Сбивание сливок в аппаратах различных конструкций

Конструкция и технологические параметры работы используемых маслоизготовителей оказывают влияние на продолжительность процесса сбивания сливок, структурно-механические характеристики получаемого масляного зерна, его последующую механическую обработку, а, следовательно, консистенцию масла.

В маслоизготовителях периодического действия (МПД) все процессы от сбивания сливок до получения масла осуществляются в одной рабочей емкости.

Сбивание сливок происходит в результате их интенсивного перемешивания посредством вращения заполненной (на 30—50%) рабочей емкости МПД. Сливки при этом сначала поднимаются на определенную (в зависимости от конструкции аппарата) высоту, а затем, сбрасываясь под действием силы тяжести, подвергаются сильному механическому воздействию. Высота подъема сливок, возникающее давление, характер поверхности жидкости сливок определяются конструкцией, размерами рабочей емкости и скоростью ее вращения.

Механическая обработка масляного зерна, превращение его в пласт и пластификация осуществляется посредством многократного падения комков масла при вращении рабочей емкости МПД.

Определяющими параметрами работы МПД при равнозначных условиях являются температура и продолжительность сбивания сливок. Важными факторами являются степень заполнения рабочей емкости аппарата, частота ее вращения, продолжительность сбивания и др.

Начальная температура сбивания сливок — один из основных параметров. Устанавливается с учетом массовой доли жира в сливках, режимов их созревания, химического состава и свойств молочного жира, изменяющихся по периодам года, вида вырабатываемого масла. Температура сбивания преимущественно на 2—5°С выше той, при которой сливки «созревали». С учетом этого сливки перед сбиванием подогревают водой с температурой на 3—5°С превышающей температуру, до которой нагревают сливки. Продолжительность выдержки подогретых до температуры сбивания сливок колеблется от 0 до 3 часов, а иногда и более.

Сливки с массовой долей жира менее 32% (низкожирные) и длительно созревавшие при пониженной температуре (ниже 6°С) сбивают при повышенной температуре на 1—2°С, а сливки повышенной жирности и недостаточно созревшие — при пониженной на 1—2°С температуре. При занижении температуры увеличивается продолжительность сбивания сливок, что может явиться причиной выработки масла с невработанной влагой и засаленной консистенцией. Завышение начальной температуры сбивания сливок обусловливает увеличение жирности пахты и получение масла с мягкой мажущейся консистенцией.

Степень заполнения рабочей емкости МПД влияет на продолжительность сбивания сливок и жирность пахты. Оптимальная степень заполнения 30—50% от вместимости рабочей емкости. При заполнении рабочей емкости маслоизготовителя более 50% процесс сбивания замедляется вследствие уменьшения пограничной поверхности воздух — сливки. Продолжительность сбивания сливок при этом увеличивается, а жирность пахты повышается.

Минимально допустимая степень заполнения 25%. При меньшей загрузке рабочей емкости МПД сливки «размазываются» по ее внутренней поверхности тонким слоем и вращаются вместе с ней. Сбивания сливок и образования масляного зерна при этом не происходит.

Частота вращения рабочей емкости МПД. Ее устанавливают с таким расчетом, чтобы возникающее при вращении центробежное ускорение было меньше земного (g). Это обеспечит подъем сливок и их падение в рабочей емкости маслоизготовителя при сбивании.

Продолжительность сбивания сливок в МПД — один из основных показателей, характеризующих правильность выбора различных факторов (технических, технологических, организационных). Продолжительность сбивания сливок помимо множества факторов зависит от массовой доли в них жира, степени отвердевания его и др. С увеличением жира в используемых сливках продолжительность их сбивания сокращается и повышается жирность пахты. При сбивании сливок, содержащих мелкие жировые шарики (характерно для стародойного молока), вследствие уменьшения вероятности их столкновения и слипания (когезии) жировых шариков продолжительность сбивания и жирность пахты повышаются. При сбивании гомогенизированных сливок, в которых размер жировых шариков менее 1 мкм, масляное зерно не образуется. Продолжительность сбивания сливок также зависит от химического состава и свойств молочного жира.

Продолжительность сбивания сквашенных сливок (при выработке кислосливочного масла), сокращается по сравнению со слад-косливочным маслом, а жирность пахты снижается.

Независимо от формы рабочей емкости и модели маслоизгото­вителя продолжительность сбивания сливок не должна превышать 50—60 мин.

Степень отвердевания жира в сливках — один из основных показателей, так как проявляет четкую зависимость от температуры охлаждения и продолжительности выдерживания сливок, режимов подогревания перед сбиванием и др. Влияет на продолжительность сбивания сливок, жирность пахты, консистенцию масла. По данным Твердохлеб Г. В. степень отвердевания в сливках должна составлять 30—35%. Повышение степени отвердевания жира в сливках увеличивает гидрофобизацию жировых шариков, улучшая использование жира. Однако, так называемые перезревшие сливки, вследствие повышенной вязкости, сбиваются дольше. Получаемое при этом мелкое масляное зерно характеризуется пониженной влагоемкостью, что нередко приводит к получению масла с засаленной консистенцией. В случае сбивания недозревших сливок (с пониженной степенью отвердевания жира), содержащих повышенное количество жидкого жира процесс ускоряется, а жирность пахты увеличивается.

На образование масляного зерна влияют массовая доля жира в сливках и их кислотность, химический состав и свойства молочного жира.

Эффективность процесса сбивания сливок, оценивают по качеству получаемого масляного зерна (размер, упругость, влагоем-кость), степени использования молочного жира, структурно-механическим показателям готового масла, включая его консистенцию. Оптимальные размеры масляного зерна 1—5 мм, но возможны отклонения в сторону увеличения, что обусловливается конструкцией и параметрами работы маслоизготовителя, химическим составом молочного жира, режимами подготовки сливок к сбиванию. Масляное зерно должно быть упругим, правильной формы и достаточно влагоемким.

Сбивание сливок в непрерывнодействующих маслоизготовителях (МНД). Они состоят из отдельных последовательно смонтированных устройств: для сбивания сливок и получения масляного зерна (сбиватель), обрабатывающих — для преобразования масляного зерна в пласт масла с характерной для него структурой (обработник, текстуратор). Сбиватель сливок представляет собой цилиндрическую емкость с вращающейся мешалкой, в которой полностью завершается образование масляного зерна. Некоторые модели МНД дополнительно укомплектованы разделительным устройством для отделения масляного зерна от пахты.

Параметры и эффективность сбивания сливок в МНД, в порядке их значимости: интенсивность механического воздействия на сливки и степень отвердевания в них жира, температура сбивания сливок.

Температура сбивания сливок. Ее устанавливают с таким расчетом, чтобы получить достаточно упругое масляное зерно и возможно низкую жирность пахты. При этом учитывают жирность используемых сливок, химический состав и степень отвердевания в них жира, интенсивность механического воздействия на сливки в аппарате и др.

Определяющим показателем при выборе температуры сбивания сливок является степень отвердевания в них жира. В случае, если содержание твердого жира в сливках менее 30—35%, начальную температуру их сбивания снижают на 1—2°С, во избежание получения мягкого масла и повышения жирности пахты. При сбивании сливок с избыточным количеством твердого жира (более 35%), образуется мелкая ячеистая пена, которая медленно разрушается, в результате удлиняется продолжительность сбивания. Масляное зерно при этом получается излишне твердым с пониженной влагоудерживающей способностью. Температуру сбивания сливок при этом на 1—2°С повышают с целью частичного расплавления твердого жира и увеличения количества жидкого жира.

С повышением температуры сливок продолжительность их сбивания сокращается, жирность пахты повышается, масляное зерно получается излишне мягким.

С понижением температуры сбивания сливок продолжительность процесса увеличивается, вследствие образования высоко-устойчивой дисперсной пены.

Показателем правильности выбора температуры сбивания сливок являются: характеристики получаемого масляного зерна (размер, влагоемкость, упругость частиц и др.) и жирность пахты, предопределяющие структурно-механические показатели масла, включая его консистенцию и жирность пахты, степень использования жира в целом. Получаемое масляное зерно должно быть упругим, правильной формы и достаточно влагоемким. Оптимальные размеры его (от 1 до 3 мм) предопределяются конструктивными особенностями маслоизготовителя, периодом года и соответственно химическим составом молочного жира, режимами созревания сливок и др.

 

ПРОМЫВКА МАСЛЯНОГО ЗЕРНА

Промывка масляного зерна — операция многоцелевая, оказывающая влияние на вкус и запах масла, его консистенцию и сохраняемость качества, на «выход» масла. Объясняется это тем, что в процессе промывки с водой удаляется часть молочной плазмы, а вместе с ней вещества, участвующие в формировании вкуса и запаха масла, а также обусловливающие жизнедеятельность микрофлоры. Применяемая промывная вода (количество, температура) оказывает влияние на упруговязкие свойства и слипаемость масляного зерна, а следовательно, на эффективность его последующей механической обработки и консистенцию масла.

При самой тщательной промывке из плазмы масла возможно удалить не более 50% лактозы и 15—27% белков. Вымываются только водорастворимые вещества, содержащиеся в поверхностных каплях плазмы (пахты). Высокодиспергированная плазма, находящаяся внутри масляных зерен (ее около 26% от общего содержания плазмы в масляном зерне) в процессе промывки не вымывается, но она недоступна и для микроорганизмов. Степень удаления плазмы при промывке масляного зерна зависит от его размеров и свойств. Из крупного масляного зерна с мягкой консистенцией плазма удаляется труднее, чем из мелкого, твердого.

Вода используемая для промывки масляного зерна, должна соответствовать требованиям, предъявляемым действующим ГОСТом к питьевой воде: быть прозрачной, без механических примесей, бактериально чистой. Воду, не соответствующую установленным требованиям, подвергают специальной обработке, с учетом особенностей технологического процесса.

В соответствии с действующей технологической инструкцией промывка масляного зерна в нашей стране не является обязательной операцией. При выработке сладкосливочного масла из высококачественных сливок и строгом соблюдении санитарных норм и технологических режимов масляное зерно не промывают. В непромытом масле лучше сохраняются компоненты плазмы, обладающие антиокислительными свойствами: сульфгидрильные соединения типа SH-групп, токоферолы (витамин Е), β-каротин, фосфолипиды и др. Не промытое масло вследствие этого характеризуется более выраженным вкусом и запахом по сравнению с промытым.

Содержание СОМО в масле при исключении промывки масляного зерна увеличивается на 0,2—0,5%, что повышает степень использования сырья.

Использование для выработки масла высококачественных сливок, обусловливает получение плазмы, обладающей высокой антиокислительной способностью, поэтому, при хорошей дисперсности ее в монолите исключение промывки не оказывает негативного влияния на сохраняемость качества масла: даже наоборот, способствует повышению ее. Высокая дисперсность плазмы ограничивает также рост бактериальных клеток (размерами капель). Так, в одной капле помещается не более 1—2 бактериальных клеток. В этом случае сфера жизнедеятельности микроорганизмов ограничена инфицированными ими каплями. При высокой дисперсности плазмы в масле число «стерильных» капель в 100 раз превышает количество бактериальных клеток. Поэтому исключение промывки масляного зерна не отражается на качестве масла с высокодиспергированной плазмой.

При использовании для выработки масла сливок, обладающих выраженными кормовыми привкусами и запахами, причиной которых являются вещества концентрирующиеся в плазме (силос и др.) промывка масляного зерна обязательна.

Техника промывки масляного зерна зависит от конструкции и параметров работы используемых маслоизготовителей. Существует 2 способа промывки масляного зерна – орошением и ополаскиванием.

В практике масляное зерно обычно промывают дважды — сначала орошением, затем ополаскиванием.

При переработке сливок недостаточно высокого качества к масляному зерну добавляют заранее подготовленную воду (50—60% от количества сливок), выдерживают 2—4 минуты, затем рабочую емкость маслоизготовителя проворачивают на 3—4 оборота (при режиме сбивания). После этого воду выпускают. Операцию промывки повторяют 2—3 раза до получения прозрачной промывной воды.

Температуру промывной воды устанавливают равной температуре сбивания сливок, а при второй промывке соответственно на 1—2°С ниже. Для мягкого слипающегося масляного зерна температура промывной воды (первой и второй) понижают на 2°С, а выдержку в воде доводят до 5—10 мин. При этом следует учитывать, что излишнее охлаждение масляного зерна затрудняет его последующую механическую обработку.

При промывке твердого масляного зерна применяют воду, температура которой на 1—2°С выше, чем пахты. Это облегчает обработку и улучшает консистенцию масла. Таким образом, изменение температуры промывной воды позволяет регулировать упруговязкие характеристики масляного зерна, а следовательно, эффективность его механической обработки и, в конечном счете, дисперсность плазмы в монолите и консистенцию масла.