Сливочное масло

 Щільність молока - це  відношення маси молока при  температурі 20 ° С до маси  того ж об'єму води при температурі  4 ° С. Щільність збірного коров'ячого  молока знаходиться в межах  1,027 - 1,032 г/см3.На неї впливають  всі складові частини, але в  першу чергу - білки, солі і  жир. 

 Осмотичний тиск молока досить близький до осмотичного тиску крові людини і становить близько 0,74 Мпа. Основну роль у створенні осмотичного тиску грають молочний цукор і деякі солі. Осмотичний тиск молока сприятливий для розвитку мікроорганізмів. Він  тісно пов'язаний з температурою замерзання (кріоскопічною температурою). Температура замерзання, як і осмотичний тиск, молока у здорових корів практично не змінюється. Тому по кріоскопічній температурі можна достовірно судити про фальсифікації (розбавленні водою) молока. Кріоскопічна температура молока нижче нуля і становить у середньому від -0,54 до -0,55 С.

В'язкість молока майже  в 2 рази більше в'язкості води і при 20° С складає 1,67-2,18 сП для різних видів молока. Найбільш істотний вплив на показник в'язкості надають кількість і дисперсність молочного жиру і стан білків.

Поверхневий натяг молока приблизно на / 3 нижче поверхневого натягу води. Він залежить насамперед від вмісту жиру та білків. Білкові речовини знижують поверхневий натяг і сприяють утворенню піни.

Оптичні властивості (світлозаломлення) молока виражаються коефіцієнтом рефракції, який становить 1,348. Коефіцієнт  світлопереломлювання залежить від змісту сухих речовин, тому по ньому контролюють СОМО, вміст білка і визначають йодне число методами рефрактометрії.

Діелектрична постійна молока і молочних продуктів визначається якістю і енергією зв'язку вологи. Для молочного жиру вона становить - 3,1-3,2. За діелектричної постійної контролюють вміст вологи в маслі і сухих молочних продуктах.

Температура кипіння молока 100,2 ° С.

Високожирні вершки є висококонцентрованою дисперсією молочного жиру з масовою  часткою його більш 610 / 0. У високожирних вершках практично всі жирові кульки стикаються один з одним, а  при масовій частці жиру більш 72,5 ... 74,0% знаходяться в деформованому  стані. Товщина прошарків плазми, що складається з гідратованих оболонок жирових кульок, становить 30 нм. При  масовій частці жиру в дисперсії 91 ... 95% прошарку плазми досягають критичної  товщини і руйнуються. Високожирні  вершки існують тільки в таких  температурних умовах, при яких жир  знаходиться в розплавленому  стані.

 Найбільш важливими  фізико-хімічними показниками вершків  є в'язкість, щільність, поверхневий  натяг, кислотність, температура  замерзання.

В'язкість вершків визначається складом, температурою і швидкістю  деформації. Зі збільшенням у вершках  масової частки жиру їх в'язкість  збільшується, з підвищенням температури - знижується. При підвищенні жирності вершків вплив температури проявляється сильніше.

З підвищенням у вершках  масової частки жиру збільшується ступінь  відхилення їх в'язкості від в'язкісних властивостей, ньютонівських рідин.

 Щільність вершків  характеризує їх фізичний стан  і може бути використана як  показник їх натуральності. З підвищенням температури вершків і збільшенням у них масової частки жиру їх щільність зменшується.

 Поверхневий натяг  характеризує величину вільної  енергії, віднесеної до одиниці  поверхні розділу фаз. За даними  Г. А. Кука, для вершків з  масовою часткою жиру 20% при температурах 15;30 і 60 ° С поверхневий натяг  становить, відповідно, 44,8; 43,2 і 41,6 *10^-3нм.

 З підвищенням температури  і масової частки жиру у  вершках їх поверхневий натяг  зменшується. 

Поверхневий натяг вершків порівняно нижчий, ніж у води, що пояснюється наявністю в них білків і фосфоліпідів.

 Кислотність вершків  характеризує їх свіжість, вона  залежить від кислотності вихідного молока.  

Температура замерзання вершків  залежить від вмісту в їх плазмі лактози і мінеральних солей.

Із фізико-хімічних показників у вершковому маслі враховують: температуру, відхилення від маси нетто, вміст  жиру, вміст вологи, вміст солі, вміст  цукру, кислотність. Відхилення від  маси нетто в бік зменшення  у великій розфасовці – моноліті – не допускається. Для гарантії відповідної маси передбачено надбавку до моноліту в кількості 40 г у розрахунку на 20 кг масла. Відхилення від маси нетто масла у споживній тарі становить від ±0,8 г (розфасовка 15 г) до ±10 г (розфасовка 1000 г). Окремі відхилення від маси нетто передбачені для топленого масла в скляних банках, вершкового і топленого – в металевих. Температура масла під час випуску з підприємства для перевезення на відстань до 50 км не має перевищувати 10ºС у транспортній тарі і 5ºС – у споживній. Вміст жиру і цукру не має бути нижчим за норми стандарту, а вологи та солі – не вищим за такі норми.

 вершкове масло екстра 80,0% -85,0%

 вершкове масло селянське  72,5% -79,9%

 вершкове масло бутербродне  61,5% -72,4%

 топлене масло або  молочний жир 99,0% -99,8%

 Масова частка кухонної  солі для масла солоного солодко-і  кисловершкового, не більше ніж  1,0%.

 При застосуванні:

Вітаміну А - масова частина  його не повинна бути більше ніж 10 мг / кг,

 Бета-каротину - масова  частка не більше ніж 3 мг / кг;

 Екстрат аннато - масова  частка не більше 10 мг / кг 

 Титрованих кислотність  або рН плазми масла: 

-Не більше 23 º Т або  рН не менше 6,25 - для солодковершкового; 

-Від 26 º Т до 55 º Т  або рН від 6,12 до 4,50 - для кисловершкового. 

 Кислотність жирової  фази масла не більше 2,5 º К  (Кеттстофера).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.Особливості технологічних стадій отримання продукту

 

Технологічний процес виробництва  вершкового масла передбачає концентрацію жирової фази молока (що знаходиться  усередині жирових кульок) до бажаного вмісту її в маслі і формування структури продукту з заданими властивостями.

Основою існуючих технологій вершкового масла є складні фізико- хімічні процеси, що відбуваються при  термомеханічній обробці вершків, а саме - зміна агрегатного стану  гліцеридів молочного жиру і руйнування прочних ліпопротеїнових оболонок жирових кульок.

Залежно від способу концентрації жиру і формування структури продукту розрізняють два методи виробництва  масла: збиванням вершків і перетворенням високожирних вершків.

Найбільш ефективне рішення  завдань з розробки та  удосконалення  технологічних процесів можна здійснити  на основі комплексного або системного підходу до проблеми. Під комплексним  підходом розуміють сукупність методологічних принципів, які дозволяють розглянути окремі елементи як єдине ціле-систему.

Розглянемо технологічний  процес виготовлення вершкового масла  методом збивання вершків,як систему.

Моделювання технологічної  системи доцільно починати з розробки горизонтальної декомпозиції . Горизонтальна декомпозиція наведена у Додатку А.

Аналіз  технологічної  схеми складається безпосередньо з її складання (рисунок 1). В ній відображені параметри і режими етапів технологічного процесу і операцій.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технологічний процес виготовлення масла способом збивання вершків складається з таких операцій: приймання, очищення ,охолодження, підігрів молока, сепарування молока,пастеризація вершків,охолодження вершків,фізичне дозрівання вершків,збивання вершків; промивання масляного зерна; посол масла ; механічна обробка,фасування, упаковка,маркування,зберігання.

 Приймання молока полягає у визначенні його якості, у проведенні контролю якості та сортування. Контролю піддають кожну партію молока, що надійшла  на виробництво. Під партією розуміється молоко одного сорту, що здається одночасно, в однорідній тарі, оформлене одним супровідним документом. При огляді тари відзначають: чистоту тари, цілісність пломб, правильність наповнення, наявність гумових кілець під кришками фляг або цистерн, у цистерн додатково проводиться огляд патрубків та наявність на них заглушок. Використовувані для транспортування молока цистерни та фляги повинні бути чистими, продезінфікованими чи обробленими парою.

 Після перемішування  молока визначають органолептичні  показники: смак, запах, колір,  консистенцію.Органолептическую оцінку  молока за запахом, кольором  і консистенції виробляють з  кожної секції молочної цистерни  і кожної фляги. 

 Оцінку смаку молока  слід проводити вибірково після  кип'ятіння проби. Для оцінки  запаху молоко в кількості 10-12 мл підігрівають у водяній бані до температури 35 ° С,вимірювання температури молока виробляють вибірково: два-три місця з кожної партії.

 Для визначення чистоти,  кислотності, щільності, масової  частки жиру, відбирається середня  проба молока в зручну для  перемішування тару .Для встановлення бактеріального обсіменіння молока не рідше одного разу на 10 днів визначають редуктазну пробу.

Очищення проводять для того,щоб видалити механічні забруднення та мікроорганізми. Здійснюють очищення способом фільтрування під дією сил тяжіння чи тиску та відцентровим способом на сепараторах-молокоочищувачах. При фільтруванні молоко має подолати опір, який чиниться перегородкою фільтру, виготовленою з металу чи тканини. При проходженні рідини через фільтруючу перегородку на ній затримуються забруднення в кількості, пропорційній об’єму рідини, яка пройшла через фільтр. Ефективність очищення в значній мірі залежить від тиску, зазвичай молоко надходить під тиском 0,2 МПа.

Найбільш ефективне очищення молока за допомогою сепараторів-молокоочищувачів. Відцентрове очищення в них здійснюється за рахунок різниці між плотностями частинок плазми молока і сторонніх домішок. Сторонні домішки, плотність яких більша,   ніж у плазми молока, відкидається до стінок барабану та осідають на ній у вигляді слизу.

Традиційно в технологічних  лініях відцентрове очищення молока здійснюється при 35..45°С, в цих умовах осадження механічних домішок більш ефективне у наслідок збільшення швидкості руху частинок.

 Охолоджують молоко до температури  2-8 ° С. Для запобігання розвитку патогенної мікрофлори.Охолодження здійснюється звичайно на пластинчастих охолоджувачах в безперервному закритому потоці.

Підігрів молока до 35-40 °  С. Потрібен для зменшення в'язкості продукту перед очищенням від молочних домішок та сепаруванням. Виробляється або в ємностях з сорочкою або в пластинчастих нагрівачах в закритому потоці.

Сепарування молока - це поділ його на дві фракції різної щільності: високожирну (вершки) і низькожирну (обезжиренне молоко). Здійснюється сепарування під дією відцентрової сили в барабані сепаратора. Швидкість виділення жирової фракції з молока знаходиться в прямій залежності від розмірів жирових кульок, щільності плазми молока, габаритів і частоти обертання барабана і у зворотній від в'язкості молока. З збільшенням розмірів жирових кульок і щільності плазми молока прискорюється процес сепарації і відділення вершків. Підвищення в'язкості молока приводить до зниження виділення жирової фракції. Окрім цього, суттєвий вплив на сепарування надають кислотність та температура молока.

Поряд з сепаруванням при 35…45°С іноді застосовують високотемпературне сепарування при 60..85°С  зі збільшенням  температури сепарування збільшується продуктивність сепаратора та якість знежирення. Проте високотемпературне сепарування має ряд недоліків:збільшення змісту жиру в обезжиреному молоці у наслідок часткового випадіння альбумину, перешкоджаючого виділенню жиру, сильне спінювання вершків,зростання раздроблення жирових кульок.

Мета пастеризації повне знищення патогенних мікроорганізмів, максимальне зниження залишкової мікрофлори, інактивація ферментів, що прискорюють псування масла, а також участь у формуванні смаку готового продукту.  Пастеризація вершків забезпечує гарні результати тільки при правильно обраних режимах. При виборі температури пастеризації враховують вплив її не тільки на мікрофлору, але і на бактеріальну ліпазу і пероксидазу. Повне руйнування ліпази і пероксидази досягається при нагріванні вершків до 85 °С без витримки при цій температурі. Тому пастеризація вершків нижче цієї температури не допускається. При виробленні солодковершкового масла (вміст вологи 16%) вершки 1 сорту в літній період пастеризують при температурі 85 ... 90 ⁰ с, а в зимовий - при температурі 92 .. .95 ⁰ С з (без дезодорації). Вершки II сорту пастеризують при 92...95 ⁰ С. Для повного видалення летких речовин - носіїв кормового присмаку - підвищують температуру пастеризації вершків або застосовують дезодорацію. У цьому випадку вершки II сорту піддають тепловій обробці в осінньо-зимовий період при температурі 103 ⁰ С, а у весняно-літній - при 100 ... 103°С , або їх спочатку нагрівають до 92 ... 95, а потім дезодорують.  Для пастеризації вершків застосовують пастеризаційно охолоджувальні установки, до складу яких входять пластинчастий теплообмінник, або установки з трубчастим пастеризатором Цими установками зазвичай комплектуються поточні лінії з виробництва масла.  При дотриманні рекомендованих режимів ефективність пастеризації, тобто кількість знищених мікроорганізмів, виражене у відсотках до кількості бактерій у вихідних сирих вершках, може бути в межах 99,5 ... 99,9%.        Ефективність пастеризації знижується при підвищенні жирності вершків, наявності в них грудочок жиру, слизу, бруду, бульбашок піни, а також при початковій високій бактеріальній обсіменяємості. На ефективність пастеризації впливає вік бактерій. Як правило, молоді бактерії гинуть швидше, ніж бактерії, що знаходяться в молоці протягом тривалого часу. Тому небажано тривале зберігання молока і вершків навіть при знижених температурах.  Для підвищення ефективності пастеризації слід направляти на пастеризацію вершки з низьким вмістом бактерій, піддавати їх ретельної фільтрації для видалення сторонніх включень, застосовувати ефективні методи підігріву і досконалі конструкції апаратів.