Пастеризация молока – Изменение молока при пастеризации – Оборудование для пастеризации молока

Сразу после доения молоко проходит несколько процедур:

  • очищение от посторонних примесей (навоза, соломы, частичек корма);
  • охлаждение;
  • консервирование (методом стерилизации, кипячением, пастеризацией и др.)

В первую очередь осуществляют очищение молока от различных физических загрязнений. Для этого используют фильтры или центрифуги-очистители (центробежные очистители). В качестве фильтра чаще всего применяется марля или синтетическая полиэтиленовая ткань. При этом необходимо чаще производить замену фильтра (в среднем, через каждые 40-50 литров молока, полученного при помощи ручного доения; 100-150 литров молока, полученного при машинном доении), так как накапливающиеся на нем механические примеси при многократном процеживании молока растворяются в нем.

Сразу же после фильтрации молоко подвергается быстрому охлаждению до возможно более низкой температуры (при транспортировке оптимальная температура молока +2 — +5°С). Охлаждение происходит с помощью химических реагентов, льда, холодной воды (на охлаждение 1 литра молока расходуется примерно 3-5 литров холодной воды).

Для консервирования молока чаще всего используется пастеризация.

Пастеризация – это нагревание органической жидкости (молока) до такой температуры, при которой гибнут вегетативные формы микроорганизмов (в первую очередь болезнетворных), но при этом не происходит глубоких изменений биологических и физико-химических свойств молока, его белков, витаминов, а также запаха, цвета, вкуса. При пастеризации молока следует помнить: чем выше температура, тем менее продолжительным должен быть срок ее воздействия.

Виды пастеризации молока

В практике молокопроизводства основными являются три вида пастеризации:

  • длительная – проводят при температуре 63-65°С с выдержкой 30 минут
  • кратковременная – проводят при температуре 72-75°С с выдержкой 15-20 секунд;
  • высокая, или моментальная – проводят при температуре 85-90°С без последующей выдержки.

Наименьшие изменения биологических и физико-химических показателей в молоке наблюдается при длительной и кратковременной пастеризации.

В КФХ (Крестьянских Фермерских Хозяйствах) наиболее часто применяют длительную пастеризацию в специальных ваннах (ВДП), которые вмещают в себя 300-600 литров молока. Молоко в таких пастеризаторах пропускается между пластинами с горячей водой тонким слоем, при этом все его частицы быстро нагреваются до необходимой температуры. После этого горячая вода заменяется холодной, и молоко быстро охлаждается. Кроме ванн используют и автономные пастеризационные установки.

При длительной пастеризации разрушается фермент амилаза, фосфорно-кальциевые соли в небольшом кол-ве выпадают в осадок, удлиняется по времени сычужная свертываемость молока, уменьшается скорость отстаивания сливок.( производство молока, сыра, брынза) При кратковременной замедляется отстаивание сливок, кислотность молока уменьшается, сывороточные белки денатурируются, ухудшается свертываемость, изменяется казеинаткальцийфосфатный комплекс, часть фосфорно-кальциевых солей переходит в нерастворенное состояние ( производство молока, сыроделие). Мгновенная пастеризация приводит к более значительным изменениям состава молока.( применяют в маслоделии, молочноконсервной промышленности). Для пастеризации молока и молочных продуктов применяют емкостное оборудование периодического действия, установки на базе пластинчатых и трубчатых аппаратов и комбинированное оборудование. В емкостном оборудовании в качестве теплоносителя служат пар и горячая вода; в зависимости от конструкции оборудование бывает с электрическим нагревом теплоносителя и без него. Ванна длительной пастеризации молока ВДП-300. Емкость универсальная Г2-ОТ2-А предназначена для тепловой обработки молока и сливок при выработке топленого молока, ряженки, сметаны, кефира, смеси мороженого и других молочных продуктов. Пастеризационная ванна Гб-ОПА-бОО

Учитывая низкую температуру пастеризации, необходимо применять высококачественное молочное сырье для производства сыров, чтобы обеспечить микробиологическую безопасность продукта. Поэтому наряду с пастеризацией в производстве сыров применяют бактериофугирование или микрофильтрацию молока.

При выработке высокожирных продуктов (сметаны, масла) применяют другие режимы пастеризации сырья. Это связано с тем, что жир плохо проводит теплоту, и требуются более высокие температуры для обеспечения микробиологической безопасности продукта. Причем чем выше массовая доля жира в сырье, тем выше температура пастеризации. При производстве питьевых пастеризованных сливок температура пастеризации варьирует от 78—80 °С (сливки с массовой долей жира 8—10 %) до 85—87 °С с выдержкой 15—20 с (сливки с массовой долей жира 20—35 %). Примерно такие же режимы применяют при пастеризации сливок в производстве сметаны. В технологическом процессе производства сливочного масла режимы пастеризации сливок несколько выше, так как это продукт более длительного хранения, чем пастеризованные сливки и сметана. Готовый продукт не должен содержать ферменты молока — липазу, галактазу, пероксидазу, которые разрушаются при температуре выше 85 °С. Повышение температуры пастеризации сливок при производстве масла обусловлено также необходимостью образования сульфгидрильных групп, которые появляются при денатурации сывороточных белков. Они понижают окислительно-восстановительный потенциал плазмы и выступают в роли антиокислителей.

Изменения

При нагревании теряются газы и летучие вещества. При температуре 55 °С начинают разрушаться ферменты, при 70 °С свертывается альбумин, казеин изменяется лишь на границе соприкосновения с воздухом. Нагревание разлагает лимонную кислоту, кислые соли кальция переходят в средние. Сильные изменения претерпевают сывороточные белки, ферменты и часть витаминов; изменяется вкус молока. Казеин и истинно растворимые составные части молока изменяются незначительно.

При длительном нагревании и стерилизации происходит потемнение (побурение) продукта — результат взаимодействия казеинатов с лактозой. Образующиеся меланоидины — вещества комплексной природы, интенсивность образования которых зависит от температуры и продолжительности нагревания, рН и концентрации сухих веществ.

Влияние нагревания на витамины молока определяется температурой и присутствием кислорода воздуха. При пастеризации в пластинчатых теплообменниках витамины практически не разрушаются. Сильное разрушение витаминов происходит при кипячении. Витамины С и В12 наиболее чувствительны к нагреванию.

Чем выше температура и больше продолжительность выдержки, тем более глубокие изменения происходят с составными частями молока (в основном белки и соли). В результате пастеризации наблюдается небольшое уменьшение отстаивания жировых шариков в следствии их дробления. В молоке которое не нагревали шарики отстаиваются быстро из-за склеивания в конгломераты. При нагревании до 61ºС слипание шариков увеличивается, но при более высокой температуре они разъединяются.

Титруемая кислотность при пастеризации падает на 0,5-1ºТ, так происходит удаление СО2. При температуре 65ºСначинают денатурировать сывороточные белки. Из молока все сывороточные белки можно выделить нагрев его до 85ºС в течение 5 минут. При пастеризации нарушается солевое равновесие в молоке. Растворимые известковые соли переходят в нерастворимые. Например, растворимые лимоннокислые одно- и двузамещённые соли кальция переходят в нерастворимые 3-х замещённые, а фосфорнокислые соли кальция также становятся нерастворимыми

3Са(Н2РО4)2=Са3(РО4)2+4Н3РО4

3СаНРО4=Са3(РО4)2+Н3РО4

Выпадение белков, нерастворимых фосфорных и лимоннокислых солей приводит к их отложению на нагревательной поверхности пастеризатора. При пастеризации молочный сахар (лактоза) практически не изменяется, но при длительной выдержке и температуре близкой к 100ºС лактоза взаимодействует с белками и свободными аминокислотами с образованием меланоидинов, которые придают молоку специфический кремовый цвет и вкус.

Режимы пастеризации выбирают с учётом изменений свойств молока. Для улучшения консистенции молочнокислых продуктов применяют более высокие температуры пастеризации 85-90ºС 10 минут. При такой температуре денатурированные сывороточные белки включаются в сгусток, который образован казеином, а сывороточные белки обладают повышенной влагоудерживающей способностью и препятствуют выделению сыворотки из сгустка. При производстве творога, сыров температура должна быть ниже 72-80ºС 15-20 сек. При пастеризации уничтожается большинство витаминов, а витамин С разрушается полностью. Для ликвидации пороков запаха и вкуса молоко можно подвергать дезодарации и дезагации.

Дезодарация – обработка горячего молока в условиях вакуума в аппаратах дезодараторах.

Дезагация – удаление газов из молока.

Оборудование

Пастеризатор — аппарат, служащий для пастеризации/термической обработки молока, сливок, сока и пр.

По виду рабочего цикла пастеризаторы можно разделить на периодические (дискретные) и непрерывного действия. Пастеризаторы дискретного действия ввиду больших эксплуатационных затрат редко применяются в промышленности, например, автоклавы в консервной промышленности. Пастеризаторы непрерывного действия широко применяются в молочной, соковой, пивоваренной промышленности. Пастеризаторы дискретного действия в настоящий момент широко используются при производстве кетчупов.

По типу обрабатываемого сырья пастеризаторы можно разделить на пастеризаторы жидкостей, паст и пастеризаторы заключенной в тару продукции.

По типу условий пастеризации — на асептические (стерильные) и неасептические (нестерильные). Асептические пастеризаторы можно разделить на пастеризаторы с непосредственным нагревом продукта (обычно стерильным паром), и с нагревом продукта с помощью теплообменного агрегата («горячий контур»). В пастеризаторах с непосредственным нагревом продукта охлаждение продукта производится в вакуумных камерах (деаэраторах), в пастеризаторах с нагревом продукта с помощью теплообменного агрегата — в секции регенерации теплообменника (не всегда, встречаются конструкции в которых охлаждение производится оборотной/ледяной водой).

Часто пастеризатор, как технологическая установка, используется для изменения каких либо свойств продукта. Наряду с пастеризатором может быть использованы гомогенизатор, деаэратор, сепаратор(сепаратор используется как нормализатор жирности (применительно к молоку)), бактофуга и некоторое другие оборудование. Современные пастеризаторы являются высокоавтоматизированными установками, построенными на базе стандартов S88 и S95.

Ссылка на основную публикацию