Характеристика продукции сырья и полуфабрикатов. Сухие молочные продукты являются разновидностью молочных консервов. Последние можно разделить на три группы: сгущенные с сахаром, стерилизованные и сухие. Сухие молочные продукты представляют собой порошок из агломерированных частиц молока разных форм и размеров, зависящих от вида продукции и способа сушки.
Сухие молочные продукты имеют высокую пищевую и энергетическую ценность. В сухом цельном молоке содержится 25,6 % белков, 25 % жира, 39,4 % лактозы, а в обезжиренном сухом молоке 37,9 % белков и 50,3 % лактозы. В этих продуктах также высокое содержание витаминов и минеральных веществ. Энергетическая ценность 100 г сухих молочных продуктов составляет 1500…2500 ккал. Влажность сухих молочных продуктов не превышает 4 %, что обеспечивает значительную продолжительность их сохранности в герметической упаковке. Одним из основных физико-химических показателей сухих консервов является растворимость, величина которой может составлять от 80 до 99,5 % в зависимости от способа сушки.
Ассортимент сухих молочных продуктов очень разнообразен. Основным видом сухих молочных продуктов, выпускаемых отечественной молочной отраслью, является сухое коровье молоко с массовой долей жира 15, 20, 25 % и обезжиренное молоко, сухие сливки, а также сухие кисломолочные продукты и пахта.
Сырьем для выработки сухих молочных продуктов являются молоко не ниже 2‑го сорта и кислотностью не более 20 °Т, сливки с массовой долей жира не более 40 % и кислотностью не более 26 °Т, обезжиренное молоко и пахта кислотностью не более 20 °Т.
Особенности производства и потребления готовой продукции. Объемы выпуска натурального молока и другой молочной продукции в течение года неравномерны, особенно в осенне-зимний период, когда поступление свежего молока сокращается. Одним из способов обеспечения ритмичного молочного производства является использование сухого молока, выработанного на специальных молочных производствах. Кроме того, сухое молоко дает возможность экономично хранить и транспортировать очень большие количества сухого вещества в отдаленные регионы и на экспорт.
Особенности производства сухих молочных продуктов по сравнению с получением питьевого молока предусматривают выполнение дополнительных операций тепловой обработки молока: выпаривания и сушки.
Выпаривание предназначено для удаления воды и повышения концентрации нелетучих сухих веществ (до 50 %), в результате чего образуется сгущенное молоко.
Такое молоко или молочная смесь представляют собой коллоидную систему. Соли и углеводы содержатся в сгущенном молоке в состоянии молекулярного раствора, белки – в коллоидном, а жир – в виде эмульсии.
Молоко обычно выпаривают под вакуумом, когда температура кипения продукта снижается. Этот способ позволяет улучшить технологические показатели оборудования и уменьшить отрицательное воздействие высокой температуры на качество сухого молока. В зависимости от числа ступеней выпаривания температуру кипения поддерживают от 70…80 °С до 43…48 °С.
Отношение конечной концентрации какого-либо компонента молока к его начальной концентрации принято называть степенью сгущения. Величина последней зависит от конструкции выпарного оборудования. Степень сгущения молока в циркуляционной вакуум-выпарной установке составляет 43…48 %, а в пленочной – 52…54 %, продолжительностью сгущения соответственно 50 и 3…4 мин.
Сушка предназначена для получения молочного продукта с концентрацией сухих веществ не менее 96 %. Молоко обычно сушат в контактных или в распылительных сушильных установках. В контактных сушилках молоко высыхает при непосредственном контакте с горячей поверхностью барабанов (вальцов). В зависимости от конструкции этих сушилок молоко можно сушить при атмосферном давлении при температуре 110…130 °С и в вакууме при температуре 60…70 °С. В качестве сушильного агента используют водяной пар, подаваемой во внутреннюю часть барабанов и нагревающий их рабочие поверхности.
В распылительных сушильных установках молоко диспергируется с помощью вращающихся дисков или форсунок до мелких капель. Увеличение удельной поверхности продукта при сушке позволяет интенсифицировать выделение влаги. Вследствие малого размера капель молока (40…50 мкм) поверхность влагообмена достигает 150…250 м2 на один кубометр сушильной камеры. Поэтому продолжительность сушки не превышает 4…6 с.
Срок хранения сухого цельного молока в герметичной упаковки при температуре 1…10 °С составляет не более 10 месяцев.
Стадии технологического процесса. Производство сухого молока состоит из следующих стадий и основных операций:
– приема молока, сортирование по качеству и измерение количества принятого молока;
– очистка от механических примесей и охлаждение сырого молока;
– нагревание и сепарирование молока;
– образование нормализованной молочной смеси: нормализация, очистка и пастеризация;
– сгущение нормализованного молока;
– гомогенизация сгущенного молока;
– сушка сгущенного молока;
– охлаждение сухого молока;
– фасование готового продукта в потребительскую и транспортную тару.
Характеристика комплексов оборудования. Линия производства сухого молока начинается с комплекса оборудования для подготовки сырого молока к переработке, включающего самовсасывающие насосы, счетчики-расходомеры, фильтры, охладительные установки и резервуары для хранения молока.
Следующим в линии является комплекс оборудования для образования нормализованной молочной смеси, содержащий насосы, теплообменные установки, сепараторы, дозаторы компонентов, резервуары и фильтры для нормализованной молочной смеси.
Далее линия содержит комплекс оборудования для сгущения молока, имеющий многокорпусные вакуум-аппараты или циркуляционные вакуум-выпарные аппараты, гомогенизаторы, фильтры и резервуары для охлаждения сгущенного молока.
Ведущим является комплекс оборудования для сушки молока, включающий сушилки, вибросита и устройства для охлаждения сухого молока.
Линия завершается комплексом оборудования для упаковывания сухого молока в потребительскую и транспортную тару.
Машинно-аппаратурная схема линии производства сухого молока представлена на рисунке 2.19.
Устройство и принцип действия линии. После проверки качества, учета, очистки и охлаждения сырое молоко загружают в приемные резервуары 1. На переработку сырое молоко перекачивают центробежным насосом 2 через пластинчатый подогреватель 3, сепараторы-молокоочистители 4 в сепаратор-нормализатор 5.
Нормализацию молока проводят, добавляя в него сливки, обезжиренное молоко или пахту. В нормализованной молочной смеси соотношение жира и сухого молочного обезжиренного остатка должно быть таким же, как и в готовом продукте. Нормализованное молоко из резервуара 6 перекачивают в пастеризационно-охладительную установку 7. Молоко пастеризуют при температуре 95 °С без выдержки, фильтруют и загружают в расходные резервуары 8.
Рис. 2.19. Машинно-аппаратурная схема линии производства сухого молока
Молоко сгущают в вакуум-выпарной установке пленочного типа. В состав установки входят три греющие камеры 10 с сепараторами-пароотделителями 11, трубчатые подогреватели 13 и 14, продуктопровод с насосами 12, система подачи греющего пара 9, конденсатор 17 с пароструйными насосами 18 и насосы для перекачки сгущенного молока 15 и конденсата 16.
Для выпаривания молоко подается насосом сверху в трубы греющей камеры 10 и стекает вниз, образуя на внутренней поверхности трубок тонкую пленку. Греющий пар поступает в межтрубное пространство, нагревает продукт до температуры кипения. Парожидкостная смесь продукта из нижнего сечения греющей камеры поступает в сепаратор-пароотделитель 11. В нем поток разделяется на вторичный пар, который поступает на обогрев следующей камеры, и упаренный продукт, который перекачивается насосом в трубы следующей камеры. Из последней (третьей) камеры сгущенное молоко перекачивается насосом 15 в промежуточный бак 19, а вторичный пар поступает в конденсатор 17, превращается в жидкость и перекачивается насосом 16 в систему сбора конденсата.
С целью предупреждения отстоя жира сгущенное молоко гомогенизируют. Эту операцию проводят в двухступенчатом гомогенизаторе 20 клапанного типа. Продукт подогревают до 55…60 °С и гомогенизируют при рабочем давлении 11,5…12,5 МПа на первой ступени и 2,5…3,0 МПа на второй ступени. Гомогенизированное сгущенное молоко фильтруют и накапливают в ванне с мешалкой 21.
На сушку сгущенное молоко подают шестеренным насосом 22, пропуская через распылительный диск 24 для диспергирования. Распыленный продукт в рабочем объеме сушильной башни 25 высушивается в атмосфере горячего воздуха, нагнетаемого через калорифер 23. Температура воздуха, поступающего в сушильную башню, 165…180 °С, а отработанного воздуха – 65…85 °С.
Сухое молоко выгружают из башни 25 с помощью циклонов 26 и 27, просеивают на сите с размером ячеек 22 мм и охлаждают до 15…20 °С в системе пневмотранспорта 28. Охлажденное сухое молоко фасуют в потребительскую тару с помощью машины 29. Пакеты с молоком укладывают в ящики.
Свежие комментарии