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. Схема процесса выработки масла данным методом (рис. 1) 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; фасовку и упаковывание масла.

Приемка и сепарирование молока. Приемка и сортировка молока. Сдача, приемка и перевозка молока на предприятии 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.

Рис 1. Схема технологического процесса производства сливочного масла методом преобразования высокожирных сливок: 1 — весы; 2 — приемная ванна; 3 — пластинчатый теплообменник; 4 — сепаратор-сливкоотделитель; б — трубчатый пастеризатор; 6 — дезодорационная установка; 7 — насос для сливок; 5 — 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 жирность 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 нашей стране при выработке сливочного масла применяют пастеризацию и дезодорацию сливок.

Пастеризация сливок. Она предназначена для полного уничтожения патогенных микроорганизмов и максимально — всей остальной микрофлоры, инактивации ферментов, ускоряющих порчу продукта. Эффективность пастеризации 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 весенне-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.

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.

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.

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.

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.

Пластинчатые маслообразователи. В них с учетом особенностей конструкции 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.

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.

Таблица 3. Температура фасования 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

Модифицированные методы преобразования высокожирных сливок в масло. В ВНИИМС НПО «Углич» проведены исследования, цель которых—получить методом преобразования высокожирных сливок масло, по характеру структуры и свойствам аналогичное или близкое вырабатываемому методом сбивания сливок (традиционным), чего не удается достигнуть при использовании существующих серийных маслообразователей. При этом можно выделить два направления работ совершенствования процесса преобразования высокожирных сливок в масло: с получением в качестве промежуточного продукта кристаллизатора и масляного зерна.

Рис. 2. Схемы аппаратурного оформления и температурные характеристики модифицированных методов преобразования высокожирных сливок в масло: А — участок получения высокожирных сливок и их нормализации; Б — участок преобразования высокожирных сливок в масло и их фасования; В — температурные кривые, характеризующие процесс преобразования высокожирных сливок в масло в аппаратах различных конструкций

Процесс маслообразования с получением кристаллизата. Основой процесса является увеличение скорости охлаждения высокожирных сливок до 1,5— 2°С/с (в 5—9 раз по сравнению с серийным маслообразователем) и связанные с этим изменения, требующие нового аппаратурного оформления. При этом процесс маслообразования включает следующие стадии: охлаждение высокожирных сливок, образование кристаллизата в качестве промежуточного продукта и его механическую обработку.