ТЕХНОЛОГИЯ МОЛОКА И МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ

ГОМОГЕНИЗАЦИЯ

Липидиая часть молока представлена жировой эмульсией прямого типа — «масло в воде». Размеры большинства жиро­вых шариков находятся в интервале от 0,5 до 10 мкм. Число их колеблется в основном от 2 до 4 млрд в 1 мл.

В обычном молоке заметный отстой сливок в результате коалесценции и всплывания наиболее крупных жировых шари­ков наблюдается уже через 2—3 ч— молоко становится неодно­родным. В процессе гомогенизации этот дефект устраняют.

Наиболее широко гомогенизацию используют при производ­стве питьевого молока, кисломолочных продуктов, сметаны, мо­роженого, молочных консервов и заменителей цельного молока.

Цель гомогенизации — обеспечение такого распределения жировых шариков по размерам, чтобы подавляющее большин­ство их имело диаметр, не превышающий определенную, напе­ред заданную величину (d0), что обеспечит необходимую ста­бильность жировой фазы в молоке. Для достижения этой цели достаточно измельчить все жировые шарики, у которых d>d$.

Если измельчению будет подвергаться и остальная часть жировых шариков, то это приведет к лишним затратам энергии. К сожалению, лишь конструкция сепаратора-диспергатора обес­печивает дифференцированное диспергирование, а следователь­но, и снижение энергоемкости процесса гомогенизации молока.

Наибольшие трудности при гомогенизации представляет де­струкция оболочки, адсорбированной на поверхности - жировой сферы. О размерах этих трудностей свидетельствует тот факт, что при гомогенизации с давлением 10 МПа необходимо увели­чить в каждой тонне молока поверхность раздела фаз на 500 тыс. м2. Гомогенизация относится к разряду самых энер­гоемких технологических процессов в молочной промышлен­ности.

Восстановление адсорбционного слоя вокруг новых жировых капель, а также формирование диффузионного пограничного слоя происходит самопроизвольно, за счет белковых компонецтов окружающей жировую

Фолипидов молочного жира Толщина оболочки, разделяю щей фазы, составляет 5—бнм (1/670 по отношению к диа­метру среднего жирового ша­рика). Доля липидов в соста­ве оболочечного вещества равна 0,2—0,35.

Удачное представление, отражающее процесс диспер­гирования жировых шариков в клапанном гомогенизаторе, предложено Н. В. Баранов­ским (рис. 5). Вместе с пото­ком молока жировой шарик движется с начальной ско­ростью по каналу в седле клапана. При входе в клапанную щель скорость потока резко возрастает. Жировая капля при этом потоком плазмы растягивается в цилиндр, который под действием сил поверхностного натяжения дробится на отдель­ные мелкие шарики, снова принимая таким образом устойчи­вую форму. Помимо градиента скорости на диспергирование жирового шарика в зоне перехода влияет и разность давлений в канале и клапанной щели.

Процесс гомогенизации вносит изменения в свойства молоч­ных продуктов. Вследствие увеличения поверхности жировых шариков и адсорбции на ней белковых компонентов возрастает вязкость. Особенно заметно такое возрастание в сливках. Отме­чается рост как титруемой, так и активной кислотности, если гомогенизации подвергалось сырое молоко. Объясняется такой рост более активным воздействием липазы на молочный жир. В пастеризованном молоке, где липаза находится в основном в инактивированном состоянии, такой рост наблюдается только после определенного срока хранения.

Клвиан

Сферу плазмы молока и фос -

/Ьгчттигтыгтпю МЛПЛПНЛГЛ WITH Я ' Ъпип лпйишошт гчпппрти ' 1

А

Жи№ К1МЯ

Рік

А' ^ | ш

Рис. 5. Схема диспергирования жиро­вого шарика в клапанной щели гомо­генизатора:

Уо. Ра — скорость жирового шарика и дав­ление молока в подводящем канале; ч,. Pi — скорость движения и давление в іцели клапана; h — высота клапанвой щели; d — диаметр подводящего канала в седле кла­пана

Стабильность жировой фазы молочных смесей после гомоге­низации значительно повышается, а белковой — снижается, в особенности при высоком содержании жира в продукте и по­вышенном давлении.

К

Эффективность процесса гомогенизации К (в %) можно оценить, подвергнув образец молока отстаиванию или центри­фугированию и замерив жирность полученных фракций:

А-100 А+В'

Где А — массовая доля жира в тяжелой фракции, %; В — массовая доля жира в легкой фракции, %.

Клапанные гомогенизаторы, несмотря на их громоздкость и вибрацию при работе, получили наибольшее распространение в молочной промышленности. Предпринимались попытки исполь­зовать для гомогенизации молока ультразвуковые установки, но успешного продолжения они не получили.

Основной метод снижения энергоемкости процесса гомогени­зации основан на предварительном выделении сепарированием низкожирных (12%) сливок, гомогенизации их при температу­ре 70 °С и давлении 10—15 МПа и последующей нормализация сливок обезжиренным молоком (раздельная гомогенизация).

Наряду с диспергированием жировых шариков во время го­могенизации протекает и обратный процесс — образование» конгломератов из отдельных частиц и даже слияние их в более крупные сферы. Для предотвращения этого процесса преду­сматривается двух - или трехступенчатая гомогенизация.

С помощью гомогенизатора добиваются не только однород^- ности по размерам жировых шариков в молоке. Созданы спе­циальные гомогенизаторы, которые придают сливочному маслу • и плавленым сырам однородную, пластичную консистенцию.

Предпринимаются попытки заменить многоплунжерный на­сос клапанного гомогенизатора центробежным. В одном случае последний используется лишь для создания необходимого дав­ления, после чего молоко поступает в диспергирующее устрой­ство. В другом — для диспергирования используется весь путь. прохождения молока от центра диска центробежного насоса до его периферии. Сама конструкция диска обеспечивает активное механическое воздействие на частицы молока. Наибольшее рас­пространение такие диспергаторы (эмульсоры) получили в це­хах по производству заменителей цельного молока.

При использовании специальной конструкции центробеж­ных дисков агрегаты обычно называют дезинтеграторами. При­менение их для гомогенизации молока и молочных продуктов имеет хорошую перспективу.