Обробка молочних продуктів

Молоко і його коагуляція

Молоко являє собою систему складного складу.  Основним компонентом молока є вода.  Якщо випарувати (видалити випаровуванням) воду з молока, то залишаться тільки ті речовини, які не випаровуються при нагріванні.  Таким чином, отримують сухе молоко.  «Сухих» речовин в молоці, як показує аналіз, близько 12% по масі.  Це казеїн - природний білок, жир від 3 до 6%, мінеральні солі, ферменти.
Казеїн - це полімер.  Для розчинів полімерів характерна більш висока, ніж у чистої води в'язкість.  Казеїн, як і більшість природних полімерів, досить нестійкий.  Під впливом різних факторів, зокрема підвищенні температури і кислотності, він згортається (коагулює), тобто раніше распрямленние ланцюга полімеру згортаються в клубок, переплітаються між собою.  В результаті білок втрачає розчинність і випадає в осад.  Підвищення кислотності в молоці сприяють молочнокислі бактерії, продуктом життєдіяльності яких є молочна кислота.  При випаровуванні (видаленні води з розчину) концентрація молочної кислоти природно зростає і казеїн коагулює.  Крім того, випарювання молока проводять при високих температурах, що також сприяє його коагуляції.
 Коагуляція - незворотний процес, тобто перевести згорнувся білок в розчинний стан не можна.  Природно, що така ситуація є неприйнятною для виробників будь-яких видів молочної продукції.

Отримання сухого молока

Технологічний процес отримання сухого молока

 У виробництві сухого молока випарювання води з молока ведуть в випарному апараті, нагріваючи молоко через стінку водяною парою.  Пар несе стільки тепла, скільки отримав в паровому котлі при випаровуванні води.  Але теплоємність пари визначається температурою, до якої його нагріли.  А температура в котлі тим вище, чим вище тиск.  На практиці у всіх теплових процесах, де використовується пар, кількість перенесеного їм тепла визначають по тиску пари і його витраті.  Пар виділяє накопичене в ньому тепло при конденсації.  Конденсується він на стінці гріючої камери.  Тобто, чим більше пара сконденсувалось (тиск і витрата), тим вище температура стінки гріючої камери.
Щоб зменшити температуру стінки гріючої камери, випарювання молока ведуть при зниженому тиску (під вакуумом).  Так як умовою кипіння рідини є рівність тиску її насичених парів (яке залежить від температури) і зовнішнього тиску, то знижуючи зовнішній тиск, можна зменшити температуру кипіння рідини.  Чим нижче тиск над молоком, тим нижче температура його кипіння.

Фактори, які ускладнюють процес отримання сухого молока

- «Подкісшее» молоко - молочна кислота, що викликає коагуляцію казеїну;
- Висока температура, що викликає коагуляцію казеїну;
- Недостатній вакуум, що вимагає для забезпечення кипіння більш високої температури стінки гріючої камери;
- Висока в'язкість молока, що ускладнює тепловідвід (тепловіддачу) від стінки гріючої камери і, як наслідок, підвищення температури стінки;
- Висока температура стінки гріючої камери, на якій коагулює казеїн молока при контакті, ще більше погіршуючи теполоотдачу і ще більш підвищуючи температуру стінки.

Пастеризація

Пастеризацією називається запропонований французьким мікробіологом Луї Пастером спосіб консервування харчових продуктів нагріванням до температур трохи нижче 1000С.  При такому нагріванні гине більшість видів бактерій, дріжджів і грибків.  Одночасно руйнуються ферменти, але зберігаються вітаміни.  Якщо зберігати пастеризоване молоко в герметично закритому стані, щоб з повітря не потрапили нові живі бактерії, то воно зберігається дуже довго.

Боротьба зі згортанням молока при пастеризації

При пастеризації молока, його нагрівають до 95 градусів і витримують при такій температурі близько години.  Оскільки нагрів молока ведуть через стінку гріючої камери, стінка як джерело тепла найгарячіша.  Тому:
-  гріють "на водяній бані", то є гарячою водою;
- обов'язково перемішують, щоб рівномірно розподілити підігріте на гарячій стінці молоко по всьому об'єму і забезпечити пастеризацію всього обсягу молока.

Фактори, що призводять до згортання молока при пастеризації

- Молочна кислота в подкісшем молоці;
- Висока температура, що викликає коагуляцію казеїну, і час прогріву, що забезпечує пастеризацію;
- Висока в'язкість молока, що ускладнює тепловідвід (тепловіддачу) від стінки гріючої камери і, як наслідок, підвищення температури стінки;
- Висока температура стінки гріючої камери, на якій коагулює казеїн молока при контакті, ще більше погіршуючи теполовіддачу.

 Що дає "омагнічування" молока

- Знижує в'язкість молока;
- Збільшує тепловіддачу від стінки.  Вимірювання показують підвищення тепловіддачі в «омагниченній» воді на 7-8%;
- Знижує питому теплоту пароутворення.  Як наслідок, для того, щоб молоко кипіло, потрібно підвести менше тепла.  Тобто, такий спосіб компенсує труднощі зі створенням вакууму, автоматично знижує температуру стінки гріючої камери.  Адже головний споживач тепла якраз кипіння: 2500 кДж на кг випарованої води.  Для порівняння наводимо "орієнтир": теплоємність води 4,3 кДж на кг / градус.  Тобто, витрати тепла на випаровування 1 кг води дорівнюють витратам тепла на нагрів 1 кг води на 580 градусів.  Як наслідок, суттєво знижується температура стінки гріючої камери необхідна для забезпечення кипіння молока;
- При пастеризації, все те ж саме, що і в отриманні сухого молока.  Тільки відсутня стадія випаровування води.  Тобто, умови м'якші, температури нижчі.  Але все одно: близько 100 градусів.

Інші розділи категорії:

- МГД резонатор - пристрій для боротьби з накипом;
- Принцип роботи МГД резонаторів;
- Області застосування МГД резонаторів;
- Часті питання і відповіді на них;

- Акти впроваджень;
- Бланк технічного завдання на МГД резонатор;