7.4 Производство сливочного масла методом сбивания сливок
Получение масла из сливок (массовая доля жира от 32 до 55 %), представляющих стойкую жировую эмульсию, - сложный физико-химический процесс. Основой технологии является выделение жировой фазы из сливок сбиванием и превращение образовавшегося масляного зерна (концентрированной дисперсии, состоящей из разрушенных и полуразрушенных жировых шариков и их агрегатов) в монолит масла со свойственной ему структурой и консистенцией.
7.4.1 Низкотемпературная подготовка сливок к сбиванию
Цель данной технологической операции - перевести часть молочного жира (не менее 30…35 % жира) в твердое состояние. При появлении внутри жировых шариков кристаллов жира уменьшается прочность связи белковых оболочек и прилегающего к ним жира. Это вызывает десорбцию некоторой части веществ оболочки в плазму и снижение устойчивости жировой дисперсии сливок. С увеличением глубины охлаждения и выдержки сливок данное влияние усиливается. Описанное явление служит основой процесса выделения из сливок жировой фазы и получения масляного зерна.
Выбор режимов подготовки сливок к сбиванию зависит от состава молочного жира, периода года, условий кормления животных и других факторов.
В технологическом плане режимы физического созревания сливок подразделяют на традиционные (длительный и ускоренный), бесступенчатые, ступенчатые и комбинированные (летние и зимние).
Длительный режим подготовки сливок к сбиванию. В промышленности применяют одно- и многоступенчатые режимы физического созревания сливок.
При одноступенчатом режиме подготовка сливок включает два этапа:
- быстрое охлаждение сливок со скоростью около 2 °С/с до температуры массовой кристаллизации глицеридов (ниже 8 °С);
- выдержку их при этой температуре в течение 5…20 ч.
При охлаждении сливок в жировых шариках образуются центры кристаллизации и происходит частичное отвердевание глицеридов 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 оболочек жировых шариков, происходит образование новых структурных связей между образовавшимися твердыми частицами, частичное выделение их из жировых шариков свободного жидкого жира и агрегация жировых шариков.
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 дозирование 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 – заквасочная
Рисунок 7.2 – Схема технологического процесса производства сливочного масла методом сбивания сливок
При выработке сладкосливочного и кислосливочного масла с массовой долей влаги 16 % основными параметрами одноступенчатого режима являются: температура охлаждения (4…6 °С в весенне-летний и 5…7 °С в осенне-зимний периоды года) и продолжительность выдержки (не менее 5 и 7 ч, соответственно). На практике продолжительность выдержки сливок составляет 15…20 ч, а в отдельных случаях до 48 ч. Во избежание нарастания кислотности сливки в этом случае пастеризуют при температуре 105…115 °С, а созревание осуществляют при 6…8 °С.
Одноступенчатые режимы созревания сливок по сравнению со многоступенчатыми более просты и менее трудоемки. Однако они не всегда обеспечивают необходимое 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. В результате, это негативно сказывается на формирование структуры и консистенции масла, а иногда - и жирности пахты.
Для регулирования структуры и консистенции масла применяют дифференцированные двух- и многоступенчатые температурные режимы подготовки сливок к сбиванию, учитывающие химический состав и свойства молочного жира. В весенне-летний период года (когда йодное число молочного жира выше 39) сливки после пастеризации охлаждают до 13…15 °С, выдерживают не менее 3 ч для кристаллизации высоко- и среднеплавких глицеридов, затем быстро доохлаждают до 4…6 ° и выдерживают при этой температуре не менее 3 ч с периодическим перемешиванием через каждые 1,5 ч по 3…5 мин, что способствует кристаллизации тугоплавких групп глицеридов в виде мелких кристаллов. После этого сливки подогревают (водой, нагретой до 27оС) до температуры сбивания.
В осенне-зимний период года (йодное число молочного жира ниже 39) при повышенном содержании в жире высокоплавких глицеридов сливки быстро охлаждают до 5…7 °С и выдерживают 2…3 ч с периодическим перемешиванием (2…3 раза по 3…5 мин), создавая условия для кристаллизации и отвердевания до 40 % средне- и низкоплавких глицеридов. Затем сливки медленно (в течение 40…60 мин) подогревают до 13…15 °С (водой, нагретой до 27 °С) и выдерживают не менее 3 ч (с перемешиванием по 3…5 мин через каждые 1,0…1,5 ч). Такая обработка способствует отвердеванию средне- и высокоплавких глицеридов в виде крупных кристаллов, По окончании процесса сливки сразу охлаждают до температуры сбивания.
При выработке сливочного масла с повышенным содержанием влаги (до 25…35 %) допускается использование "мягкого" двухступенчатого режима: быстрое охлаждение в потоке до 7…9 °С с выдержкой при этом 2…3 ч. Затем сливки медленно подогревают до 10…12 °С с перемешиванием и последующей выдержкой 15…17 ч. Перед сбиванием сливки подогревают.
Дифференцированные температурные режимы физического созревания сливок необходимы для повышения механической прочности масла в весенне-летний период года и снижения этого показателя в осенне-зимний период. В обоих случаях такой режим обеспечивает улучшение пластичности и термоустойчивости вырабатываемого масла и нормативное содержание жира в пахте.
Ускоренный режим низкотемпературной подготовки сливок к сбиванию. Этот режим 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 дисперсии сливок путем сочетания механического и температурного воздействия.
Сущность процесса заключается в интенсивном (в течение 3…5 мин) механическом воздействии (в аппаратах специальной конструкции) на быстроохлажденные до температуры 3…6 °С сливки. Затем их выдерживают (1,5…2,0 ч в весенне-летний период и 45…50 мин в осенне-зимний), после чего сливки в потоке подогревают до температуры сбивания 8…12 °С), повторно выдерживают 20…30 мин и подают в маслоизготовитель.