): 

1 — весы;

2 — приемная ванна;

3 — пластинчатый теплообменник;

4 — сепаратор-сливкоотделитель;

5 — пластинчатый пастеризатор-охладитель;

6 — вакуум-дезодоратор;

7 —емкость для созревания сливок;

8 — маслоизготовитель непрерывного действия;

9 — устройство для дозирования воды в масло;

10 — автомат для мелкой фасовки масла;

11 — автомат для укладки брикетов в короба;

12 — устройство для заклеивания коробов с маслом;

13 — маслоизготовитель периодического действия;

14 — гомогенизатор;

15 — машина для фасовки масла в короба массой по 20 кг;

16 — весы для взвешивания коробов с маслом;

17 — заквасочник

 

Низкотемпературная подготовка сливок к сбиванию (физическое созревание).

   Цель этой технологической операции—перевести часть молочного жира (не менее 32—35% жира) в твердое состояние. Сливки при этом и эмульсии превращаются в суспензоэмульсию. С появлением внутри жировых шариков кристаллов жира уменьшается прочность связи белковых оболочек с прилегающим к ним жиром. Это вызывает десорбцию некоторой части липо-протеиновых комплексов оболочки в плазму и тем самым снижает устойчивость жировой эмульсии сливок. С увеличением выдержки сливок данное влияние усиливается. 

   Традиционная (длительная) низкотемпературная подготовка сливок к сбиванию включает два этапа: быстрое охлаждение сливок со скоростью около 2 °С/с до температуры массовой кристаллизации глицеридов (ниже 8°С) и выдержку их при этой температуре (в течение 5—20 ч). При охлаждении сливок в жировых шариках образуются центры кристаллизации и происходит частичное отвердевание глицерндов (при неблагоприятных для развития посторонней микрофлоры условиях). В процессе длительной выдержки сливок кристаллизация глицеридов в отдельных жировых шариках продолжается. При этом наряду с уменьшением прочности липопротеиновых оболочек жировых шариков происходит образование новых структурных связей между образовавшимися твердыми частицами, частичное выделение из жировых шариков свободного жидкого жира и агрегация жировых шариков. 

Изменение свойств сливок при созревании.

   Готовность сливок к сбиванию характеризуется комплексом показателей, существенно изменяющихся в результате охлаждения пастеризованных сливок до температуры созревания (от 2 до 12 °С) и термостатирования их в охлажденном состоянии. 

Степень отвердевания жира.

   Она характеризует количество затвердевшего жира (в %). Зависит от скорости и глубины охлаждения сливок. При охлаждении горячих сливок до температуры 3, 6, 9 и 12°С (без выдержки) в них соответственно отвердевает 33,4; 26,6; 19,5 и 15,2% жира. Количество твердого жира, необходимое для устойчивого сбивания сливок и получения масляного зерна (32—35%) при охлаждении до температуры 3 — 12°С, достигается сразу в процессе охлаждения сливок до 3 °С и соответственно после 45—60, 90—120, 180—200 мин. термостатирования. После 15 — 30 мин. выдержки охлажденных сливок в них отвердевает до 50% жира, способного кристаллизоваться при данной температуре. При снижении йодного числа молочного жира продолжительность кристаллизации глицеридов до установления равновесного состояния между жидким и твердым жиром сокращается и выкристаллизовывается больше твердого жира. Такое же явление наблюдается при снижении в сливках содержания жира и увеличении количества крупных жировых шариков, при понижении температуры и увеличении скорости охлаждения сливок. 

Вязкость сливок.

   В процессе выдержки сливок при температуре созревания их вязкость повышается. При снижении конечной температуры охлаждение сливок с 12 до 3°С их вязкость повышается с 19,6 до 35, 10-3 Па с, т. е. почти в 2 раза. Вязкость сливок после 20 ч выдержки по сравнению с начальной увеличивается при 3 и 6°С соответственно на 9 10-3 и 13 10-3 Па с, а при 9 и 12°С соответственно на 8 10-3 и 7 10-3 Па с. 

   Температура охлаждения сливок 30—42%-ной жирности в интервале 5 — 20 °С в первые 30 мин не оказывает влияния на их вязкость, затем вследствие формирования структурных связей происходит ее нарастание. 

Дисперсность жировой фазы.

   В процессе подготовки сливок к сбиванию данный показатель заметно изменяется. При охлаждении сливок до конечной температуры 12, 9, 6 и 3°С средний размер частиц жира соответственно составляет 5,06; 5,10; 5,11 и 6,99 мкм. Основное влияние на дисперсность жировой фазы сливок оказывает глубина охлаждения. 

Устойчивость жировой эмульсии сливок.

   С понижением температуры созревания и увеличением длительности данный показатель снижается. Это приводит к увеличению количества деэмульгированного жира в сливках и степени дестабилизации жировой эмульсии. Количество деэмульгированного жира в сливках 32%-ной жирности при выдержке их 16 ч при 5, 10, 15 и 20 °С соответственно увеличивается на 11,3; 8,4; 7,5 и 2,4%. 

   Отвердевание глицеридов, уменьшение устойчивости жировой эмульсии сливок и формирование в них структурных связей ускоряется в результате механического воздействия при использовании специальных аппаратов — сливкоподготовителей. 

Режимы физического созревания сливок.

   Их подбирают в соответствии с химическим составом и свойствами молочного жира, которые зависят от периода года, условий кормления животных и других факторов. Применяют традиционные (длительные) режимы созревания сливок и ускоренные. 

Традиционные (длительные) режимы физического созревания сливок.

   В промышленности применяют одно- и многоступенчатые режимы физического созревания сливок. При выработке сладкосливочного масла с массовой долей влаги 16% основными параметрами одноступенчатого режима являются: температура охлаждения 4—6°С в весенне-летний и 5—7 0С в осенне-зимний периоды года и продолжительность выдержки не менее 5 и 7 ч соответственно. На практике продолжительность выдержки сливок составляет 15—20 ч. 

   Одноступенчатые режимы созревания сливок по сравнению с многоступенчатыми более простые и менее трудоемкие. Однако они не всегда обеспечивают должное протекание и завершение фазовых превращений молочного жира в жировых шариках сливок. При повышенных температурах физического созревания сливок не достигается достаточная степень отвердевания жира, а при пониженных—оптимальное соотношение легкоплавких. и тугоплавких групп глицеридов. Применением одноступенчатого режима трудно регулировать фазовый состав отвердевшего жира. 

   Для регулирования структуры и консистенции масла применяют дифференцированные многоступенчатые температурные режимы традиционной (длительной) подготовки сливок к сбиванию, учитывающие химический состав и свойства молочного жира. В весенне-летний период года (йодное число молочного жира выше 39) пастеризованные горячие сливки охлаждают до 13—15 °С, выдерживают не менее 3 ч, затем быстро доохлаждают до 4—6°С и выдерживают при этой температуре не менее 3 ч. В осенне-зимний период года (йодное число молочного жира ниже 39) сливки быстро охлаждают до 5—7 °С, выдерживают не менее 3 ч, затем медленно с перемешиванием подогревают до 13—15 °С и при этой температуре выдерживают не менее 3 ч. 

   Использование дифференцированных температурных режимов физического созревания сливок направлено на повышение механической прочности масла в весенне-летний период года и снижение этого показателя в осенне-зимний период. В обоих случаях это обеспечивает улучшение пластичности и термоустойчивости вырабатываемого масла и нормативное содержание жира в пахте. 

Ускоренный режим низкотемпературной подготовки сливок к сбиванию.

   Он направлен на сокращение продолжительности процесса, снижение энергозатрат, повышение степени механизации и автоматизации производства. Основой режима является интенсификация отвердевания глицеридов в жировых шариках сливок, формирование структурных связей в них и снижение устойчивости жировой эмульсии сливок путем сочетания механического и температурного воздействия. 

Биологическое сквашивание сливок при производстве кислосливочного масла.

   Сущность биологического созревания (сквашивания) сливок заключается в ферментации находящейся в сливках лактозы с помощью молочнокислых бактерий. В результате этого в сливках накапливаются комплекс ароматических веществ и молочная кислота, обуславливающие образование в масле специфического аромата и приятного кисломолочного вкуса. Молочная кислота, кроме того, оказывает консервирующее действие — подавляет развитие гнилостных бактерий, чувствительных к кислой реакции. 

   Степень сквашивания сливок устанавливают в зависимости от условий производства, последующего хранения масла, требований потребителя. При излишне высокой концентрации молочной кислоты жизнедеятельность молочнокислых бактерий может быть подавлена, а обладающие высокой кислотоустойчивостью дрожжи и плесени будут развиваться, что крайне нежелательно. Кроме того, при сквашивании сливок до 85—90 °Т в плазме могут активизироваться химические процессы порчи жира. 

   При выработке кислосливочного масла используют гомоферментативные молочнокислые бактерии, образующие в основном молочную кислоту, а также гетероферментативные аро.матообразующие бактерии, которые, кроме молочной кислоты, в значительных количествах образуют другие продукты брожения — уксусную и пропионовую кислоты, диацетил, этилуксусный эфир и др. 

   В большой степени выраженность вкуса и запаха в кислосливочном масле регулируют использованием заквасок с заданным соотношением аромат- и кислотообразующих штаммов бактерий. Приготовление бактериальной закваски описано в данной статье ниже. 

Длительное сквашивание сливок.

   При нем в сливки вносят 2—5% закваски, приготовленной на чистых молочнокислых культурах, которые, развиваясь при повышенной температуре, образуют требуемое количество молочной кислоты и ароматических веществ. При этом методе сквашивания сливок выделяют два периода. Вначале устанавливают параметры, обеспечивающие интенсивное протекание биологических процессов и накапливание веществ, обусловливающих образование в масле специфического кисломолочного вкуса и запаха. Затем следует низкотемпературная обработка (физическое созревание) сквашенных сливок. С учетом изложенного горячие сливки сначала охлаждают от температуры пастеризации до 16—20 °С, вносят 2—5% закваски и выдерживают при этой температуре в течение 4—6 ч. Затем сливки охлаждают до 4—6°С в весенне-летний и 5—7°С в осенне-зимний периоды года, выдерживая их при этом в течение соответственно 5 и 7 ч. Общая продолжительность подготовки сливок к сбиванию составляет 15—17 ч. Такой режим целесообразен при переработке сливок с повышенной исходной бактериальной об-семененностью, так как он ускоряет развитие молочнокислых бактерий, подавляющих постороннюю микрофлору.  

   В промышленности распространен метод сквашивания сливок при средних температурах (14—17 °С). Количество вносимой при этом бактериальной закваски составляет 5—7%, продолжительность сквашивания 12—16 ч. Метод обеспечивает повышенную по сравнению с температурой 16—20 °С степень отвердевания жира и получение масла с хорошими вкусом, запахом и консистенцией. 

   Биологическое сквашивание сливок при пониженной температуре (10— 12 °С) упрощает процесс, однако увеличивает выдержку и требует значительных количеств закваски (10% и больше). Закваску при этом вносят в два приема — перед физическим созреванием сливок (при температуре ниже 8 °С) и непосредственно перед их сбиванием. 

   Для улучшения вкуса, запаха и консистенции кислосливочного масла эффективным является применение дифференцированных температурных режимов сквашивания сливок, учитывающих сезонные изменения в химическом составе и свойствах молочного жира. 

   В весенне-летний период года пастеризованные (горячие) сливки охлаждают до 16—20 °С и вносят 2—5% закваски, выдерживают не менее 4—6 ч при периодическом перемешивании (2—3 перемешивания по 3—5 мин). Затем сквашенные сливки охлаждают до 4—6 °С и выдерживают при этой температуре 3 ч с периодическим перемешиванием их 3—5 раз по 3—5 мин. В зависимости от температуры окружающей среды возможно медленное (в течение в—12 ч) так называемое самонагревание охлажденных сливок до температуры сбивания. 

   В осенне-зимний период года пастеризованные горячие сливки быстро охлаждают до 5—7°С, вносят 1—1,5% закваски, выдерживают 2—3 ч при периодическом перемешивании (2—3 перемешивания по 3—5 мин). Затем сливки медленно (в течение 1 ч) подогревают до 16—20 °С, при постоянном перемешивании вносят в них еще 2—3,5% закваски и выдерживают для сквашивания не менее 4—6 ч. Всю закваску (2—5%) можно сразу вносить в охлажденные после пастеризации сливки. 

   Температура подогревающей воды при использовании дифференцированных температурных режимов подготовки сливок к сбиванию не должна превышать 27 °С. Желательно, чтобы она превышала конечную температуру подогрева сливок не более чем на 5—7 °С. 

Краткое сквашивание сливок.

   При нем закваску вносят в сливки после физического созревания в таком количестве, чтобы сразу достигнуть требуемой кислотности. 

   После внесения закваски сливки выдерживают (не менее 30 мин) для накопления ароматических веществ. Однако основное количество этих веществ вносится с закваской. Вырабатываемое данным методом кислосливочное масло характеризуется слабо выраженными вкусом и запахом. 

Сбивание сливок и образование масляного зерна.

   Общая характеристика процесса: сущность процесса сбивания сливок заключается в агрегации (слипании) содержащихся в них жировых шариков. Процесс происходит под воздействием внешней силы, сопровождается постепенным уменьшением количества жировых шариков и заканчивается образованием масляного зерна. При этом оболочки жировых шариков разрушаются и около 50—70% их компонентов переходит в пахту. Основу жесткого каркаса образующихся структурных агрегатов масляного зерна составляют связи между частицами твердого жира. Жидкий жир обеспечивает сцепление твердых частиц в результате взаимодействия сил слипания. 

   Процесс агрегации жировых частиц можно условно разделить на сближение жировых шариков под действием внешней силы без изменения свободной энергии системы и слипание (когезию) в результате преодоления их энергетического и структурно-механического барьеров. Существует много теорий, объясняющих механизм агрегации жировых шариков и образование масляного зерна, что свидетельствует о сложности и многофакторности процесса сбивания сливок. 

   Сбивание сливок в маслоизготовителях периодического действия (безвальцовых) осуществляется в результате их гравитационного перемешивания. При вращении заполненной на 30—50% рабочей емкости мас-лоизготовителя сливки сначала поднимаются на определенную высоту, а затем сбрасываются под действием силы тяжести, подвергаясь сильному механическому воздействию. Высота подъема сливок, возникающее давление, характер поверхности жидкости определяются размерами рабочей емкости и частотой ее вращения. Агрегация жировых шариков в основном осуществляется при участии дисперсии воздушных пузырьков. Скорость движения сливок в аппарате 5—7 м/с. 

   В маслоизготовителях непрерывного действия (скорость движения потока сливок 18—22 м/с) вследствие резкой интенсификации механического воздействия преобладающей является агрегация жировых шариков свободной поверхности сливок. Это является результатом столкновения жировых шариков, участием выделившейся из них в процессе сбивания жидкой фракции жира, а также особенностями движения сливок в аппарате. Скорость движения лопастей сбивателя обусловливает турбулентное движение потока сливок, разрыв его и аэрацию. При этом наблюдается интенсивное изменение объема и поверхности воздушных пузырьков, содержащихся на всех участках потока сливок в большом количестве, в результате чего он имеет вид кипящего слоя. В результате сбивания сливок образуется масляное зерно, которое после выхода из сбивателя свободно отделяется от пахты.

Стадии сбивания сливок.

   Три стадии сбивания сливок: образование воздушных пузырьков, разрушение дисперсии воздушных пузырьков, формирование масляного зерна. При сбивании сливок в маслоизготовителях периодического и непрерывного действия стадии сбивания между собой принципиально не различаются. Скорость агрегации жировых шариков в маслоизготовителе непрерывного действия увеличена в 1000 раз. 

Параметры сбивания сливок.

   Основными параметрами операции являются начальная температура и интенсивность механического воздействия на сливки в процессе сбивания. При сбивании сливок в маслоизготовителях периодического действия важными факторами являются степень заполнения рабочей емкости аппарата и продолжительность сбивания. На образование масляного зерна влияют содержание жира и кислотность сливок (степень сквашивания), химический состав и свойства молочного жира, степень отвердевания глицеридов в жировых шариках сливок. 

 7. Ориентировочные значения начальной температуры сбивания сливок (°С) по периодам года 

 

Масло

Весенне-летний

Осенне-зимний

Размер маслянного зерна, мм

Сладкосливочное (16% влаги) и вологодское, вырабатываемое сбиванием сливок в маслоизготовителях

 

 

 

-периодического действия

7—12

8—14

3—5

-непрерывнодействующих

7—11

8—13

1—3

Кислосливочное (16% влаги), вырабатываемое сбиванием сливок в маслоизготовителях периодического и непрерывного действия

 

7—12

 

8—14

 

2—6

    В осенне-зимний период года температура сбивания повышается на 1—1,5°С. Сливки с массовой долей жира менее 32% (низкожирные) и длительно созревавшие при пониженной температуре (ниже 6°С) сбивают при повышенной температуре на 1—2 °С, а более жирные и недостаточно созревшие сливки, наоборот, — при пониженной температуре на 1—2 °С. При занижении температуры сбивания увеличивается продолжительность сбивания сливок, что может послужить причиной выработки масла с невыработанной влагой и засаленной консистенцией. Завышение начальной температуры сбивания сливок приводит к увеличению жирности пахты и получению масла с мягкой мажущейся консистенцией. 

   При сбивании сливок в безвальцовых маслоизготовителях периодического действия начальную температуру сбивания выбирают с таким расчетом, чтобы независимо от формы маслоизготовителя продолжительность процесса не превышала 50—60 мин. 

Продолжительность сбивания сливок.

   Это один из показателей правильности выбора различных факторов (технологических, технических, организационных). Продолжительность сбивания сливок зависит от содержания жира в сливках. С увеличением жирности сливок продолжительность сбивания их сокращается и повышается жирность пахты. При сбивании сливок, содержащих мелкие жировые шарики (характерно для стародойного молока), вследствие уменьшения вероятности их слипания продолжительность сбивания и жирность пахты повышаются. При сбивании гомогенизированных сливок (размер жировых шариков менее 1 мкм) получить масляное зерно не представляется возможным. Продолжительность сбивания также зависит от химического состава и свойств молочного жира. Сбивание сквашенных сливок и сливок, созревавших в атмосфере паров азота (по методу ВНИИМСа), способствует сокращению продолжительности сбивания и понижению жирности пахты. 

   Дезодорация сливок не оказывает заметного влияния на продолжительность сбивания сливок и жирность пахты. 

Степень заполнения рабочей емкости маслоизготовителя периодического действия.

   Она влияет на продолжительность сбивания сливок и жирность пахты. Оптимальная степень заполнения рабочей емкости сливками 40—50% вместимости. При заполнении рабочей емкости маслоизготовителя более чем на 50% процесс сбивания сливок замедляется вследствие уменьшения пограничной поверхности воздух—сливки. Продолжительность сбивания при этом увеличивается, а жирность пахты повышается. Минимально допустимая степень заполнения 25%. При меньшей загрузке рабочей емкости маслоизготовителя сливки размазываются по стенкам аппарата тонким слоем и вращаются вместе с ним. Сбивания сливок и образования масляного зерна при этом не происходит. 

Частота вращениямешалки сбивателя (маслоизготовитель непрерывного действия).

   Ее устанавливают в зависимости от типа маслоизготовителя (табл. 8), его производительности, периода года (химического состава молочного жира), жирности сливок, вида вырабатываемого масла. 

 8. Ориентировочные значения частоты вращения мешалки сбивателя при выработке сладкосливочного масла, содержащего 16% влаги

Маслоизготовитель

Период года

Температура сбивания сливок, °С

Частота вращения мешалки, с-1 (об/мин)

Жирность пахты, %

Размер масляного зерна, мм

А1-ОЛО

В-Л

7-12

16,5-25,0 (990-1500)

0,5-0,9

1-3

0-3

8-14

23,3-30,0 (1400-1800)

0,3-0,6

1-3

МБ-1

В-Л

7-12

15-18 (900-1080)

0,4-0,6

1-3

0-3

8-14

16-20 (960-1200)

0,3-0,5

1-3

ФБФЦ/1

В-Л

7-12

13-15 (780-900)

0,6-1,1

1-3

0-3

8-14

15-17 (900-1020)

0,5-0,9

1-3

КМ-1500

В-Л

7-12

12-14 (720-840)

0,4-0,6

1-3

0-3

8-14

13-15 (780-900)

0,3-0,5

1-3

КМ-3000

В-Л

7-12

10-12 (600-720)

0,3-0,6

1-3

0-3

8-14

12-14 (600-840)

0,3-0,5

1-3

   В осенне-зимний период года, когда в молочном жире содержится повышенное количество высокоплавких глицеридов (йодное число выше 39), частоту вращения мешалки сбивателя повышают с целью ускорения агрегации жировых шариков. Это способствует сокращению продолжительности сбивания сливок и увеличению производительности маслоизготовителя. С увеличением массовой доли жира в сливках частоту вращения мешалки сбивателя снижают, а производительность маслоизготовителя увеличивают во избежание преждевременного образования масляного зерна. Изменение частоты вращения мешалки сбивателя — один из основных факторов регулирования содержания влаги в масле, который устанавливают опытным путем в зависимости от химического состава жира, а следовательно, периода года. 

   В осенне-зимний период с увеличением в жире высокоплавких глицеридов частоту вращения мешалки сбивателя повышают, что обусловливает ускорение агрегации жировых шариков и облегчает образование масляного зерна. Посредством изменения частоты вращения мешалки сбивателя также регулируют влагоемкость масляного зерна и, как следствие, содержание влаги в продукте. Изменение частоты вращения мешалки сбивателя — один из основных факторов при выработке разновидностей масла с повышенным содержанием молочной плазмы (крестьянского и бутербродного). Частота вращения мешалки сбивателя зависит также от массовой доли жира в сливках, типа и конструкции сбивателя, производительности. С учетом этого для каждого маслоизготовителя характерна «своя», конкретная для него частота вращения мешалки сбивателя. 

   С повышением массовой доли жира в сливках существует тенденция снижения частоты вращения мешалки сбивателя во избежание преждевременного образования масляного зерна. Одновременно увеличивается производительность маслоизготовителя. 

   При изменении частоты вращения мешалки сбивателя на каждые 2,5 с-1 жирность пахты изменяется на 0,05% (табл. 9). 

 9. Зависимость массовой доли жира в сливках, режимов сбивания и жирности пахты

Массовая доля жира в сливках, %

Температура сливок перед сбиванием, °С

Частота вращения мешалки сбивателя, с—1 (об/мин)

Жирность пахты, %

36,0

8-9

30,0-31,6 (1800-1900)

0,7

37,0

9-10

28,3-30,0(1700-1800)

0,65

38,0

10-11

26,6-28,3 (1600-1700)

0,60

39,0

11-12

23,3-26,6(1400-1600)

0,55

40,0-41,0

13,0

21,6-23,3(1300-1400)

0,55

42,0

13,0

20,0-21,6(1200-1300)

0,45

43,0

13,0

8,3-20,0 (1100-1200)

0,40

   С увеличением массовой доли жира в сливках повышается количество жировых шариков в единице объема, что ускоряет образование масляного зерна. В маслоизготовителе периодического действия сливки с содержанием жира 65% сбиваются в течение 6—8 мин. При сбивании сливок с большим содержанием жира следует получать более крупное масляное зерно, что облегчает регулирование состава масла при последующей обработке. Получаемая при этом пахта характеризуется повышенной жирностью, однако объем ее меньше, поэтому степень использования жира не ухудшается. 

Степень отвердевания жира в сливках.

   Она влияет на продолжительность сбивания, жирность пахты и консистенцию масла. Значения данного показателя должно составлять 30— 35%. Повышение степени отвердевания жира в сливках увеличивает гидрофобизацию жировых шариков, улучшая использование жира. Однако так называемые перезревшие сливки вследствие повышенной вязкости сбиваются дольше. Получаемое при этом мелкое масляное зерно характеризуется повышенной твердостью и пониженной влагоемкостью, что нередко приводит к получению масла с засаленной консистенцией. 

Кислотность сливок.

   Повышение кислотности сливок в результате их биологического сквашивания обусловливает сравнительно большее разрушение оболочек жировых шариков и их агрегацию. Жирность пахты при этом снижается. При переработке чрезмерно кислых сливок (когда рН ниже изоэлектрической точки белков) продолжительность их сбивания удлиняется, а жирность пахты повышается. 

Эффективность процесса сбивания сливок.

   Ее оценивают по качеству получаемого масляного зерна (размер, упругость, влагоемкость), степени использования молочного жира, показателям структуры и консистенции готового масла. Оптимальные размеры масляного зерна 1—5 мм, но возможны отклонения в сторону увеличения, что обусловливается конструкцией маслоизготовителя, химическим составом молочного жира, режимом подготовки сливок к сбиванию. Масляное зерно должно быть упругим, правильной формы и достаточно влагоемким. 

Промывка масляного зерна.

   При выработке масла из высококачественных сливок, строгом соблюдении требований технологии и санитарии производства масляное зерно не промывают. Это улучшает выраженность вкуса и запаха масла и повышает содержание в нем СОМО на 0,2—0,4%. Степень использования сырья благодаря этому улучшается. При высокой дисперсности плазмы в масле число стерильных капель в 100 раз превышает количество бактериальных клеток. Поэтому исключение промывки масляного зерна не опасно для стойкости масла с высокодиспергированной плазмой. 

   В случае использования сливок с выраженными кормовыми привкусами и запахами, концентрирующимися в плазме, промывка масляного зерна необходима. Промывка масляного зерна — операция многоцелевая. Кроме удаления части нежелательных веществ, промывка оказывает влияние на упруго-вязкие свойства и соответственно слипаемость масляного зерна, эффективность его механической обработки и консистенцию готового масла. 

   Промывкой можно удалить из масляного зерна до 50% содержащейся в плазме лактозы и 15—27% белка. Вымываются водорастворимые вещества, содержащиеся в поверхностных каплях плазмы. Степень удаления плазмы зависит от размеров масляного зерна и его консистенции. Из крупного масляного зерна с мягкой консистенцией плазма удаляется труднее, чем из мелкого, однородного, твердого. 

   Вода, применяемая для промывки масляного зерна, должна соответствовать требованиям, предъявляемым к питьевой воде. 

Механическая обработка масляного зерна и масла.

   Сущность данной операции заключается в формировании из разрозненных агрегатов масляного зерна монолита масла, равномерном распределении компонентов и пластификации продукта. Это влияет на вкус масла, его консистенцию, стойкость в хранении, товарные показатели. 

   Эффективность обработки масляного зерна во многом зависит от его структуры, состава и свойств. Масляное зерно может иметь компактную структуру отдельных агрегатов правильной формы с плотной поверхностью или рыхлую с неровной поверхностью — соответственно при использовании маслоизготовителей периодического и непрерывного действия. 

   Структура и размеры масляного зерна влияют на его влагоудерживающую способность, формирование монолита и характер структуры масла. Мелкое зерно способствует вработке поверхностной влаги, а крупное — удерживает влагу, находящуюся внутри отдельных его агрегатов. 

   Условия промывки масляного зерна предопределяются конструкцией маслоизготовителя. В непрерывнодействующих аппаратах без разделительных цилиндров (типа А1-ОЛО) промывка осуществляется дважды: масляного зерна — в первой шнековой камере и подпрессованного пласта — во второй. Расход воды составляет 1,5 м3/ч, температура 0—5°С, давление 0,49—0,73 МПа. 

   В аппаратах с разделительным цилиндром (типа КМ, ФБФЦ/1 и др.) масляное зерно промывают в разделительном цилиндре. Расход воды составляет 2,5—3,5 м3/ч, температура 5—8 °С. 

   В маслоизготовителях периодического действия масляное зерно промывают орошением и последующим активным перемешиванием водой температурой на 2—3 °С ниже температуры пахты. 

   При промывке мягкого масляного зерна температура промывной воды понижается дополнительно па 1—2 °С. Грубое, твердое масляное зерно промывают водой на 1—2°С выше температуры пахты. 

   При механической обработке масла одновременно происходят дробление и соединение капель плазмы. Механическую обработку начинают сразу после слива (отжатия) пахты или промывной воды. 

Способы механической обработки.

   Масляное зерно обрабатывают в маслоизготовителях различных конструкций. В аппаратах периодического действия механическая обработка осуществляется вальцами либо посредством многократных ударов комков масла соответственно в вальцовых и безвальцовых. В непрерывно действующих маслоизготовителях масляное зерно подвергают экструзионной обработке с помощью шнеков, которыми оно продавливается через специальное устройство, состоящее из металлических решеток и мешалок. При этом происходит спрессовывание масляного зерна, гомогенизация, уплотнение монолита и его пластификация. В процессе спрессовывания шнеками из масляного зерна удаляется пахта. При гомогенизации происходит диспергирование плазмы и равномерное распределение компонентов. Уплотнение монолита масла осуществляется в конической насадке. 

   Процесс механической обработки масляного зерна условно делят на следующие стадии: 

-формирование пласта масла из разрозненных масляных зерен и удаление из них поверхностной влаги;

-отжим и диспергирование крупных капель влаги, ее капсулирование, усреднение состава компонентов;

-стандартизация состава, равномерное распределение структурных элементов, пластификация монолита.

   Показателем завершенности процесса механической обработки является степень дисперсности капель плазмы, характеризующая удельную поверхность плазмы на границе соприкосновения ее с жиром. В заводской практике завершенность обработки масла определяют с помощью индикаторных бумажек. 

Особенности механической обработки.

   На эффективность обработки масла при использовании маслоизготовителей периодического и непрерывного действия влияют: состав жира и свойства масляного зерна, его температура, частота вращения рабочей емкости или шнеков непрерывно действующих маслоизготовителей, продолжительность обработки или производительность соответственно. 

   Завершенность механической обработки масла в процессе выработки определяют с помощью индикаторных бумажек, а при отсутствии индикаторных бумажек — визуально (на срезе масла не должно быть видимых капель влаги, т. е. срез масла должен быть сухим). 

   Продолжительность обработки масляного зерна зависит и  от химического состава молочного жира, степени загрузки рабочей емкости маслом, его температуры.

   При мягком масляном зерне влаги врабатывается больше, вследствие чего продолжительность обработки сокращается. С повышением твердости масляного зерна, наоборот, вследствие снижения влагоемкости продукта увеличивается выпрессовывание и уменьшается интенсивность вработки влаги (плазмы), что требует увеличения продолжительности механической обработки. 

   Обработка масляного зерна и масла в металлических маслоизготовителях при низкоплавком жире в весенне-летний период года продолжается 15—25 мин, а в осенне-зимний — при высокоплавком жире от 25 до 50 мин. 

   Температуру обработки масла при эксплуатации металлических маслоизготовителей регулируют орошением их наружной поверхности водой. При твердом масляном зерне (после достижения критического момента обработки) поверхность маслоизготовителя орошают водой температурой 18—20 °С, при мягком зерне — холодной водой (температура 3—5°С). Температуру обрабатываемого масла поддерживают в интервале 11—14 °С. 

   Температура масляного зерна во многом предопределяет эффективность обработки и свойства получаемого масла. Обработка при пониженной температуре обусловливает засаливание масла. Чрезмерно повышенная температура приводит к залипанию аппарата маслом. Излишне мягкое, как и чрезмерно твердое, масло нарушает нормальную работу фасовочных автоматов. В весенне-летний период года при фасовании масла крупными монолитами (по 20 кг) температуру обработки масла поддерживают 12—15°С, в осенне-зимний период года 13—16 °С. В случае превышения температуры обработки консистенция масла ухудшается и снижается его термоустойчивость. 

Гомогенизация масла.

   Ее применяют с целью улучшения структуры и консистенции масла, выработанного в маслоизготовителях периодического действия. Сущность процесса заключается в дополнительной механической обработке свежевыработанного масла в специальном аппарате — гомогенизаторе. Гомогенизация осуществляется под воздействием интенсивного перемешивания и сдвиговых деформаций масла. 

   В осенне-зимний период года масло гомогенизируют сразу после выработки. В весенне-летний период свежевыработанное масло предварительно выдерживают 0,5—1 ч для упрочнения структуры. Интенсивность механического воздействия при этом снижают. 

   Оптимальной температурой гомогенизации является 11—13 °С. В процессе гомогенизации масла его температура повышается на 1—2°С. 

   Помимо диспергирования водной фазы и пластификации масла, при гомогенизации наблюдается тенденция снижения газовой фазы, что при интенсификации механического воздействия проявляется заметнее. 

   Гомогенизация масла особенно необходима в случае ускоренного физического созревания сливок в сливкообработниках. 

Посолка масла.

   Процесс осуществляют с целью придания маслу соленого вкуса. Допустимая массовая доля соли в масле 1,0%. Превышение указанного норматива вызывает излишне соленый привкус масла и интенсифицирует процессы химической порчи. 

   Консервирующее действие поваренной соли (МаС1) в результате плазмолиза бактериальных клеток сказывается при 15%-ной концентрации ее в плазме. Это соответствует 2,5% соли в масле при массовой доле жира в нем 82,5%. При уменьшении массовой доли соли в масле менее указанной соответственно снижается консервирующее действие на сохранность качества масла. 

   При эксплуатации маслоизготовителей периодического действия посолку осуществляют сухой солью и рассолом. Сухую соль вносят непосредственно в масляное зерно или пласт при его механической обработке. При посолке рассолом в масляное зерно или пласт вносят заранее приготовленный раствор соли (25%-ной концентрации) из расчета 10—12 л рассола на 100 кг масла. При использовании маслоизготовителей непрерывного действия посолку осуществляют рассолом и вносят его на стадии обработки с помощью специальных дозирующих устройств. 

Особенности фасования масла, выработанного методом сбивания сливок. 

   Масло на выходе из маслоизготовителя представляет собой твердообразный продукт. Он легко формируется крупными монолитами (массой по 20 кг) и брикетами различной формы и массы от 10 до 1000 г. 

   Масло, выработанное в маслоизготовителях периодического действия, перед фасованием через люк выгружают в ванну-тележку, из которой шнеками, расположенными на дне, его направляют в бункер фасовочного автомата мелкими порциями (или машины для упаковки масла крупными монолитами). Температура масла к моменту фасовки составляет 14—16 °С в весенне-зимний и 13—15°С в весенне-летний период год. 

   Масло, выработанное в маслоизготовителях непрерывного действия, фасуют в потоке в процессе выработки. При этом масло из аппарата направляют непосредственно в бункер автомата для мелкой фасовки или в машины для формования блоков. Температура масла к моменту фасовки должна составлять 14—16 °С в осенне-зимний и 12—14 °С в весенне-летний периоды года. 

 
127051 г.Москва Малый Сухаревский пер. д.9 стр.1 оф.36


Пищевое оборудование, оборудование для пищевой промышленности, хлебопекарное оборудование, мясное оборудование,
холодильное оборудование, торговое оборудование, упаковочное оборудование, тепловое оборудование.