CC BY
167
ОЦЕНКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА СУХОГО ЦЕЛЬНОГО МОЛОКА
© Репников В.И.* *, Беляев Н.М.*
Уральский государственный экономический университет, г. Екатеринбург
Статья посвящена оценке современных технологических процессов производства сухого цельного молока, соблюдение качества выполнения которых позволяет выпускать продукт наивысшего качества, соответствующий современным реалиям производства и потребления его населением. Особое внимание уделено импортозамещению.
Ключевые слова: импортозамещение, оценка, технологические операции, сухое цельное молоко.
В настоящее время в нашей стране сложились непростые экономические условия. Импортозамещение приобрело небывалый подъем и особенно актуально в данный момент, как необходимый фактор для поддержки промышленности и аграрного сектора экономики. Многие организации по переработке сырья животного происхождения, находятся на стадии становления и совершенствования технологических процессов, что негативно отражается на качестве молочных продуктов питания. Важнейшим условием при производстве сухих молочных продуктов является качество сырья, соблюдение технологии их производства и условий хранения, использование надежной тары.
Сухие молочные продукты представляют собой порошок из агломерированных частиц молока разных форм и размеров, зависящих от способа сушки вида продукта. Цвет от белого до светло-кремового и кремового. В многокомпонентных сухих смесях цвет может быть светло-коричневым, допускается наличие белых вкраплений. Одним из основных физико-химических показателей сухих консервов является растворимость. Ее определяют по количеству сухого продукта, который перешел при восстановлении порошка в раствор, и выражают в миллилитрах не растворившегося сырого осадка. полученного в пробирке после центрифугирования растворенной навески сухого порошка.
Для увеличения сроков хранения продуктов используются различные виды технологических приемов, условно объединенных в группу «консервирования». Наиболее часто для «консервирования» растворов и суспензий используют сушку - термический процесс удаления из твердых материалов или растворов содержащейся в них влаги путем ее испарения. Этим сушка
* Аспирант.
* Аспирант.
Технические науки
73
отличается от других методов удаления влаги, например путем поглощения, ее химическими реагентами или механического отделения. Основной задачей сушки является увеличение сроков хранения готового продукта, снижение объема. В пищевой, химической и других отраслях промышленности сушка - одна из сложнейших стадий процесса производства, от которой зависит качество готового продукта. Консервирование сушкой широко применяют в молочной промышленности: сушат цельное и обезжиренное молоко, пахту, молочную сыворотку, смеси цельного молока с обезжиренным молоком, пахтой или сливками, без добавок или с добавками. Ассортимент сухих молочных продуктов довольно обширный: коровье цельное сухое молоко 20 %-ной и 25 %-ной жирности, сухое обезжиренное молоко, сухие сливки, сухие высокожирные сливки, сухие молочные продукты, сухие молочные продукты повышенной растворимости. Эти продукты получают методом распылительной сушки.
Спектр способов сушки молока и молочных продуктов обширен, это и распылительный способ в потоках горячего воздуха, способ сушки сублимацией, способ сушки в кипящем слое, сушка контактным способом, сушка в состоянии пены. Несмотря на различные способы сушки, в ее процессе должны быть обеспечены: заданная конечная влажность, свободная сыпучесть, содержание свободного поверхностного жира должно быть минимальным, так же должны быть обеспечены скорость и полнота растворения при минимизированных потерях.
Молоко сухое цельное - сухой молочный продукт с массовой долей жира не менее 20 %; изготовляемый из цельного или нормализованною молока.
Производство сухого цельного молока включает следующие технологические операции: приемка молока, очистка, нормализация сырья, гомогенизация и пастеризация молока, охлаждение молока, сгущение молока, сушка, фасование сухого молока, упаковывание и хранение [1].
В качестве сырья для производства сухого цельного молока используют натуральное цельное молоко не ниже 2 сорта.
Приемка (качественная оценка молока), молоко цельное принимают на молокоперерабатывающий комбинат по количественным и качественным показателям.
Очистка - это удаление из молока возможных механических примесей. Очистку осуществляют на центробежных сепараторах-молокоочистителях при t = 45-50 °С.
Охлаждение - это тепловая обработка молока до температуры 4-6 °С, молоко охлаждают на пластинчатых охладителях, среда охлаждения ледяная вода.
Цель - замедлить рост микроорганизмов.
Кратковременное резервирование - это накопление молока для ритмичной работы предприятия, получение однородной массы молока.
74
НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ - 2016
Молоко резервируют в резервуарах вертикального типа с тепловой рубашкой.
Нормализация - снижение или повышение содержания жира (молоко должно отвечать требованиям ГОСТа).
Цельное молоко нормализуют обезжиренным молоком (0,05 %).
Обезжиренное молоко получают в процессе сепарирования молока на сепараторах-сливкоотделителях при t = 45-50 °С.
Далее нормализованное молоко по составу направляют на гомогенизацию и тепловую обработку.
Гомогенизация - это раздробление жировых шариков на более мелкие, с целью исключить отстой жира в готовом продукте.
Гомогенизацию молока проводят на гомогенизаторе клапанного типа.
Пастеризация - это тепловая обработка молока ниже 100 °С.
Сгущение нормализованного молока - это удаления из молока части влаги методом выпаривания. Степень сгущения показывает во сколько раз увеличилась массовая доля сухих веществ, процент сухих веществ в сгущенном молоке 48-50 %.
Нормализацию цельного молока по содержанию жира и СОМО осуществляют в резервуаре.
Цель нормализации: регулирование состава сырья для получения готового продукта, отвечающего требованиям стандарта.
Нормализованная смесь насосом подается в промежуточный бак. Нормализованное молоко насосом подается в пластинчатую пастеризационноохладительную установку, для подогрева до t = 40-45 °С. Нагретое молоко очищается от возможных механических примесей на сепараторе-молокоочистителе.
Очищенное молоко подается в секцию пастеризации, где пастеризуется при t = 90 ± 2 °С и выдерживается 20 сек., проходит секцию охлаждения, где охлаждается до t = 4-6 °С.
Из пластинчатой пастеризационно-охладительной установки молоко подается в резервуар, далее насосом молоко подается на трехкорпусную вакуум-выпарную установку пленочного типа.
Режимы сгущения молока:
- в первом корпусе молоко сгущается при t = 72-74 °С;
- во втором корпусе при 60-62 °С;
- в третьем корпусе при 46-48 °С.
Из вакуум - выпарной установки сгущенное молоко насосом подается в гомогенизатор, где оно гомогенизируется при Р = 10-15 МПа.
Из гомогенизатора сгущенное молоко подается в резервуар для сгущенного молока. Из резервуара сгущенное молоко с концентрацией сухих веществ 48-50 % насосом подается на распылительную сушилку. При этом оно должно иметь температуру не менее 40 °С. Сгущенное молоко подается на распылительный диск и распыляется на мелкие частицы.
Технические науки
75
Воздух для высушивания частиц молока, берется из помещения, фильтруется и подогревается в калорифере до t = 180-200 °С и по воздуховоду поступает на рассеиватель воздуха.
За счет высокой температуры воздуха распыленные частицы молока высушиваются и падают в конусную часть сушилки, со дна камеры через виб-ролоток ссыпаются в пневмотранспортную линию.
При нагревании пищевая и биологическая ценность молока снижается. Ферменты разрушаются полностью даже при нагревании до 85-95 °С, но молочный жир при нагревании до 100 °С почти не изменяется. Более высокая температура вызывает побурение молока.
Доказано, что тепловое воздействие на молоко вызывает как обратимые так и необратимые последствия в зависимости от силы воздействия на продукт.
Высокая скорость сушки (испарения), обусловлена большой поверхностью соприкосновения мелкодисперсного молока с горячим воздухом.
В результате повышения содержания энергии, тепловое движение частиц и колебание атомов в молекулах усиливаются и происходит изменение состава молока. При определенной температуре поглощённая энергия достигает величины энергии активации для развития и образования связей. Вследствие этого при нагревании все составные части молока с незначительной энергией связи претерпевают изменения. Белки с высоким содержанием водородных связей и легко расщепляемых ковалентпых связей особенно подвержены изменениям при нагревании. Тепловые воздействия происходят незаметно для глаза. Однако по мере увеличения времени выдержки при температуре нагревания они усиливаются.
При быстром испарении влаги воздух охлаждается до 65-80 °С, поэтому тепловое воздействие на продукт незначительно и растворимость его высокая [2].
Отработавший воздух с t = 65-85 °С, вместе с взвешенными мелкими частицами сухого молока забирается трубой, очищается в системе циклонов и вентилятором выбрасывается наружу.
Эффективность циклонной очистки 95,0-97,4 % [3].
Частицы порошка из циклонов удаляется пневматически в общую пневмотранспортную линию, подающую готовый продукт в разгрузочный циклон. Из пневмотранспортной линии сухое молоко подается на разгрузочный циклон, далее направляется на просеивание на встряхивающем сите.
Охлаждение сухого молока проводится холодным воздухом в системе пневмотранспорта, охлаждается продукт до t = 10-15 °С.
Сухое молоко подается в бункер - накопитель, откуда направляется на фасование в фасовочной машине. В потребительскую (пакеты с вкладышами из воздухо- и влагонепроницаемого материала) или транспортную (бумажные мешки, бочки, фанерные барабаны с вкладышами из полиэтилена) тару.
76
НАУКА И СОВРЕМЕННОСТЬ - 2016
В современных реалиях развития пищевой промышленности и аграрного сектора экономики Российской Федерации, импортозамещение является главным направлением экономической безопасности нашей страны. Развитие собственного производства высокотехнологичного оборудования, ничуть не уступающего, а даже превосходящего по некоторым параметрам, является ключевым звеном продовольственной безопасности.
Список литературы:
1. Петрова С.В. Физико-химические изменения в молочном порошке при распылительной сушке / C.B. Петрова, Л.В. Петрова // Молочная промышленность. - 2006. - № 5. - С. 76-77.
2. Михалева Т.В. Сушка мелкодисперсного сырья с элементами автоматизированного управления / Т.В. Михалева, В.П. Попов // Пищевые технологии: сб. тезисов VIII Всерос. конф. молодых ученых с междунар. участием. - Казань: Изд-во «Отечество», 2007. - С. 135-136.
3. Гамрекели М.Н. Предельные значения производительности установок распылительной сушки / М.Н. Гамрекели // Известия вузов. Лесной журнал. -2006. - № 1. - С. 138-144.
