Первоначальная производительность маслоизготовителя должна соответствовать данным технического паспорта каждого аппарата. Для маслоизготовителя А1-ОЛО паспортная производительность - 1000 кг масла/ч при выработке масла с массовой долей влаги 16%.

При фасовании масла в транспортную тару монолитами по 20 кг температуру масла на выходе из аппарата поддерживают в весенне-летний период года 12-15°С, а в осенне-зимний период 13-16°С. При фасовании в потребительскую тару температуру масла снижают на 1,0-1,5°С.

При повышенной температуре масла ухудшается работа фасовочных автоматов, повышаются потери готового продукта, ухудшается его консистенция (масло становится засаленным) и снижается формоустойчивость (термоустойчивость масла). Для регулирования температуры масла во время обработки подают охлажденную воду в рубашку разделительного цилиндра и обработника. Допускается охлаждение масляного зерна холодной пахтой (темпе-ратурой 5-8°С), подаваемой через коллектор для промывной воды.

Разрежение в вакуумной камере. Разрежение в вакуумной камере аппарата должно находиться в пределах 0,04-0,05 МПа. Путем изменения разрежения в вакуум-камере регулируют содержание газовой фазы в сливочном масле. С увеличением степени разрежения содержание газовой фазы в масле уменьшается.

Скорость экструзии и диаметр отверстий в перфорированных пластинах. От этих параметров зависят степень дисперсности капель плазмы, пластичность масла, расход мощности на продавливание масла через отверстия в решетках. При изменении скорости экструзии от 1 до 16 см/с и диаметра отверстий решеток от 10 до 2,5 мм степень дисперсности капель плазмы повышается от 3 до 32% по сравнению со степенью дисперсности плазмы в необработанном масле. Резкое возрастание мощности начинается со ско-рости экструзии 8·10. При увеличении скорости экструзии в два раза мощность, затрачиваемая на обработку масла, возрастает почти в три раза. По энергетическим затратам и степени дисперсности плазмы в масле наиболее выгодными являются скорость экструзии от 1· до 8·м/с и диаметр отверстий от 5· до 2,5·м.

Регулирование содержания влаги в масле

В маслоизготовителях непрерывного действия свободная влага, отжатая из масляного зерна на стадии формирования пласта масла, непрерывно удаляется из маслоизготовителя. В этом случае большое значение для стандартизации масла по влаге имеет влагоемкость масляного зерна в момент его поступления в текстуратор. Влагоемкость масляного зерна должна быть такой, чтобы можно было обеспечить стандартное содержание влаги в масле, удалить из масляного зерна в текстураторе столько влаги, сколько необходимо для стандартизации сливочного масла по влаге. Практически эта задача решается путем учета влияния различных факторов на влагоемкость масляного зерна при выборе режимов созревания и сбивания сливок, механической обработки масла. Применяют следующие способы регулирования влаги в масле.

Регулирование содержания влаги насосом-дозатором. Насос-дозатор используется для вработки в масло небольшого количества недостающей влаги (до 2%). Применение насоса-дозатора для вработки в масло более 2% влаги приводит к неудовлетворительному диспергированию капель плазмы и их распределению в монолите масла.

Регулирование содержания влаги изменением частоты вращения мешалки сбивателя. От частоты вращения мешалки сбивателя зависит влагоемкость масляного зерна: с повышением частоты вращения мешалки сбивателя влагоемкость масляного зерна повышается благодаря быстрому увеличению размеров масляного зерна, что способствует механическому удержанию влаги в образующихся капиллярах. По данным ВНИИМС, массовая доля влаги в масле ориентировочно увеличивается на 1% при увеличении частоты вращения мешалки сбивателя на каждые 0,9-1,0 в весенне-летний период, 0,5-0,66 в осенне-зимний период при производстве масла на маслоизготовителе А1-ОЛО. При использовании этого показателя необходимо учитывать зависимость частоты вращения мешалки сбивателя от содержания жира в сливках и начальной температуры сбивания сливок. С уменьшением содержания жира в сливках массовая доля влаги в масляном зерне снижается, и соответственно снижается массовая доля влаги в масле. В этом случае, по данным ВНИИМС, чтобы повысить содержание влаги в масле на 1% следует уменьшить содержание жира в сливках с 42 до 34%, частоту вращения мешалки сбивателя увеличить с 0,1 до 0,025. Со снижением температуры сбиваемых сливок на каждый 1°С соответственно увеличивают частоту вращения мешалки сбивателя на 0,9-2,5, чтобы повысить содержание влаги на 1%. Необходимо учитывать ширину зазора между краем лопасти мешалки и стенкой сбивательного цилиндра, так как от ширины зазора зависит интенсивность сбивания сливок. При увеличении ширины зазора более чем на 1,5-2,0 мм частота вращения мешалки должна быть увеличена в связи с уменьшением скорости агрегации жировых шариков, чтобы избежать снижения влаги в масляном зерне. Для сливок с различным содержанием жира имеется своя оптимальная ширина зазора, при которой достигается максимальная интенсивность сбивания.

Регулирование содержания влаги изменением температуры сливок при физическом созревании, сбивании и механической обработке. С повышением температуры сливок при физическом созревании уменьшается количество отвердевшего жира. В результате этого при сбивании сливок, созревавших при повышенной температуре, образуется мягкое, более влагоемкое масляное зерно. Аналогичное влияние на влагоемкость масляного зерна оказывает повышение температуры сбиваемых сливок. По данным ВНИИМС, при изменении температуры созревающих сливок на 0,8°С и повышении температуры сбиваемых сливок на 0,4°С содержание влаги в масле повышается на 1%. Содержание твердого жира уменьшается с повышением температуры масляного зерна в первой шнековой камере, в результате чего увеличивается массовая доля влаги в масле. Степень отвердевания жира в масляном зерне, а, следовательно, в готовом продукте регулируют подачей в охлаждающую рубашку первой шнековой камеры прессующего давления шнеков на массу масляных зерен, а также временем его контакта с пахтой. С увеличением частоты вращения шнеков уменьшается прессующее давление шнеков из-за уменьшения степени заполнения шнековой камеры масляным зерном, сокращается время пребывания масляного зерна в первой шнековой камере обработника, вследствие чего уменьшается количество удаленной пахты из масляного зерна, что приводит к увеличению влагоемкости масляного зерна и содержанию влаги.

В случае снижения частоты вращения шнеков увеличивается степень заполнения шнековой камеры, увеличивается время пребывания масляного зерна, увеличивается при этом повышается прессующее давление шнеков, ускоряется выпрессовывание пахты из масляного зерна, что приводит к снижению влагоемкости масляного зерна и содержания влаги в масле. По данным ВНИИМС, при изменении частоты вращения обработника текстуратора на 0,3-0,13 содержание влаги в масле может измениться в пределах 0,5-1,0% в сторону увеличения или снижения.

Регулирование содержания влаги изменением производительности маслоизготовителя. Регулирование связано с изменением степени заполнения масляным зерном первой шнековой камеры. С повышением производительности увеличиваются степень заполнения масляным зерном первой шнековой камеры, и прессующее давление шнеков, ускоряется выпрессовывание пахты, в результате чего снижаются влагоемкость масляного зерна и содержание влаги в масле. Содержание влаги в масле увеличивается при уменьшении производительности маслоизготовителя в связи с уменьшением степени заполнения шнековой камеры маслом, в результате чего снижается прессующее давление шнеков, замедляется выпрессовывание пахты.

При уменьшении производительности маслоизготовителя на 10% содержание влаги в масле ориентировочно повышается на 1%. Регулирование содержания влаги в масле с использованием технологических параметров осуществляют в потоке. Непредвиденные отклонения содержания влаги в масле могут быть вызваны прилипанием масла к шнекам, попаданием холодной воды или смешиванием масляного зерна с охлажденной пахтой в шнековой камере текстуратора. Изменением температуры масляного зерна можно снизить содержание влаги в масле от 7,0 до 2,5% или, наоборот, увеличить.

Регулирование содержания влаги изменением уровня пахты в первой шнековой камере. С повышением уровня пахты в первой шнековой камере увеличивается поверхность контакта масляного зерна и пахты, что способствует повышению эффективности капиллярного всасывания пахты маслом, в результате чего массовая доля влаги в масле увеличивается. В процессе обработки шнеки должны быть погружены в пахту на 1-2 см. При снижении уровня пахты на 2 см можно изменить содержание влаги в масле на 0,4%. Уровень пахты в первой шнековой камере регулируют с помощью сифона - поднятием или опусканием.

Регулирование содержания влаги изменением частоты вращения шнеков (обработка в текстураторе). Для регулирования содержания влаги в масле рекомендуется использовать один из перечисленных параметров, чтобы избежать колебания содержания влаги в масле.

Регулирование состава масла по содержанию газовой фазы

Содержание газовой фазы в масле регулируют вакуумированием масла с помощью вакуум-насоса, а также на стадии его обработки. Масло вакуумируют в вакуум-камере обработника при разрежении 0,02-0,08 МПа. При степени разрежения выше 0,08 МПа наблюдается подсос плазмы и масла в вакуум-провод, что нарушает его работу. Вакуум-камера должна быть постоянно заполнена маслом приблизительно до половины. Для снижения газовой фазы в масле рекомендуется получать при сбивании масляное зерно размером 1-2 мм, увеличивать степень заполнения обработника маслом, повышать уровень пахты в первой шнековой камере; температура во время обработки и вакуумирования должна быть не выше 15°С с учетом того, что в мягкое масло лучше врабатывается газовая фаза.

Во время механической обработки в маслоизготовителе непрерывного действия содержание воздуха в масле снижается по сравнению с содержанием воздуха в масляном зерне.

По данным Ф. А. Вышемирского, масляное зерно, поступающее из сбивателя в обработник, содержит в 100 г 7,9 мл газовой фазы (при массовой доле влаги в нем 28,8%), масло после первой шнековой камеры - 6,1 мл; после вакуум-камеры - 4,4 мл; после выхода из аппарата - 3,9 мл.

Масло, выработанное в маслоизготовителях непрерывного действия, содержит больше воздуха по сравнению с маслом, выработанным в маслоизготовителях периодического действия: соответственно 6-10% и 2-6%. Сладкосливочное масло, выработанное в маслоизготовителе А1-ОЛО, содержит 6,2-7,4 мл/100 г воздуха.

На содержание воздуха в масле влияет интенсивность механического воздействия на него во время дополнительной обработки в гомогенизаторе.

Повышение интенсивности механического воздействия в гомогенизаторе способствует уменьшению содержания воздуха в масле.

Формирование структуры и консистенции сливочного масла

Формирование структуры и консистенции сливочного масла начинается при физическом созревании сливок и заканчивается во время механической обработки.

Под структурой сливочного масла понимают пространственное расположение и взаимосвязь между отдельными компонентами. Структура сливочного масла в основном определяет его консистенцию, которая формируется одновременно со структурой. Наличие структуры придает маслу механические свойства, используемые для характеристики состояния структуры. Различают общую физическую структуру масла и дисперсную структуру молочного жира масла (по данным А. П. Белоусова). Основой формирования дисперсной структуры молочного жира масла являются глобулы, представляющие собой глицеридные ядра жировых шариков сливок, а также кристаллические агрегаты неправильной формы. Глобулы жира масла аналогичны глицеридным ядрам жировых шариков сливок, обладают перфорированным кристалли-ческим слоем различной толщины (до 0,5 мкм). Кристаллические элементы распределены в жидком жире, являющемся непрерывной средой, и образуют пространственную кристаллическую структуру (сетку, каркас). Процесс структурообразования в молочном жире, содержащем кристаллы глицеридов (жировая дисперсия), заключается в возникновении различных видов связи между контакти-рующими кристаллическими частицами. При этом образуются два типа структур: коагуляционная и кристаллизационная. От соотно-шения этих структур в масле зависят вязкость, пластичность, хрупкость, твердость и другие свойства масла.

Кристаллизационная структура характеризуется истинными фазовыми контактами между твердыми частицами.

Прочность истинных фазовых контактов превышает 1 мкм. Основными признаками этих структур являются: высокая прочность фазовых контактов и отсутствие тиксотропных свойств; ярко выраженная упругость; весьма малая пластичность и большая хрупкость из-за жесткости контактов; наличие внутренних упругих напряжений, возникающих во время образования фазовых контактов; отсутствие остаточной деформации (ползучести).

Признаками кристаллизационной структуры в масле являются: упругая эластичность, избыточная твердость, хрупкость и ломкость.

Кристаллизационная структура образуется в результате сращивания друг с другом кристаллов глицеридов или их зародышей при непосредственном соприкосновении друг с другом. Такая структура возникает в отсутствии перемешивания и необратимо разрушается при механическом воздействии. Она может быть пре-вращена в коагуляционную структуру. Кристаллизационная структура образуется в жировых шариках при низкотемпературной подготовке сливок к сбиванию, преимущественно из высокоплавких глицеридов.

Коагуляционная структура образуется в результате броуновского соударения частиц за счет Ван-дер-Ваальсовских сил сцепления, когда между ними остается весьма тонкая прослойка жидкой дисперсной среды (свободный жидкий жир), толщина которой соответствует минимальному количеству свободной энергии системы.

Коагуляционная структура характеризуется низкой механической прочностью. Она обладает способностью к самопроизвольному восстановлению в покое после механического воздействия. Признаками коагуляционной структуры в масле являются выраженные пластические свойства.

В настоящее время считается, что сливочное масло должно иметь структуру смешанного типа - кристаллизационно-коагуляционную с преобладанием коагуляционной.

Специфическая особенность формирования структуры сливочного масла заключается в том, что во время ее формирования в процессе механической обработки непрерывно изменяется соотношение между твердым и жидким жиром вследствие расплавления ранее отвердевших глицеридов, обладающих высокой чувствительностью к воздействию температурного фактора, а также непосредственно снижается прочность структуры в результате увеличения количества разрушенных кристаллизационных контактов между смешанными кристаллами глицеридов молочного жира при механическом воздействии.

Структуру масла после механической обработки называют первичной в отличие от вторичной структуры, которая формируется во время выдержки масла в камере хранения.

На процесс формирования структуры масла и его свойства решающее влияние оказывают продолжительность и интенсивность механической обработки. Продолжительность механической обработки масла должна быть достаточной для формирования структуры преимущественно коагуляционного типа. Такое масло обладает хорошей пластичностью, характеризуется сравнительно невысокой прочностью. При дальнейшем увеличении продолжительности обработки образуется излишнее количество коагуляционных контактов, консистенция масла получается мажущейся. В ломком или крошливом масле формируется преимущественно кристаллизационная структура.

На формирование структуры оказывают влияние величина и форма кристаллов глицеридов молочного жира. При уменьшении размера средних кристаллов формируется коагуляционная структура с более развитой поверхностью раздела фаз твердый - жидкий жир; поверхность смачивания - с узкими порами и щелями между кристаллами (тонкие прослойки). Поэтому из масла с мелко-кристаллической структурой при повышении температуры выделяется жидкий жир в меньшем количестве, чем из масла с крупно-кристаллической структурой.

Характер образующейся структуры зависит от применяемых режимов при выполнении технологических процессов, и метода производства масла. В масле, выработанном методом сбивания сливок, выражена в большей степени коагуляционная структура, по сравнению со структурой масла, выработанного методом преобразования высокожирных сливок.

Для оценки состояния структуры масла, образующейся во время механической обработки, и его свойств используют структурно-механические характеристики и условные показатели физико-химических свойств масла.

Прочность и восстанавливаемость структуры оценивают по значениям предельного напряжения сдвига и сопротивления масла разрезанию (твердость масла). Значение предельного напряжения сдвига зависит от скорости экструзии масла и диаметра отверстий в решетке обработника. При увеличении скорости продавливания продукта с 20 до 30 см/с через отверстие диаметром 2,5 мм предельное напряжение сдвига масла уменьшается с 4,5 до 3,5 г/см² (при температуре 20°С). Максимальное снижение вязкости масла и предельного напряжения сдвига достигается при скорости экструзии 16 см/с и диаметре отверстий 2,5 мм.

На структурно-механические свойства масла во время его механической обработки влияет вакуумирование. При вакуумировании вследствие уменьшения содержания газовой фазы повышается твердость масла.

Для характеристики пластических и эластичных свойств масла используют условный показатель, предложенный М. М. Казанским, а также данные, полученные при снятии полной реологической кривой масла на приборе Веймера-Ребиндера или других приборах. Степень разрушения жировой дисперсии при механической обработке оценивают по количеству жира, находящегося в масле в состоянии дисперсии. Соотношение между двумя типами структур оценивают по степени тиксотропного восстановления структуры, а также по отношению эластичности и пластичности, по условным показателям: количеству вытекаемого из масла жидкого жира, формоустойчивости (термоустойчивости), которая характеризуется коэффициентом деформации масла k_t при температуре 30°С,

Формоустойчивость оценивают хорошей при k_t = 1,0±0,86, удовлетворительной при k_t = 0,85-0,7, неудовлетворительной при k_t менее 0,7.

Формоустойчивость и количество жидкого жира связаны между собой. Чем больше количество вытекаемого из масла жидкого жира, тем в большей степени ухудшаются показатели формоустойчивости.

Методику определения формоустойчивости разработал А. П. Белоусов.

Для характеристики непрерывности одной фазы масла используют такие показатели, как степень испарения влаги из масла, проникновение радиоактивных веществ (Са⁴⁵, С1) в глубинные слои масла. Методику определения этих показателей разработал А. И. Желтков.

Реологические характеристики сливочного масла являются мерой проявления его структурно-механических свойств; они отражают способность деформироваться под приложением нагрузки и восстанавливаться при снятии последней. Основными реологическими характеристиками сливочного масла являются: предельное напряжение сдвига, вязкость, модуль упругости, время релаксации и ряд условных показателей, по которым оценивают твердость масла, его прочностные характеристики, тип структуры и др.

Регулирование консистенции масла

Консистенция зависит от структуры масла. Консистенцию сливочного масла регулируют путем подбора технологических режимов, необходимых для изменения соотношения между двумя типами структур - коагуляционной и кристаллизационной; изменения количества твердого жира и газовых пузырьков, изменения степени дисперсности кристаллов глицеридов молочного жира, капелек плазмы и газовых пузырьков, изменения степени непрерывности жировой и водной фаз.

Влияние механической обработки на хранимоспособность масла

Влияние механической обработки на хранимоспособность масла связано с изменениями степени дисперсности плазмы и количества капсулированной влаги, происходящими при механической обработке масла. С увеличением степени дисперсности плазмы увеличивается общее количество капель, появляется больше изолированных стерильных капель, увеличивается количество мельчайших капель плазмы, внутри которых микроорганизмы прекращают свою жизнедеятельность из-за отсутствия необходимых условий для этого.

По данным Ф. А. Вышемирского, в непромытом масле, выработанном в маслоизготовителе непрерывного действия, количество капель размером до 5 мкм составляет 94,1%.

В хорошо обработанном масле уменьшается поверхность жира, на которую могут воздействовать ферменты, выделяемые микроорганизмами, в результате чего повышается сохраняемость качества масла. Масло с хорошо вработанной влагой в меньшей степени подвергается плесневению.

Вместе с тем следует иметь в виду, что при значительном увеличении степени дисперсности плазмы образуется большая поверхность ее соприкосновения с жиром, что может способствовать развитию химических процессов порчи жира, протекающих на поверхности раздела фаз.

Опасность развития пороков химического происхождения повышается с увеличением степени дисперсности плазмы при переработке низкокачественного сырья, особенно когда плазма содержит металлы-катализаторы окислительных процессов. При переработке высококачественных сливок, содержащих естественные антиокислители, увеличение поверхности раздела фаз способствует сохранению жира от порчи.

Отрицательное влияние механической обработки на храни-моспособность масла может быть связано с обогащением масла воздухом, в состав которого входит кислород, ускоряющий окислительные процессы и тем самым способствующий появлению таких пороков, как салистый, олеистый и др. В масле с пониженным содержанием газовой фазы при его механической обработке под вакуумом развитие пороков химического происхождения, а также плесневение замедляются; при этом получается более твердое масло.

Гомогенизация масла

Гомогенизацию свежевыработанного масла можно считать продолжением механической обработки. Гомогенизируют масло, выработанное в безвальцовых маслоизготовителях, а также при выпуске в реализацию мелкофасованного масла. Не следует гомогенизировать хорошо обработанное масло, что может быть причиной появления различных пороков консистенции - мягкости, засаленности и др.

Цель гомогенизации состоит в том, чтобы лучше дисперги-ровать плазму в монолите масла, обеспечить в нем превалирование коагуляционной структуры, обладающей выраженными тиксотропными свойствами, и таким образом улучшить консистенцию масла, его структурно-механические свойства: эластичность, пластичность и др.

Гомогенизация способствует ускоренному тиксотропному восстановлению структуры.

На предприятиях молочной промышленности применяют гомогенизатор М6-ОГА, особенность которого заключается в том, что на нем можно фасовать свежее неохлажденное масло. Гомогенизатор состоит из загрузочного бункера, шнековой камеры и ротора. Масло подается шнеками на ротор. Интенсивность механического воздействия регулируют путем изменения числа ножей в роторе и частотой вращения ротора. В осенне-зимний период года при получении сравнительно твердого масла его гомогенизируют сразу же после выработки при интенсивном механическом воздействии. Интенсивность механического воздействия регулируют заменой роторов, имеющих различное число ножей - 12, 16, 24. В весенне-летний период года при получении мягкого масла его перед гомогенизацией предварительно выдерживают в помещении цеха 1-3 ч для отвердевания глицеридов и упрочнения структуры; интенсивность механического воздействия снижают, чтобы избежать появления пороков консистенции масла, связанных с увеличением количества жидкого жира и излишним снижением механической прочности масла. После гомогенизации масло должно быть немедленно расфасовано. Температура 11-13°С является оптимальной температурой гомогенизации. Во время гомогенизации температура масла повышается на 1-2°С. Дополнительная механическая обработка свежевыработанного масла в гомогенизаторе М6-ОГА не оказывает влияния на содержание влаги и СОМО.

Фасовка масла

Сливочное масло, выработанное методом сбивания сливок, на выходе из маслоизготовителя представляет собой пластичный продукт. Он легко формируется крупными монолитами (массой по 20 кг) и мелкими брикетами различной формы и массой от 10 до 500 г.

Масло, выработанное в маслоизготовителях периодического действия, перед фасованием через люк выгружают в ванну-тележку, из которой шнеками, расположенными на дне, направляют в бункер фасовочного автомата - мелкими порциями или в машины для упаковки масла - крупными монолитами. Температура масла к моменту фасования составляет 14-16°С в осенне-зимний период года и 13-15°С в весенне-летний.

Масло, выработанное в маслоизготовителях непрерывного действия, фасуют в потоке в процессе выработки. При этом масло из аппарата направляют непосредственно в бункер автомата для мелкого фасования или в машины для формования блоков. Температура масла к моменту фасования должна составлять 14-16°С в осенне-зимний и 12-14°С в весенне-летний периоды года.

Список рекомендуемой литературы

1. Вышемирский Ф. А. Производство сливочного масла. - М.: Агропромиздат, 1987. - 271 с.

2. Вышемирский Ф. А. Производство сливочного масла: Справ. М.: Агропромиздат, 1988. 302 с.

3. Вышемирский Ф. А. Маслоделие в России: История, состояние, перспективы. - Рыбинск: ОАО Рыбинский Дом печати, 1998. - 589 с.

4. Грищенко А. Д. Сливочное масло. - М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1983. - 294 с.

5. Сурков В. Д., Липатов Н. Н., Золотин Ю. П. Технологи-ое оборудование предприятий молочной промышленности. - М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1983. - 428 с.

6. Твердохлеб Г. В., Диланян З. Х., Чекулаева Л. В., Ши- лер Г. Г. Технология молока и молочных продуктов. - М.: Агро-промиздат, 1991. - 463 с.

Размещено на Allbest.ru