Переработка месел

Тепловая обработка молока

Наиболее действенным фактором, способствующим гибели микроорганизмов и их спор в молоке, является тепловая обра­ботка, которая является важной и обязательной операцией. Тепло - пая обработка молока состоит из двух стадий — нагревания н охлаждения.

Существует два основных г. к да обработки молока нагрева­нием— пастеризация и стерилизация.

При пастеризации погибают вегетативные формы бактерий, бактериальные споры сохраняются. При стерилизации уничто­жаются как вегетативные формы бактерий, так и их споры.

Эффективность теплового воздействия на микроорганизмы за­висит не только от температуры нагрева, но и от времени вы­держки при этой температуре.

При пастеризации, и особенно при стерилизации молока, не только уничтожается его микрофлора, но происходят и некоторые изменения его физико-химических свойств. Изменяется вязкость молока, молоко приобретает специфический вкус, запах и цвет. Все эти явления связаны с изменениями составных частей молока, в первую очередь, его белков.

В молоке содержатся казеин (около 2,75%) и сывороточные белки—альбумин и глобулин (около 0,75%).

Казеин находится в. молоке в коллоидном состоянии в соеди­нении с кальцием в вндс соли — казеината кальция, обусловли­вающей непрозрачность н белый цвет молока. Казеинат кальция обладает большой термостойкостью. Тепловая обработка молока (с кислотностью 18°Т) даже при температуре 150—160° С не при­водит к коагуляции казеината кальция. С другой стороны, это соединение чрезвычайно чувствительно н не стойко к воздействию кислот как минеральных, так и органических, в том числе и мо­лочной кислоты. При накоплении ее в молоке за счет жизнедея­тельности молочнокислых бактерий, при определенной ее концен­трации и температуре, за счет отщепления кальция от казеината кальция, происходит моментальная коагуляция казеина, сопро­вождающаяся переходом молока из жидкого в гслеобразное со­стояние.

При тепловой обработке молока в большей степени изменяются сывороточные белки (альбумин н глобулин). В противоположность казеинату кальция сывороточные белки находятся в молоке в со­стоянии раствора. Они устойчивы к кислотам, но при нагревании, начиная с температуры 60° С, они подвергаются тепловой коагуля­ции, а при температуре 93— 95° С происходит агрегация полностью

Денатурированных частиц сывороточных белков, которые затем

При сквашивании молока коагулируют вместе с казеином, образуя в сквашенном продукте плотный сгусток, способный задерживать отделение сыворотки. Прочность сгустка сквашенного молока, по­лученного на молоке, предварительно подвергнутом тепловой об­работке, более чем в полтора раза превышает плотность сгустка, полученного на сыром молоке. Частично выпадая в осадок при тепловой обработке молока, сывороточные белки образуют на на­гревающей поверхности пастеризаторов молочный камень.

Коагулированные белки пастеризованного молока не снижают пищевую ценность последнего, поскольку они хорошо перевари­ваются с помощью пищеварительных соков. При тепловой коагу­ляции сывороточных белков происходит увеличение активности сульфгидрильных групп (S — Н), следствием чего является появ­ление в молоке привкуса «кипяченого молока» или «перепасте - рнзации».

Молочный сахар (лактоза) при тепловой обработке молока также претерпевает изменения. Нагревание молока до высокой температуры приводит к образованию необратимой амино-карбо - нплыюй связи лактозы с белками и некоторыми свободными аминокислотами (реакция меланоидинообразоваиия), что вызы­вает покоричневение молока.

При нагревании молока при 150° С и выше происходит караме - лизация лактозы, что также отражается на цвете молока.

Молочный жир мало изменяется при тепловой обработке. Только при автоклавной стерилизации (120° С, выдержка 20 мин) происходит частичное разрушение оболочек жировых шариков, что ведет к частичному выделению жира из молока. При тепловой обработке происходит выпадение неорганических солей в молоке, связанное с переходом фосфорнокислых и лимоннокислых солей кальция в нерастворимую форму.

Потеря витаминов в молоке при стерилизации ввиду кратко­временности нагрева незначительна.

При тепловой обработке молока теряется активность его фер­ментов. Липаза теряет свою активность уже при температуре пастеризации 73° и выдержке 1,5 мин на 90—100%. Фосфатаза полностью инактивируется при нагревании до 70° С в течение 30 с. Редуктаза полностью разрушается при 75° С в течение 5 мин. Пероксидаза таюке полностью разрушается при тепловой обра­ботке молока.

Следует отметить, что все составные части молока в большей степени изменяются при 75—95° С с длительной выдержкой при этих температурах в сравнении с моментальным, нагреванием молока нри высоких температурах, близких к температурам сте­рилизации.

Наиболее эффективной тепловой обработкой молока, отвечаю­щей требованиям санитарии и технологии маргаринового произ­водства и одновременно менее снижающей пищевую ценность мо-

Лока, является высокотемпературная (120° С) пастеризация без выдержки.

Такую тепловую обработку молока обеспечивает серийно выпу­скаемые автоматизированные установки для высокотемпературной пастеризации молока П8-ОУВ производительностью 3000 л в час.

Допускается тепловая обработка молока на трубчатых пасте­ризаторах ПТ-5, производительностью 5000 л в час, при темпера­туре 110° С с последующей выдержкой при температуре 95° С (в ваннах) в течение 30 мин.

Пастеризованное молоко должно сразу подвергаться охлажде­нию до температур, обусловленных конкретными условиями тех­нологии.

Необходимо подчеркнуть, что самая эффективная пастериза­ция или стерилизация будут обесценены, если не оградить молоко от повторного обсеменения в трубах, танках, кранах и т. д. По­этому хранение молока, подвергнутого тепловой обработке, и его транспортировка по коммуникациям должны осуществляться в асептических условиях, должны также строго соблюдаться тех­нологические и санитарные режимы при сквашивании, хранении, расходовании сквашенного и пастеризованного молока и изго­товлении маргарина. Сквашивание молока должно производиться маточными заквасками, приготовленными на стерильном молоке.

Осуществление этих. мероприятий в сочетании со строгим со­блюдением общего санитарного режима на предприятии обеспе­чит значительное повышение качества и сохранности маргарина.

Типовая схема тепловой обработки молока (рис. 2)

Молоко из автоцистерны 1 с температурой 8° С насосом 2 по­дается через счетчик 3 в приемный танк для сырого молока 4. Танк оборудован охлаждающим устройством для поддержания в нем температуры 8—10° С. Из танка 4 молоко самотеком по­ступает в уравнительный бак 5 пастеризационной установки, откуда насосом 6 подается в регенеративную секцию 9а пастери­зационной установки, где подогревается до температуры 35—45° С. за счет противотока горячего молока. Нагретое молоко подается на сепаратор-молокоочиститель 7. С сенаратора-молокоочистителя молоко с той же температурой под напором подается в пастери­зационную секцию 96. Схемой предусмотрена, в случае надобно­сти, подача подогретого молока из секции а непосредственно в секцию б, минуя сепаратор-молокоочиститель. В этом случае подача молока с температурой 35—45° С из секции а в секцию б осуществляется насосом 8. В секции б молоко нагревается до 120° С. Если молоко выходит с температурой ниже 120° С, то оно возвращается в уравнительный бак на повторную пастеризацию. Этот процесс осуществляется автоматически. Из пастеризационной секции молоко поступает в секцию а, в которой охлаждается про-

Й. об^ог 7 пип о. 9-ТЇІ

^ I

Kik 1

Тивотоком холодного молока до 70—90° С, а затем в зависимости

От назначения направляется:

В танк-культиватор 10 или другие квасильные емкости, где оно охлаждается до 30° С для сквашивания;

В секцию водяного в, а затем рассольного охлаждения г, где оно охлаждается до температуры 4— 6° С, и поступает в танки 15 н 16 для храпения или расходования в производстве, после подо­грева в теплообменнике 14.

Тепловая обработка молочной плазмы, применяемой в произ­водстве маргарина по методу Козина-Варибруса, производится по этой же схеме с обязательным охлаждением до температуры 4—6° С.

Основное оборудование

Танк для хранения сырого молока (рис. 3) представляет собой трехстенный сосуд, оборудованный мешалкой 5 и системой охлаж-

Рнс. 3. Танк для хранения сырого молока: / — патрубок; 2— вал мешалки; 3 — ороситель; 4— кожух; 5 — мешалка; С — резервуар; 7 — изоляция; 8 — подшипник; 9 — патрубок; 10 — рукоятка клапана; //—ножка; 12 — редуктор; 13 — вентиль; 14 — сигнализатор на­полнения; 15 — патрубок для кислотомера; 16—кцаи; 17—моющее устрой­ство; 18 — люк; 19 — смотровой люк; 20 — воздушник; 21 — термометр;

22 — светильник

Дення. Внутренний цилиндр выполнен, из нержавеющей стали. На крышке находится привод мешалки, имеется светильник 22, смот­
ровой люк 19, устройство для механической мойки 17, патрубки для датчиков уровня. Между внутренним и средним цилиндрами имеется кольцевой зазор для прохождения охлаждающей воды, поступающей из трубы орошения. Средний цилиндр покрыт изо­ляционным слоем и облицован кожухом.

На боковой стенке танка имеется люк, на котором смонтиро­ван датчик контроля температуры. Танк оборудован датчиками автоматического контроля наполнения, опорожнения и темпера­туры.

Уравнительный бачок с поплавком входит в комплект автома­тизированной установки для высокотемпературной обработки мо­лока П8-ОУВ (рис. 4, поз. 1). Изготовляется из нержавеющей стали и предназначен для автоматического поддержания в про­цессе работы пастеризационной установки постоянной производи­тельности молочного насоса и стабильного заданного давления в системе. Уравнительный бачок имеет цилнидрическую форму с плоским дном и съемной крышкой. Внизу на боковой стенке бачка укреплен клапан с поплавком, в дно вварен угловой отвод, соединенный трубопроводом с молочным насосом. Емкость бачка 250 л.

Установка для высокотемпературной пастеризации молока П8-ОУВ (рис. 4) состоит из двух аппаратов:

Трубчатого пастеризатора с двумя цилиндрами для пастери­зации 7 и двумя—для регенерации 4;

Трубчатого двухцилиндрового охладителя 12, 13. Трубчатый пастеризатор с регенератором состоит из двух ци­линдров-теплообменников, верхнего и нижнего, обогреваемых па­ром. Между верхним и нижним цилиндрами в аппарат встроен

Рис. 4. Установка для высокотемпературной пастеризации молока:

I — уравнительный бачок; 2 — насос молочный центробежный для подачи в регенератор сырого молока; 3 — молокопровод для подачи сырого молока в регенератор; 4 — регенератор (два малых цилиндра); 5 — насос молочный для подачи по­догретого сырого молока из регенератора в пастеризатор; 6 — молокопровод для подачи подогретого сырого молока в ниж­ний цилиндр пастеризатора; 7 — пастеризатор (два больших цилиндра); 8—молокопровод для подачи горячего пастеризо­ванного молока в регенератор; 9 — молокопровод для подачи горячего пастеризованного молока из регенератора через пере­пускной пневматический клапан в охладитель; 10— манометр с мембранным разделительным устройством для контроля про­тиводавления на выходе продукта из регенератора; 11 — пере­пускной пневматический клапан; 12 — секция охлаждения во­дой; 13 — секция охлаждения рассолом; 14—молокопровод для подачи охлажденного пастеризованного молока в произ­водство и для возврата моющих средств в уравнительный бачок при циркуляционной мойке установки; 15 — трехходо­вой кран для направления охлажденного пастеризованного молока в производство и обратного направления моющих средств в уравнительный бачок при циркуляционной мойке установки; 16 — паровой регулятор давления; 17 — регулятор температуры прямого действия; 18 — манометр технический для контроля давления пара перед регулятором температуры и иа входе в цилиндры нагревателя; 19 — конденсатоотводчик

Трубчатый регенератор. В торцы цилиндров вварены трубные до­ски, в которые ввальцованы 24 трубы с внутренним диаметром 27 мм. Трубные доски, изготовленные из нержавеющей стали, имеют выфрезерованные каналы, соединяющие торцы труб по­парно, образуя змеевик.

В торцах цилиндров установлены плотно привернутые крышки с резиновыми уплотнителями, создающими герметичность. Моло­ко, нагнетаемое насосом, попадает в первую трубу, затем в канал, перемешивается и переходит в следующую трубу, опять в канал и т. д., пока последовательно не пройдет по всем 24 трубам. В паровых рубашках цилиндров, при входе пара, установлены перфорированные пластины — отражатели пара.

Регенератор также состоит из двух цилиндров-теплообменни - ков — верхнего и нижнего. Молоко в регенераторе обогревается и охлаждается встречными потоками в трубах и межтрубном про­странстве. Конструкция регенератора разбориая. Вставка с вваль - цованными в нее попарно шестью трубами размещена в корпусе. Молоко последовательно проходит по каждой паре труб. При руч­ной мойке регенератора вставка с трубами легко вынимается из корпуса. Пастеризатор оборудован перепускным клапаном, кото­рый служит для автоматического возврата педопастеризованиого молока на повторную пастеризацию. Клапан представляет собой двухходовой кран с пневматическим приводом. В качестве пневма­тического привода используется двухпозиционный мембранный исполнительный механизм.

Управление клапана осуществляется сжатым воздухом. Сжа­тый воздух по команде с пульта управления подается в верхнюю часть мембранного устройства и перемещает шток клапана в ниж­нее положение. При отсутствии давления в мембранном устрой­стве шток клапана пружиной возвращается в верхнее положение. В качестве мембраны используется листовая маслобензостойкая резина толщиной 3 мм.

Трубчатый охладитель состоит из двух цилиндров, внутри ко­торых в непрерывном закрытом потоке производится быстрое охлаждение молока. Верхний цилиндр охлаждается холодной во­дой из городского водопровода, нижний — рассолом или ледяной водой.

Для равномерного распределения воды и рассола по всей по­верхности охладителя внутри цилиндра имеются устройства, кото­рые создают направление движения хладоносителя против потока молока.

В цилиндры вварены трубные доски с ввальцованными в них трубами. Через каналы, профрезерованные в досках, трубы соеди­няются попарно, образуя змеевик. Молоко с температурой 80±10°С подается сначала в цилиндр водяного охлаждения, где охлаждается до температуры 30° С, а затем в цилиндр рассольного охлаждения, где охлаждается до 4—6° С.

Техническая характеристика ҐІ8-0УВ

TOC \o "1-3" \h \z Производительность, л/ч................................................. 3000

Начальная температура молока, °С 8

Температура пастеризации, °С... 120

Температура регенерации, °С. . . . 70—90 Температура охлаждения молока-.

I ступень. °С....................................................... 28—30

II ступень. °С........................................................ 4—6

Температура хладоноеителеіі: начальная

Температура воды (на входе), °С, не

Выше................................................................ 8

Рассола, не выше °С....................................... 6

Давление пара в линии, МПа.... 0,45 Давление пара на входе в цилиндр, не

Более, МПа....................................................... 0,15

Давление молока на выходе из нагрева­теля, не менее, МПа 0,28

Давление сжатого воздуха, МПа... 0,1

Расход пара, кг/ч.................................................... 350

Расход сжатого воздуха, м3 . 1,0

Расход артезианской воды, м3/ч... 9

Расход рассола, м3/ч.............................................. 9

Поверхность теплообмена секций, м2

Пастеризации.................................................. 4,5

Регенерации................................................................ 1,3

Охлаждения холодной водой. . . 2,65

Охлаждения рассолом.................................... 2,65

Скорость молока в трубах нагревателя,

М/сек................................................................ 1,4

Общая потребляемая мощность, кВт. . 3,0 Занимаемая площадь, м2

Регенеративного пастеризатора. . 2,6

Охладителя............................................................... 0.75

Размеры регенеративного пастеризатора, мм

Длина...................................................................... 1600

Ширина................................................................... 1650

Высота........................................................... 2200

Масса, кг............................................................... 500

Размеры охладителя, мм

Длина...................................................................... 1500

Ширина........................................................ 500

Высота.................................................................... 1200

Масса, кг......................................... ; . . 230

Общая масса установки, кг... 500 + 230