14. Кристалізація лактози при виробництві молочних консервів.

У згущеному молоці з цукром лактоза кристалізується, згідно з молекулярно-кінетичною теорією, у дві стадї: зародження і ріст кристалів.

Відомі три типи утворення зародків: гомогенний (спонтанний); первинний гетерогенний (за наявності апаратів і на поверхні твердих домішок); вторинний гетерогенний (за наявності кристалів тієї самої речовини).

Чинники підвищення швидкості утворення зародків кристалів лактози: інтенсивне розпилення продукту під час подавання його у вакуум-охолодник, інтенсивне охолодження за рахунок поглиблення розрідження та перемішування в процесі охолодження.

В умовах гетерогенного механізму утворення зародків необхідна базова поверхня кристалізації — затравка. Як затравку використовують дрібнокристалічну рафіновану лактозу. Доза внесення затравки — 0,02 % від маси готового продукту. Основні вимоги до затравки:розмір кристалів. (чим більше часточок в одиниці маси затравки, тим ефективніша її дія на процес кристалізації). Рекомендований розмір кристалів дрібнокристалічної рафінованої лактози — 3—4 мкм; бактеріальна чистота, затравка вноситься у продукт, який не піддається тепловій обробці. У промисловості застосовують спосіб підготовки затравки до внесення у продукт — прогрівання у сушильній шафі при 100— 105 °С протягом години, така обробка гарантує сте­

рильність.

Затравку вносять при температурі посиленої масової кристалізації лактози (30—37 °С). Під масовою кристалізацією розуміють процес одночасного утворення великої кількості кристалів: у різних точках системи одночасно утворюються зародки, ростуть кристали і дробляться, ростуть великі кристали за рахунок малих.

«Лактозне число» — концентрацію лактози у водній фазі згущеного молока визначають за графіком Гудзона.

Рекомендовані такі режими одноступеневого вакуумного охолодження згущеного молока з цукром: розрідження у вакуум-охолодниках на початку перепуску згущеного продукту із вакуум-апарата не менше як 933 гПа; перепуск згущеного продукту із вакуум-випарного апарата в вакуум-охолодник протягом 10— 12 хв та обов’язкове його розпилення, увімкнення мішалки через 3—5 хв від початку перепуску згущеного продукту у вакуум-охолодник; внесення затравки в продукт тільки в сухому вигляді через штуцер або повітряний кран при температурі посиленої кристалізації лактози.

15. Теоретичні основи і способи сушіння молока, переваги та недоліки.

Сушіння є специфічною операцією, суть якої полягає у видаленні вологи з продукту випарюванням, або сублімацією. У процесі сушіння потрібно видалити вільну воду з продукту. Наявність вільної вологи в продукті неприпустима з таких причин:у вільній воді розчиняються солі, їх концентровані розчини спричиняють денатурацію білків, що знижує розчинність; у вільній воді розчиняється лактоза, яка частково кристалізується, а сухий продукт при цьому «спікається»; у вільній воді розчиняється молочна кислота, концентровані розчини якої спричиняють денатурацію білків і руйнування оболонок жирових кульок; утворюється вільний молочний жир, що посилює окиснювальне псування жирів; вільна волога сприяє відновленню життєдіяльності мікроорганізмів.

У молочній промисловості використовуються кілька способів сушіння: розпилювальний, плівковий, сублімаційний, у стані піни, у киплячому стані.

За розпилювального сушіння продукт розпилюється і висушується в атмосфері гарячого повітря. Продукт зневоднюється внаслідок випаровування вологи з поверхні дрібних крапель молока. Розпилювальне сушіння здійснюють на розпилювальних сушарках. На розпилювальній сушильній установці одноступеневого сушіння підзгущене молоко розпилюється у верхній частині башти сушарки. В зону розпилення молока подають гаряче повітря температурою 160—180 С. Висока швидкість сушіння зумовлена великою сумарною поверхнею крапель молока. За величини крапель 30—80 мкм загальна їх поверхня на 1 л молока становить 100—150 м². За швидкого випаровування вологи температура повітря в зоні розпилення знижується до '75—95 С, тому продукт не підлягає сильній тепловій дії. Розпилювальні часточки висушуються за законами міграції вільної води в колоїдних капілярно-пористих тілах.

Волога видаляється тільки з поверхні часточки трьома етапами: розпилення; сушіння; видалення сухого продукту з повітря. Основний етап — сушіння — можна уявити як послідовність трьох періодів: початковий, коли за частки секунди у верхній частині башти сушильної камери з продукту видаляється 80—85 % вологи; період сталої швидкості висушування, коли часточки досушуються, та кінцевий період, коли швидкість досушування уповільнюється.

На розпилювальній сушильній установці двоступеневого сушіння відбувається двостадійне сушіння, яке передбачає розпилювальне сушіння на першій стадії і досушування сухого порошку — на другій у киплячому шарі у вібраційно-конвективних сушарках (інстантайзерах або віброфлюїдайзерах)

Масова частка вологи в сухому продукті після першої стадії на 2—4 % вища, ніж у готовому продукті. У вібраційно-конвективних сушарках відбувається видалення вологи до стандартного значення і охолодження сухого продукту.

На сушильній установці триступеневого сушіння передбачається: розпилювальне сушіння в сушильній камері на першій стадії, досушування у нижній частині сушильної башти на «флюїдному дні» — на другій, остаточне висушування і охолодження в окремій сушарці — на третій.

Однією з основних переваг розпилювального сушіння є незначна і нетривала дія високих температур на часточки висушуваного продукту. В результаті розпилювального сушіння

отримують продукт високої якості.

До недоліків розпилювальних сушарок слід віднести високу вартість обладнання, великі енерговитрати і габарити.

У процесі плівкового (контактного або вальцьового) сушіння продукт розподіляється тонким шаром по гарячій поверхні, в результаті чого він закипає і швидко висихає. За цього способу сушіння продукт контактує з гарячою поверхнею, що призводить до денатурації сироваткових білків, погіршує його колір і консистенцію, знижує розчинність. Переваги контактних сушарок полягають у тому, що вони потребують невеликих витрат пари і мають порівняно малі габарити. Здебільшого на них одержують сухі продукти з вторинної молочної сировини.

Сублімаційне сушіння здійснюється заморожуванням продукту і видаленням вологи сублімацією льоду у вакуумі. Сублімаційне сушіння є найбільш енергоємним. Проте якість

сухих продуктів, одержаних таким способом, найвища. Продукти зберігають структуру, смак, вітаміни. За допомогою сублімаційного сушіння виготовляють сухі закваски і бактеріальні препарати, сухі кисломолочні продукти. Сушіння у стані піни здійснюється введенням газу під тиском 15 МПа у підзгущене молоко. Газ і продукт змішують у співвідношенні 5:1. Для сушіння у киплячому шарі через прошарок часточок сухого продукту пропускають повітря температурою 80—90 С. Часточки втрачають контакт, перемішуються — утворюється «киплячий шар». У процесі сушіння відбуваються зміни компонентів молочних сумішей: денатурують сироваткові білки, виділяється вільний молочний жир, руйнуються ферменти і вітаміни, особливо водорозчинні (вітамін С руйнується на 20, вітаміни групи В — на 10—35 %).