§ 12.2. Механічне та теплове оброблення молока

Щоб запобігти бактеріальному забрудненню та псуванню мо­лочної сировини до перероблення, потрібно не тільки дотримува­тися санітарних і ветеринарних правил її одержання, а й забезпе­чити стійкість молока під час зберігання та транспортування.

Молоко до перероблення очищують, піддають тепловому та механічному обробленню, резервують і зберігають.

Очищення проводять з метою видалення механічного забруд­нення і мікроорганізмів. Означену технологічну операцію здійс­нюють шляхом фільтрування або сепарування.

Найефективніше молоко очищують за допомогою сепарато- рів-молокоочисників, у яких у полі відцентрових сил очищення відбувається за рахунок різниці між густиною плазми молока та сторонніх домішок. Сепарування молока бажано проводити за температур 35-45° С з метою зменшення в’язкості рідкої сис­теми, що сприяє підвищенню ефективності процесу. На під­приємствах галузі застосовують також і так зване холодне очи­щення молока, яке здійснюють на сепараторах, призначених для роботи за низьких температур.

При відцентровому очищенні молока разом із механічними забрудненнями вилучають значну частину мікроорганізмів. Для досягнення найбільшого ступеня видалення мікробних клітин застосовують бактофугування, що підвищує ефективність ви­далення мікроорганізмів до 98%.

Сепарування молока у сепараторах-вершковідокремлюва- чах — це його розділення на високожирну (вершки) й низькожир- ну (знежирене молоко) фракції. У барабані сепаратора молоко під дією відцентрових сил розподіляється у барабані між тарілками у вигляді тонких шарів, що створює сприятливі умови для як­найповнішого відокремлення жирових кульок за короткий час. Оптимальна температура сепарування для знежирення молока — 35-45° С.

Нормалізація — це регулювання хімічного складу сировини для одержання готового продукту, що відповідає вимогам стан­дарту.

При нормалізації молока за жиром можуть бути два варіанти:

1. жир частково відбирають від незбираного молока в пото­ці шляхом сепарування;

2. до молока-сировини додають розраховану за рівнянням ма­теріального балансу кількість знежиреного молока або вершків.

Гомогенізація — це оброблення молока (вершків) з метою подрібнення жирових кульок шляхом впливу на молоко значних зовнішніх зусиль. Дрібні жирові кульки неспроможні відстою­ватись у вигляді вершкового шару під час зберігання молока та молочних продуктів. Окрім того, збільшена поверхня контак­ту фаз жир — плазма здатна частково зв’язувати білки та воду, тобто структурувати всю систему зі зростанням її в’язкості. Для досягнення вказаної мети необхідно, щоб середній діаметр жирових кульок не перевищував 2 мкм.

Ефективність гомогенізації залежить від тиску і температу­ри. Оптимальний тиск гомогенізації для одержання продуктів різних груп становить у середньому 10-20 мПа, а температура — 60-65° С. Ефективність процесу залежить також і від властивос­тей та складу рідкої сировини — в’язкості, щільності, кислотнос­ті, умісту жиру. Підвищені кислотність, в’язкість та густина молока знижують ефективність гомогенізації.

Для гомогенізації молока застосовують в основному клапанні гомогенізатори на основі багатоплунжерних насосів високого тиску, що забезпечують оброблення продукту в діапазоні від 0 до 25 мПа. Для підвищення ефективності процесу часто викорис­товують двоступеневу або подвійну гомогенізацію.

Теплове оброблення молочної сировини проводять з метою винищення сторонньої мікрофлори, інактивації ферментів і на­дання готовим продуктам специфічних смаку та запаху. Фізи- ко-хімічні зміни складових частин молока, що залежать від температури і тривалості теплового оброблення, повинні бути мінімальними. Ефективність пастеризації, що визначається від­сотком винищених мікроорганізмів, повинна становити не мен­ше, ніж 99,98%.

До основних видів теплового оброблення відносять пастери­зацію та стерилізацію. Різновидом пастеризації можна вважа­ти термізацію.

Пастеризацію молока проводять за таких режимів:

• за температури 60-63° С з витримкою ЗО хв (тривала пас­теризація);

• за температури 74-78° С з витримкою 15-20 с (коротко­часна);

• за температури 85-87° С 3-4 хв;

• за температури 95-98° С без витримки (миттєва).

Вибір режимів пастеризації визначається наявним обладнан­ням і обраною технологією. Так, у виробництві пастеризованого молока найчастіше застосовують короткочасну пастеризацію, для кисломолочних продуктів та морозива пастеризацію про­водять за температури 85-87° С. Миттєва пастеризація за впли­вом на мікроорганізми і властивості молока аналогічна корот­кочасній, її рекомендують у маслоробстві та при виробництві молочних консервів.

Термізація — це теплове оброблення молока з метою збіль­шення тривалості його зберігання шляхом зниження загально­го бактеріального обсіменіння молока. Термізацію проводять за температури 65° С протягом 15 с для підвищення стійкості сирого молока під час зберігання, а також для виготовлення десертних кисломолочних виробів подовженого терміну зберігання.

Стерилізація — це теплове оброблення молока за темпера­тури вище 100° С з метою підвищення його стійкості при збері­ганні шляхом знищення як вегетативних, так і спорових форм мікроорганізмів.

Стерилізацію проводять за більш високих температур з мі­німальною витримкою, тому й фізико-хімічні властивості мо­лока змінюються незначно.

Залежно від особливостей виробництва і фасування продук­ту розрізняють періодичну і безперервну стерилізацію в тарі та в потоці з асептичним розливом. Термін зберігання стерилізо­ваного молока становить від 2 до 4 міс. за температури 20° С за умови герметично закритої тари.

При виборі способу стерилізації і типу установок варто вра­ховувати умови експлуатації, якість вихідної сировини, вид про­дукту й економічну доцільність.

Ультрависокотемпературне (УВТ) оброблення молока про­водять за температур понад 135° С протягом 1-3 с.

Охолодження молока. Свіжовидоєне молоко містить особливі бактерицидні речовини, що не тільки перешкоджають росту бак­терій, а й знищують їх. У неохолодженому молоці швидко роз­виваються мікроорганізми, що викликають його псування. За температури 32° С через 10 год кислотність молока підвищуєть­ся у 2,8 рази, а число бактерій зростає в 40 разів. У молоці, охо­лодженому до 12° С, протягом 10 год кислотність не збільшу­ється, а загальне число бактерій змінюється несуттєво. Тому охолодження молока — один із основних чинників, що сприяє пригніченню розвитку небажаної патогенної мікрофлори і збе­реженню якості молока.

Розвиток більшості мікроорганізмів різко сповільнюється при охолодженні молока до температури нижче 10° С и майже цілком припиняється за температури близько 2-4° С. Термін зберігання молока за цих умов — до 12 год. За більш тривало­го зберігання охолодженого молока може змінюватися його смак і консистенція.

При заморожуванні молока та молочних продуктів суттєво змінюються їх фізико-хімічні властивості. Здатність дефросто- ваних продуктів поновлювати початкову якість залежить від умісту вологи та форм її зв’язку в замороженій масі.

Заморожування молока здійснюють у три стадії: переохоло­дження, зневоднення і взаємодія зі зв’язаною водою. Бажано зневоднення проводити дуже швидко, щоб молоко не розшарову­валося. Кількість замороженої води в молоці за температури мінус 1° С становить 45%, при мінус 21° С — 95%, при мінус 25° С сягає 97,1%. У такий спосіб молоко, швидко й пошарово замо­рожене за температури мінус 21-25° С, фактично не містить віль­ної води, 3,5% становить зв’язана вода, тому протягом трива­лого часу (до 1,5 року) молоко не змінює своїх властивостей.

Шляхом виморожування можна згущувати сироватку та знежирене молоко. Процеси заморожування також мають ве­лике значення у виробництві морозива.