Молока та молочних продуктів

Р Е Ф Е Р А Т

                         На тему:

“ Застосування холоду в молочній промисловості ”

                          

 

                                                                             

 

 

 

СКЛАД ТА ВЛАСТИВОСТІ

МОЛОКА ТА МОЛОЧНИХ ПРОДУКТІВ

 

         У склад коров”ячего молока входять білок, жир, молочний цукор, мінеральні речовини, вітаміни.

    Молоко інших сільськогосподарських тварин, яке використовується в їжі, має такі самі складові частини, але в інших співвідношеннях, і є біологічно повноцінним продуктом.

    Молоко має такі характеристики як щільність, в”язкість, теплоємність та теплопровідність.

    Температура замерзання молока коливається від -0,54 до -0,58С і складає в середньому -0,558С.

    Теплоємність молока та молочних продуктів залежить від кількісного співвідношення і фізичного стану їх складових частин, а також від температури, що пояснюється прихованою теплотою плавління жирової

фази.

Теплоємність молочних продуктів можна підрахувати по закону адитивності

                               

 

С=СВ+С(1-В),                            (І-1)

 

де С - питома теплоємність продукту, Дж/ (кг К);

  С - питома теплоємність води, Дж/(кг К);

  С - питома теплоємність сухого залишку, Дж/(кгК);

  В - вміст води у продукті, %

 

    Коефіцієнт теплопровідності молока та молочних продуктів теж залежить від кількісного співвідношення, розподілу і фізичного стану складових частин. Для орієнтувального розрахунку коефіцієнту теплопровідності молочних продуктів можна використовувати приблизну формулу:

 

 

                       = А + В,                               (І-2)

 

де    - коефіцієнт теплопровідності продукту, Вт/(м К);

        - коефіцієнт теплопровідності води,

-              = 0,605 Вт/(мК);

        - коефіцієнт теплопровідності сухих речовин,

              = 0,25 Вт/(мК)

 А і В - вміст води і сухих речовин, %;

 

 

    Коефіцієнт температупровідності молочних продуктів подається відношенням:

 

а=------                                (І-3)

                                               

 

де   а - коефіцієнт температуропровідності, м /с;

             - коефіцієнт теплопровідності, Вт/(мК);

      с - теплоємність, Дж/(кг К);

      р - щільність, кг/м

 

    Коефіцієнт температуропровідності залежить від температури продукту та його жирності - чим більша жирність, тим нижче коефіцієент температуропровідності.

 

 

ОХОЛОДЖЕННЯ  І  ЗАМОРОЖУВАННЯ

МОЛОКА ТА МОЛОЧНИХ ПРОДУКТІВ

 

    Молоко є сприятливим середовищем для розвитку мікроорганизмів, у тому рахунку небезпечних для здоров”я людини. У свіжому молоці знаходяться бактерицідні речовини, у наслідку дій яких у перші години кількість мікроорганизмів не тільки не збільшується, а навіть зменшується. Таке явище названо бактерицідною фазою. Подовжити бактерицідну фазу можна, якщо збільшити охолодження свіжого молока.

    Так, якщо молоко охолодити з 37 С до 10 С тривалість бактерицідної фази збільшиться з 2 до 24 годин, а при охолодженні до 5 С вона складатиме 36 годин. Чим нижче температура охолодження, тим довше зберігаються первинні властивості молока. Розвиток більшості молочнокислих бактерій, які викликають псування молока, уповільнюється при температурі молока 10С і нижче. Їх життедіяльність призупиняється при 2-3С.

    Тривале зберігання молока (2 – 3 доби) при низьких температурах негативно впливає на його властивості, в наслідок чого знижується якість продуктів, що виробляються з молока. Основним фактором, який обумовлює кислотність і бактеріальну обсемененность молока, є температура охолодження.

    Вміст мікроорганизмів в охолодженному молоці знаходиться в прямій залежності від початкової їх кількості.

    Велике економічне значення має температура охолодження молока, яка дозволяє зберігати його якість.

    Якщо після кожного доїння молоко з ферми відправляють на молочний завод, де воно підлягає переробці, то недоцільно охолоджувати його до 3-5С. В таких випадках при виборі температури охолодження керуються проміжком часу між охолодженням молока і його доставкою на завод.

    Наприклад, якщо цей проміжок не первищує 6 годин, то молоко треба охолодити до 10С. Якщо зберігати молоко на протязі 12 годи, його охолоджують до 8С. При зберіганнімолока на протязі 24 годин – охолоджують до 5С.

    При охолодженні та короткостроковому зберіганні молока його якість практично не змінюється.

    Відповідно до ДОСТ 1326-70 молоко, яке задовольняє вимогам першого сорту, сдається при теипературі не вище +10С. За нього береться додаткова платня. Цей же документ передбачає, що молоко перед відправленням на підприємства молочної промисловості, необхідно зберігати не більш 20 годин при температурі не вище 10С.

    Температура охолодженого молока повинна зберігатися при його транспортуванні.

    Для довгострокового резервування молока та вершкыв, їх заморожують.

    При заморожуванні молока і вершків основна частина мікроорганизмів не гине, і при його розморожуванні мікроби поновлюють свою активність.

    При повільному заморожуванні відбувається розділ окремих компонентів продукту. Утворюється крига, а компоненти, які розчинилися, концентруються у фракції, яка не замерзла. При подальшому вимерзанні вологи концентрація речовин в частині, яка не замерзла, збільшується і частина компонентів випадає в осадок.

    При повільному заморожуванні молока і вершків порушується структура жирових кульок. Якщо охолодження молока було повільним, то агрегати жирових кульок утворюють жирові конгломерати, які підіймаються на поверхню.

    Розморожування молока та вершків, які були повільно заморожені, призводить до утворювання вільної жирової фракції і випадінню білкових хлоп”їв.

    Швидкозаморожене молоко та вершки зберігають свою однорідність. Якщо це молоко швидко розморозити, то натуральні властивості і структура молока суттєво не змінеться.

    Для зберігання натуральних властивостей молока заморожувати його слід у шарі в 1 см за 8 хвилин. Таку швидкість можна досягнути, якщо заморожувати молоко розсілом з температурою -15С. Ще ліпші досягнення при заморожуванні шару в 1-2 мм молока при темпратурі -20С.

    При однакових початкових і кінцевих температурах продуктів однаковим буде і кількість отводимого тепла, яке не буде залежати від умов, засобів охолодження та заморожування молока і молочних продуктів.

    При всіляких засобах охолодження молока, молочних продуктів і в любому апартному оформленні процесу кількість тепла, яке при цьму виходить, визначається рівнянням:

 

 

Q = G c (t -t)                                             (II-1).

 

Де    G - маса продукту, який охолоджується, кг;

         с - питома теплоємність, Дж/ (кг К)

 

       t, t - початкова та кінцева температури продукту, (градуси);

або                      

                     Q = KFO                                                      (II-2).

 

 

Де      K - коефіцієнт теплопередачи, Вт/(м К);

           F - плаща теплообміну, м

           O - середній температурний потік, С;

- продовження процесу, год;

 

Тривалість охолодження можно визначити рівнянням формул (І-1) і (І-2)

 

 

             =----------------                                           (ІІ-3),

 

    Незалежно від засібу охолодження необхідно прагнути до скорочування тривалості цього процесу, якщо це не суперечить діючому технологічному режиму. Для первинного охолодження молока часто використовують холодну воду. Холодна вода може бути основним засобомохолодження молока і на великих заводах. Раціональне використання холодної води дозволяє скоротити витрати порівняно з охолодженням штучним холодом.

    Для цього можна використовувати воду з холодних джерел або грунтові води. Інколи використовують сніг або кригу.

    Якщо добавляти кригу, можна знизити температуру води у басейні до 0 С, при цьому температура криго-водяної суміші буде постійною, доки у води буде крига. Для отримання температур нижчих 0, кригу змішують з кухонною сіллю. Температура суміші криги та кухонної сілі приблизно можна вирахувати за формулою:

 

t = - 0,7 Х                                                 (ІІ-4),

 

де           t - температура суміші крига-сіль, (град);

              Х - кількість солі, % до маси криги.

 

 

Тепло (у кДж/кг), яке поглинається одним килограмом криги при цій цій температурі t знаходять з рівняння

 

 

q = 335-0,7Х                                              (ІІ-5),

 

 

    Як холодоносії використовують розсоли, температура заморожування яких залежить від концентрації розчину. Однак розсоли мають дуже сильні корозійні властивості відносно металів з яких виробляються теплообмінні апарати. Це є суттевим недоліком даного холодоносія.

 

 

ОХОЛОДЖЕННЯ МОЛОКА

         Підприємства молочної промисловості отримують сировину від первинної мережі, яка має ряд проміжних ланок: проміжні приймальні, сепараторні відділення, низові заводи. Головною ланкою є прифермерські молочарні, де проводиться первинна обробка молока.

    Розташування прифермерських молочарень від промислових підприємств не завжди дозволяєздійснювати безпосередню доставку сировини на молочний завод. В зв”язку з цим основною технологічною операцією, яка проводиться в первинній мережі, є охолодження молока.

 

Охолодження во флягах.

    Охолодження молока во флягах може бути здійснено за допомогою спеціальних заглибних охолоджувачів, які вміщуються во флягу з молоком, або зануренням фляг з молоком у басейн з холодною рідиною.

    Порожні фляги встановлюють в басейні, який частково наповнен водою, так, щоб вони не могли спливти.Потім у басейн закладають кригу, відкривають фляги і заповнюють їх молоком.

    Інша схема передбачає використання заглибних охолоджувачів, які дозволяють прискорити охолодження молока. По цій схемі заглибний охолоджувач встановлюють в басейні разом з флягами. Молоко з бачка надходить до охолоджувача, швидко охолоджується і потім напрвляється во фляги, де воно доохолоджується та сберігається.

Охолодження в резервуарах.

    Для збору, охолодження та сберігання великої кількості молока на фермах поширено резервуарний засіб з використанням ванн і резервуарів охолоджувачів різноманітний конструкцій. При цьому засобі втрати молока по рівнянню з іншими засобами охолодження – мінімальні.

    До недоліків резервуарного засобу відносяться: періодичність дії, високі енерговитрати, низький коефіцієнт теплопередачі (250-350 Вт/(м К).

 

    Частіше всього використовуються конструкції резервуарів – устаткування для прийому, охолодження і зберігання молока П-785. Вона складається з двохчастин: ванни-охолоджувача для молока та машинної частини. Ванна місткістю 1000 л виготовлена з нержіваючої сталі з ухилом дна в сторону зливного патрубку. До верхньої обечайки кожуха ванни кріпиться міцна перемичка, на якій монтується приводний механізм мішалки. З обох боків від перемички розташовані з”ємні кришки, в кожній з них є два отвори для фільтрів-цедилок і для наповнення ванн молоком. Ванна оснащена теплоізоляцією із скловати. Під днищем ванни розташован трубчатий випарник для фріону, який з”єднується з холодильним агрегатом. По периметру верхнього краю ванни проходить труба з отворами, через які наружна поверхня ванни зрошується крижаною водою.

    Перед запуском установки рубашку наповнюють водою так, щоб її рівень був нв 15-20 мм вище верхніх трубок випарника. Установку включають за1,5 – 2 години до надходження молока. За цей час на трубках випарника намерзає крига. Молоко охолоджується до температури 4 С.

 

    В охолоджувачі ТОМ-2А молоко охолоджується також крижаною водою, яка отримується за допомогою холодильної машини МХУ-12Т. Танк-охолоджувач складається з корпуса, зрошувального пристрою з фільтром для води, мішалки з редуктором, холодильного агрегату і пристрію автоматичного контролю та регулювання.

    Наморожуванн криги на випарювачі починають за 3 – 4 години до охолодження молока. Молоко охолоджується до 6 7 С.

 

    Охолоджувач молока ТО-2 відноситься до резервуарів з водяним охолодженням, з окремою холодильною машиною та акумулятором холоду. До комплекту охолоджувача ТО-2 входять ванна, мішалка з приводом, водяний насос, пристрій для миття та пульт управління.

 

        

Безпосередньо на фермах використовуть установку ТМУ-1000.

    Молоко пастерізується за допомогою гарячої води, яка нагрівається перегрітими парами фріону-12. По закінченні пастерізації молоко охолоджують крижаною водою в охолоджувачі.

 

Охолодження на зрошувальних апаратах.

    З зрошувальних охолоджувачів найбільше використання отримали зрошувальні охолоджувачі, у яких охолоджувальні поверхні складаються з ріду горизонтальних трубок, розташованих одна над другою. В зрошувальних охолоджувачах охолоджувальна рідина проходить в закритих каналах, а продукт збігає по відкритій поверхні з верху униз.

    Трубчасті охолоджувачі ОДД-1000 і ОДД-2000 використовуються для охолодження молока сливок та інших рідких молочних продуктів. Конструкції цих двох охолоджувачів однакові, відрізняються вони тільки розмірами.

    Зрошувальний охолоджувач складається з верхньої секції водяного та нижньої розсольного охолодження, розподільного лотка та нижнього прийомного лотка. Молоко або вершки, які подаються у верхній розподільний лоток, заповнюють його не менш ніж на половину. Через отвори розподільного лотка продукт витікає і рівномірно розподіляясь стікає з обох боків теплообмінних секцій тонким шаром по наружним поверхням труб. Стикаясь з трубами, по котрим циркулює хладогент, продукт охолоджується.

    Головним недоліком зрошувальних охолоджувачів є відкрита поверхня охолодження, що не виключає забруднення молока. Охолодження супроводжується випарюванням частини вологи з молока. При цьому втрати молоко від випарювання досягають 1%.

    Для того щоб уникнути цих недоліків, деякі системи зрошувальних охолоджувачів мають вертикальні бокові кришки. До таких відносяться зрошувальні охолоджувачі книжкового типу. Зрошувальні секції і розподільний лоток укладаються до камери, що розкривається.

    Багатосекційні зрошувальні охолоджувачф мають високу продуктивність при мінімальних енерговитратах на подачу продукту в охолоджувач. Вони дуже прості в обслуговуванні.