Технология производства сухих молочных продуктов

Все технологические процессы производственного цикла получения сухих молочных продуктов можно подразделить на две группы:

• 1) процессы обработки исходного сырья до сушки;
• 2) все последующие процессы, начиная с сушки.

Технологические процессы первой группы являются общими для производства молочных консервов:

• • приемка на заводе;
• • охлаждение;
• • резервирование;
• • очистка;
• • нормализация;
• • тепловая обработка;
• • сгущение;
• • гомогенизация сгущенного молока.

Вторую группу составят:

• • сушка;
• • охлаждение сухого продукта;
• • фасование, упаковывание, хранение.

По данной технологической схеме вырабатываются все сухие молочные продукты.

Независимо от вида продукта, предназначенного для сушки, существует ряд общих условий, обязательных при производстве сухих продуктов.

Сгущенный продукт сразу после выхода из вакуум-выпарного аппарата следует обязательно профильтровать.

Температура сгущенного молока перед сушкой должна быть не ниже 40 °C. В целях интенсификации сушки возможен подогрев до 55—60 °С.

Необходимо стремиться к уменьшению длительности температурного воздействия на продукт. Сгущенный продукт после вакуум-выпарного аппарата непрерывного действия с помощью специального насоса можно направлять непосредственно на сушку.

Сушильные установки перед подачей продукта подготавливают:

• • распылительные сушилки — прогревают камеру 15—20 мин, распыляют 5—7 мин горячую воду;
• • контактные — прогревают, пропуская горячую воду.

Основным показателем, по которому контролируют режим сушки, является температура входящего и выходящего воздуха:

Молоко цельное сухое

По физико-химическим, органолептическим и микробиологическим показателям молоко цельное сухое должно отвечать требованиям действующего на него стандарта. Массовая доля влаги, %, кислотность, °Т, нормируются в зависимости от способа сушки и вида тары. В герметически упакованном продукте распылительной сушки массовая доля влаги не должна превышать 4%. Растворимость продукта высшего сорта распылительной сушки, упакованного в потребительскую тару, — не более 0,2 см³ сырого осадка. Вне зависимости от способа сушки, вида тары и сорта нормируются массовая доля жира (не менее 20% и не более 25%), чистота продукта (не ниже второй группы), содержание солей тяжелых металлов. Слабый кормовой привкус и отдельные пригорелые частицы не допускаются в продукте высшего сорта. Не допускаются: патогенные микроорганизмы, бактерии группы кишечной палочки (в 0,1 г продукта). Общее количество микроорганизмов нормируется в зависимости от сорта.

Продукт вырабатывается периодическим и непрерывно-поточным способами.

Техническое перевооружение осуществляется путем перехода на непрерывно-поточные способы производства. Перспективным является комплексное использование для сгущения молекулярной фильтрации (обратный осмос) и выпаривания.

Аппаратурно-технологическая схема производства молока цельного сухого представлена на рис. 9.3. Технология включает выполнение операций, общих для всех видов продуктов консервирования молока цельного и другого молочного сырья, и частных — для молока цельного сухого.

Рис. 9.3. Аппаратурно-технологическая схема производства молока

цельного сухого:

I — рольганг; 2 — весы для молока; 3 — бак приемный; 4 — насос для молока;

• 5 — емкость с тензометрическим устройством для взвешивания молока;
• 6, 8, 13, 17, 21, 24, 35 — насосы; 7, 16 — емкости для хранения молока;
• 9 — подогреватель пластинчатый; 10 — молокоочистителъ центробежный;

II — сепаратор-сливкоотделитель; 12 — емкость для хранения обезжиренного молока; 14 — охладитель пластинчатый; 15 — счетчик для обезжиренного молока; 18 — подогреватели трубчатые для окончательного нагревания молока (сдвоенные); 19 — вакуум-выпарной аппарат пленочный трехступенчатый;

• 20 — подогреватели трубчатые для предварительного нагревания молока;
• 22 — конденсатор; 23 — пароэжекторный блок; 25 — бак промежуточный;
• 26 — гомогенизатор; 27 — емкость промежуточная с мешалкой; 28 — калорифер; 29 — распыливающий диск; 30 — сушилка распылительная; 31 — циклон основной; 32 — циклон разгрузочный; 33 — выдача продукта на фасование;
• 34 — устройство для охлаждения сухого молока

Составление нормализованных смесей — в емкостях путем прибавления к молоку цельному обезжиренного молока или пахты (редко сливок).

Тепловая обработка перед выпариванием — в подогревателях, с завершением ее подогревом острым паром до 140 °C и последующим охлаждением в самоиспарителе. Нормализованная смесь, подвергнутая тепловой обработке, подсгущается в первых двух корпусах вакуумвыпарного аппарата и с массовой долей сухих веществ 46—50% из калоризатора третьего корпуса направляется на гомогенизацию (45—60 °С, в одноступенчатом аппарате Р = 10—15 МПа, в двухступенчатом = 11,5—12,5 МПа и Р₂ = 2,5—3,0 МПа). Гомогенизация обеспечивает уменьшение свободного поверхностного жира в 2—3 раза.

В сушильной камере распылительной сушилки (одностадийная сушка) подсгущенная и гомогенизированная смесь высушивается воздухом (165—180 °С или 140—170 °С). Частицы продукта со дна камеры, через вибролоток, ссыпаются в пневмотранспортную линию. Мелкие частицы продукта выводятся из камеры вместе с отработанным воздухом (65—85 °С) в батарею циклонов, где выделяются частицы порошка размером более 10 мкм. Эффективность циклонной очистки — 95,0—97,4%. Частицы продукта, накапливаемые в циклонах, направляются в общую пневмотранспортную линию, подающую готовый продукт в разгрузочный циклон. При транспортировании до разгрузочного циклона продукт охлаждается на 10—15 °С ниже температуры засасываемого из цеха воздуха. Из разгрузочного циклона продукт подается в бункер-накопитель, откуда направляется на фасование в потребительскую (пакеты с вкладышами из воздухои влагонепроницаемого материала) или транспортную (бумажные мешки, бочки, фанерные барабаны с вкладышами из полиэтилена) тару. Ангидридное состояние лактозы в продукте придает ему высокую гигроскопичность, поэтому при фасовании должна быть обеспечена герметичность упаковывания (влага — 4%).

Ассортимент сухого цельного молока расширяется путем уменьшения в продукте доли жира на единицу СОМО (молоко сухое пониженной массовой доли жира, молоко сухое «Домашнее», молоко сухое «Смоленское»), замены части молочного жира на жир масла подсолнечного (молоко сухое с растительным маслом), замены части сухих веществ молока сухими веществами солодового экстракта (молоко сухое с солодовым экстрактом).

Перечисленные разновидности сухого цельного молока вырабатываются в основном по технологии молока цельного сухого. При производстве молока сухого с солодовым экстрактом смешивание его с нормализованной смесью осуществляется перед тепловой обработкой. При замене молочного жира растительным рассчитанная масса его смешивается со сгущенной до 43—48% нормализованной смесью перед сушкой, при 55—60 °С.

Для молока сухого «Смоленское» (рис. 9.4) применяется двухстадийная сушка. Вторая стадия процесса осуществляется в инстантайзере, где в первой секции происходит агломерирование частиц (60—80 °С), во второй — досушивание (80—115 °С) и в третьей — охлаждение агломератов продукта (6—12 °С).

Рис. 9.4. Аппаратурно-технологическая схема производства молока сухого «Смоленское»:

• 1 — рольганг; 2 — весы для молока; 3 — приемный бак; 4, 6, 8,13,17,18,24,
• 28 — насосы для молока; 5 — емкость с тензометрическим взвешиванием молока; 7,16 — емкости для хранения молока; 9 — подогреватель пластинчатый; 10 — молокоочистители центробежные; 11 — сепаратор-сливкоотделитель;
• 12 — емкость для хранения обезжиренного молока; 14 — охладитель пластинчатый; 15 — счет для обезжиренного молока; 19 — подогреватели трубчатые для окончательного нагревания молока (сдвоенные); 20 — вакуум-выпарной аппарат пленочный четырехступенчатый; 21 — конденсатор; 22 — пароэжекторный блок; 23 — подогреватели трубчатые для предварительного нагревания молока; 25 — бак промежуточный; 26 — гомогенизатор; 27 — емкость с мешалкой; 29 — калорифер;
• 30 — распиливающий диск; 31 — сушилка распылительная; 32 — вентилятор;
• 33 — циклон основной; 34 — циклон разгрузочный; 35 — аэрозольтранспорт;
• 36 — инстантайзер; 37 — вибросито; 38 — ковшовый элеватор; 39 — фасовочный автомат; 40 — переключающее устройство

В сухом молоке основными пороками, понижающими его качество, являются салистые вкус и запах. Факторы, способствующие их появлению, различны: состав и свойства жира, термические воздействия при различных технологических операциях, условия хранения, способ упаковывания. Наименьшей стойкостью к окислению обладает молоко цельное сухое, выработанное весной; наибольшей — полученное летом. Это объясняется повышенной массовой долей в летнем жире естественных антиокислителей.

Для торможения автокаталитического окисления молока цельного сухого рекомендуются искусственные антиокислители: кверцетин или додецилгаллат. Возможно использование аскорбиновой, лимонной и фосфорной кислот, гидрохинона и токоферола. Фосфорная, аскорбиновая и лимонная кислоты не обладают антиокислительными свойствами или являются очень слабыми антиокислителями, но они усиливают ингибирующее действие антиокислителей (синергисты).

Естественный антиокислитель — кверцетин. Он широко распространен в растительном мире, нетоксичен, проявляет Р-витаминную активность, т. е. увеличивает пищевую ценность. Замедляет окислительную порчу жира на длительный период. Кверцетин — 3,5,7,3,4-пентаоксифлавон (молекулярная масса 302,23) — желтый кристаллический порошок без запаха и вкуса. Додецилгаллат (лаурилгаллат) — сложный эфир додецилового спирта и 2,3,5-триоксибензойной (галловой) кислоты. Температура плавления 96,5—97 °С. Кристаллическое вещество белого или бледно-кремового цвета, без запаха.

Молоко цельное сухое, стабилизированное антиокислителями, сохраняет высокое качество (в/с) в течение 6 месяцев хранения при температуре 37 °C, тогда как без антиокислителей качество продукта при тех же условиях снижается. Антиокислители (кверцетин или додецилгаллат) вносят в сырое, прошедшее тепловую обработку или сгущенное молоко в количестве 0,01% к массе жира.

В настоящее время остро стоит проблема снижения энергопотребления используемых в этом производстве процессов, что является одним из решающих факторов для повышения рентабельности. Рекомендуется модернизация широко распространенных в России и странах СНГ сушилок молока типа РСМ-50, РС-1000, РС-1000А, ВРА-4 (АО «Vzduchotechnika», Словакия) (рис. 9.5).

Предусматривается установка в нижней конусной части сушильной камеры дополнительного устройства, в котором можно проводить досушку частиц продукта в псевдоожиженном («кипящем») слое — двухстадийный процесс сушки; дооснащение сушилок виброаппаратами для досушки и охлаждения готового продукта — трехстадийный процесс; оснащение сушильной камеры системой обдува ее стенок воздухом для уменьшения налипания на них частиц продукта («воздушная метла»); установка дополнительных фильтров для очистки отработанного в сушилке воздуха от мелких частиц продукта; оснащение сушилок системой бункерного хранения готового продукта, фасовочным оборудованием, системой смешивания — для получения многокомпонентных продуктов.

Рис. 9.5. Схема прямоточной распылительной сушилки типа РСМ:

• 1 — сушильная камера; 2 — дисковый распылитель; 3 — воздухораспределители;
• 4, 5,11 — вентиляторы; 6 — бункер-накопитель; 7 — циклоны;
• 8 — пневмотранспортная линия; 9 — вибролоток; 10 — фильтр; 12 — калорифер;
• 13 — насос

При переводе указанных сушильных установок на многостадийную систему сушки снижение удельного потребления энергии может достигать 25—30%, увеличение производительности сушилок по испаренной влаге — 20—25%. Качественные показатели продукта (растворимость, группа чистоты, восстановительные свойства) при этом соответствуют самым высоким международным стандартам.