2015-05-30
1464
Цель этой технологической операции — перевести часть молочного жира (не менее 30—35%) в твердое состояние. Сущность процесса заключается в следующем: первоначально (в процессе охлаждения сливок) внутри жировых шариков образуются центры кристаллизации с последующим ростом, на основе глицеридного ядра, кристаллических образований (агрегатов). Размер, форма и свойства образуемых кристаллоагрегатов и степень отвердевания жира в целом зависят, главным образом, от жирнокислотного состава и его концентрации в дисперсии, режимов охлаждения сливок. При различных режимах охлаждения сливок процессы формирования твердой фазы в жировых шариках предопределяются составом и свойствами глицеридного ядра. Для консистенции сливочного масла особое значение имеют термические свойства кристаллической фазы твердого жира, образующейся в глицеридном ядре жирового шарика.
В охлаждаемых сливках на периферии ядра жирового шарика образуется сферический слой кристаллов из мономолекулярных слоев глицеридов толщиной 4—5 мкм каждый. В зависимости от режимов охлаждения сливок общая толщина этого слоя может колебаться от 0,03 до 0,5 мкм. Затем кристаллизуются и глицериды внутри ядра жирового шарика, образуя пластинчатые кристаллы неправильной формы, которые окружены участками жидкого жира. Их количество в жировом шарике тем больше, чем толще периферийный кристаллический слой. Периферийные слои образуются высокоплавкими, а кристаллические агрегаты легкоплавкими смешанными кристаллами.
Периферийный слой глицеридного ядра обладает высокой пластичностью и способен выдерживать сильные деформации без раз- рушения и выделения из жирового шарика жидкого жира, находящегося внутри ядра. Механическая прочность частично отвердевшего жирового шарика предупреждает их дробление в процессе сбивания сливок.
На изменение жировой дисперсии сливок при их сбивании влияние оказывает форма жировых шариков, значительная часть которых в процессе низкотемпературной подготовки («при созревании») утрачивает сферическую форму и становится угловатой — результат процессов кристаллизации внутри ядра и внешних механических воздействий. С появлением внутри жировых шариков кристаллов жира уменьшается прочность связи липопротеиновых оболочек жировых шариков с прилегающими к ним слоями жира. Это вызывает десорбцию некоторой части липопротеиновых комплексов оболочек в плазму, что снижает устойчивость жировой дисперсии сливок. С увеличением глубины охлаждения и выдержки охлажденных сливок данное влияние усиливается. В предварительно охлажденных сливок до более низкой температуры, а затем подогретых, по сравнению с прямым охлаждением до одинаковой температуры, жира отвердевает больше. По мере снижения конечной температуры охлаждения сливок количество твердого жира в них увеличивается.
В сливках, охлажденных до 20°С, отвердевание основной массы глицеридов молочного жира завершается в течение 4—5 ч, но остаточные процессы превращения могут продолжаться дни и месяцы.
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 продол- жительность 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 старо- дойного 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 сладкосливочным 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 не- редко 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, влагоемкость), 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 смонтирован- ных 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 воз- можно 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 высокоустойчивой 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
