Непрерывный способ производства сгущенного молока с сахаром

При периодическом способе производства сгущенного молока с сахаром проводят цикл варок (обычно 5-6), после чего приступают к мойке и чистке вакуум-аппарата. Затрата времени на пуск, загрузку, остановку, разгрузку, мойку и чистку вакуум-аппарата составляет примерно 30-35 % от общего времени, затрачиваемого на цикл варок. Кроме того, при каждой выгрузки сгущенного молока усиливается пригар его к стенкам аппарата, вследствие чего усиливается затраты труда и времени на очистку и мойку вакуум-аппарата.

Во ВНИМИ по предложению и под руководством Страхова был разработан непрерывно-поточный способ производства сгущенного молока с сахаром, обеспечивающий непрерывность и автоматизацию процессов сгущения и охлаждения (кристаллизации) интенсификацию процесса и повышение качества готового продукта.

При реализации данного способа нельзя применять нормализацию с помощью сепараторов-нормализаторов. При выработке молочных консервов необходимо иметь определенное соотношение между жиром и СОМО. Это соотношение не удается получить на сепараторах-нормализаторах, поскольку нормализуем по жиру, а сухой обезжиренный молочный остаток будет различным. Продукт может оказаться нестандартным. При непрерывном способе, как и при периодическом, нормализация осуществляется в емкостях циклами. Молоко необходимо перемешивать для поддержания равномерности его состава.

При обычном способе производства сахарный сироп вносится в середине варки при содержании сухих веществ около 40%. При непрерывном методе работаем на конечной концентрации в течение длительного времени. Процесс автоматизирован. В вакуум - аппарат вводить сахарный сироп порциями нельзя, после сгущения сироп вводить тоже нельзя, т.к. не сможем сгустить продукт до высокого содержания сухих веществ 74 %, поэтому сахарный сироп вносят в нормализованную смесь.

Вакуум-аппарат работает на конечной концентрации – 74 % сухих веществ. Достигнув этой концентрации, начинается откачка продукта, а уровень вакуум-аппарате поддерживается поступлением нормализованного молока.

Охлаждают сгущенное молоко с помощью обычного вакуумного охладителя. Вначале наполняется один корпус, затем из него производиться выгрузка, а наполняется второй. Сухая затравка в количестве 0,02 % подается порциями дозатором. Кроме того, Страхов предложил подавать сгущенное молоко насосом и через форсунку.

При этом технологическая схема производства сгущенного молока с сахаром непрерывным способом включает следующие операции. Молоко из приемного цеха непосредственно или через охладитель насосом подается в молокохранительные танки, где его стандартизуют. Из танков молоко насосом нагнетается в трубчатый пастеризатор. Для обеспечения непрерывной работы используют два пастеризатора. После пастеризации горячее молоко поступает в бак - дозатор, отрегулированный на выпуск определенного количества молока, необходимого для смеси. Излишнее количество молока из бака-дозатора через переливной и возвратный трубопровод направляется обратно к насосу.

Из бака-дозатора молоко непрерывно поступает в промежуточный смесительный танк с мешалкой. Сюда же непрерывно подается для смешения с молоком и сахарный сироп, который готовят следующим образом. Сахар загружают в просеиватель, где он очищается от механических примесей. Из просеивателя норией сахар через дозирующее устройство подается в первую секцию растворителя непрерывного действия. В эту же секцию подается и горячая вода из дозатора. Определенное количество готового сиропа из последней секции растворителя плунжерным насосом-дозатором подается в смесительный танк, где разбрызгивается через насадку на конце трубопровода. Смесь молока с сахаром из танка через фильтр непрерывно засасывается в первый корпус двух или трехкорпусного вакуум-аппарата. Частично сгущенная смесь из первого корпуса поступает во второй, где выпаривается до конечной концентрации сухих веществ (69,0-71,5 %). Последний корпус вакуум-аппарата работает с принудительным циркуляцией, которую обеспечивает ротационный насос. Для интенсификации процессов выпаривания путем подогрева сгущаемого молока в циркуляционном цикле установлен трубчатый подогреватель. Необходимый вакуум создается пароструйным вакуум-насосом и поверхностным конденсатором. Сгущенное молоко, достигшее необходимой концентрации, из вакуум-аппарата ротационным насосом подается в вакуум-охладитель, где оно быстро охлаждается до 18-20 °С и дополнительно выпаривается при этом до стандартной концентрации. Одновременно вносится затравка порциями дозатором в количестве 0,02 %. Два охладителя работают поочередно, что обеспечивает непрерывность охлаждения.

Готовый продукт из вакуум-охладителя самотеком непрерывно поступает в расфасовочную машину, затем на закаточную и далее в экспедицию.

В рассмотренной схеме непрерывно-поточного выпаривания основными элементами автоматического контроля являются: регулирование подачи охлаждающей воды в конденсатор, поддерживание на постоянном уровне температуры греющего пара, количество продукта, находящегося в выпарной установке и степень концентрации сухих веществ.

Поточный способ производства сгущенного молока с сахаром, разработанный Страховым, был опробован на Рогачевском и Кореновском молочноконсервных комбинатах, на оборудовании, имеющимся на данных заводах. Данная линия работала в течение семи суток, и не было обнаружено пригара. Повысилась производительность на 30-35 %, сократился расход пара на 20-25 %, сократились затраты труда на мойку. Пар расходуется равномерно, наблюдается ритмичность в работе котельной.

В настоящее время в промышленности используется технология молока цельного сгущенного с сахаром на линии фирмы "Альфа - Лаваль".

При непрерывно-поточном способе производства на этой линии партию цельного молока (любую по массе), по качеству отвечающую требованиям, после очистки и охлаждения до температуры 5 °С резервируют в связи с необходимостью расчетов обезжиренного молока или сливок, сахара, перемешивают, подогревают до 65 °С, при этой температуре в молоке растворяется сахар. Полученную молочно-са-харную смесь охлаждают до 15 °С, фильтруют, подогревают до 56 °С, очищают на сепараторе-диспергаторе, подогревают до 74 °С, охлаждают ледяной водой до 5 °С и направляют в емкость для нормализации, т.е. прибавления обезжиренного молока или сливок, согласно условию Ж_см/СОМО_см = О_р.

Общая молочно-сахарная смесь (Ж_см/СОМО_см = О_р; САХ_cм/ Ж_см = = САХ_пр/Ж_пр) подвергается тепловой обработке в трубчатых подогревателях до 41, 57 и 75 °С, деаэрации в камере с охлаждением до 65 °С, подогревается в четвертом подогревателе до 86 °С, в первой секции теплообменника до 95-96 °С и во второй – до 105-107 °С. Такие режимы тепловой обработки обеспечивают ее высокую эффективность. После тепловой обработки молочно-сахарная смесь выпаривается в трехкорпусной (с финишером) пленочной вакуум-выпарной установке. Температуры выпаривания по ступеням 78, 60, 48 °С в финишере (после подогрева) до 58 °С. Конечная массовая доля сухих веществ продукта 74 обеспечивается автоматическим регулированием состава продукта.

В технологической линии предусмотрена гомогенизация при давлении 2,0-2,5 МПа, если вязкость продукта меньше 3 Па·с. Если вязкость больше, то гомогенизация исключается. Продукт с массовой долей сухих веществ 74 % после гомогенизации или без нее автоматически подается на охлаждение (20-22 °С) в пластинчатый охладитель. После введения в потоке затравки охлажденный продукт поступает в емкость для подготовки к фасованию.

Особенностью рассмотренной технологии является растворение сахара в цельном молоке, выпаривание общей молочно- сахарной смеси и охлаждение готового продукта в потоке. Поточное растворение сахара в молоке интенсифицирует, удешевляет и упрощает процесс. Режимы выпаривания в трехкорпусной пленочной вакуум-выпарной установке исключают возможность необратимых изменений составных частей сухого вещества сгущаемой смеси, а при наличии финишера облегчается регулирование состава продукта и выпуск его с заданной, конечной массовой долей сухих веществ. Поточное охлаждение готового продукта в пластинчатом охладителе, внесение затравки с помощью вибратора с дозирующим устройством обеспечивают быстрое охлаждение, интенсивное механическое воздействие и начальную базисную поверхность кристаллизации (затравка). Образующиеся при этом кристаллы лактозы по линейным размерам не превышают 10 мкм при соответствующей этому показателю массовости кристаллизации.

Особенностью формирования состава и свойств продукта при непрерывно-поточном способе производства является увеличение при выпаривании массовой доли всех сухих веществ от 23-25 % до конечной 74 %, кислотности от 13-14 до 40 °Т и вязкости от 10-20 до 3000-4000 мПа·с при неизменности отношений:

О_см= О_Р и САХ_см/Ж_см = САХ_пр/Ж_пр

В меньшей степени изменяется цвет продукта, в соответствии с кристаллизацией лактозы консистенция оценивается как однородная. Структурно-механические свойства формируются под воздействием тепловой обработки молочно-сахарной смеси и механической обработки (гомогенизации) сгущенного продукта, причем более заметно влияние гомогенизации, чем тепловой обработки. Поэтому путем изменения режимов гомогенизации или исключения ее облегчается возможность регулирования вязкости продукта. По технико-экономическим показателям при непрерывно-поточном способе производства цельного сгущенного молока с сахаром уменьшаются затраты времени на обработку 1 т молока в 1,36 раза, удельные расходы пара и воды в 1,50 раза, но увеличивается удельный расход электроэнергии в 1,33 раза. В целом по эффективности производства и показателям качества продукта перспективным является непрерывно-поточный способ в рассмотренном или других, более оптимальных, вариантах.