Технология производства сухого молока

       Сушка, как способ консервирования, основанный на анабиозе, нашла широкое применение в производстве сухих молочных продуктов.

       Сухие молочные консервы – это порошки  с частицами различной величины, зависящий от вида продукта и способа сушки. Порошки должны обладать высокой растворимостью в воде, то есть способностью восстанавливать при повторной дисперсии устойчивый золь. Растворимость выражают в миллилитрах нерастворившегося сухого осадка (индекс растворимости). При контактной сушке индекс растворимости должен быть не выше 2,0-1,5 мл сырого осадка, при распылительной – 0,2-0,05 мл сырого осадка. Скорость растворения (восстановления) определяют по показателю смачиваемости. Сыпучесть порошков зависит от вида продукта и способа сушки.

       Сухие молочные консервы отличаются от других молочных консервов более высоким содержание сухих веществ, что придает им самую высокую транспортабельность. Содержание сухого вещества в зависимости от вида продукта колеблется в пределах 95-98 %. По содержанию жира сухие молочные консервы заметно отличаются друг от друга. В зависимости от вида консервируемой смеси на единицу СОМО в ней, и соответственно продукте, приходится от 0,006 до 6,0 единиц жира, против 0,44 (в среднем) в цельном молоке. Насыпной вес или объемный вес зависит от вида продукта и способа сушки. Чем выше насыпной вес, тем стойкость продукта выше и тем меньше затраты на тару.

       Сухие молочные консервы в основном вырабатывают по одной и той же технологической  схеме. Последовательно выполняют  следующие основные операции: подготовку сырья к сгущению, сгущение и сушку. Для продуктов с высоким содержанием жира, сгущенную смесь гомогенизируют.

       Сухое цельное молоко

       Сухое молоко – это высушенное в мелкий порошок свежее цельное пастеризованное  молоко. 
 

       Таблица 1 – Физико-химические показатели сухого цельного молока

Показатель	Норма для  сухого цельного молока
	20 % жирности в транспортной таре	25 % жирности			для производства продуктов детского питания
		распылительного		пленочного в транспортной таре
		в потребительской таре	в транспортной таре
Массовая  доля влаги %, не более	4,0	4,0	4,0	5,0	3,0
Массовая  доля жира, % не менее	20,0	25,0	25,0	25,0	25,0
Массовая  доля белка, % не менее	-	-	-	-	23,0
Индекс  растворимости, см3 сырого остатка, не более - для  высшего сорта - для  первого сорта - для  детского питания	0,3 0,4 -	0,1 - -	0,3 0,4 -	0,3 1,5 -	- - 0,1
Кислотность, ºТ не более	21	17	21	21	17
Чистота. группа, не ниже	II	I	II	II	I

 

       

       

1 –  насос; 2 – весы, счетчик; 3 – промежуточная  емкость; 4 – емкость с тензовзвешиванием; 5 – сепаратор-молокоочиститель; 6, 9, 11 – теплообменники разного назначения; 7, 8, 15, 20, 22 – емкости разного назначения; 10 - сепаратор-сливкоотделитель; 12 – пленочная вакуум-выпарная емкость; 13 – автомат для упаковки в пакеты; 14-16 - упаковка тары; 17 – распылительная сушилка; 18 – циклоны; 19 – циклон разгрузочный; 21 – гомогенизатор; 23 - подогреватели вакуум-выпарной установки

       Рисунок 1 - Технологическая схема производства цельного сухого молока

 

            Содержание токсичных элементов, микотоксинов, антибиотиков, гормональных препаратов и пестицидов в продукте не должно превышать установленных допустимых уровней.

       По  микробиологическим показателям сухое  цельное молоко должно соответствовать  требованиям, установленным действующим стандартом.

       Таблица 2 – Сортовая оценка сухого цельного молока по органолептическим показателям

Показатель	Характеристика  сухого цельного молока
	высший  сорт	первый сорт
Вкус  и запах	Свойственные свежему пастеризованному молоку при распылительной сушке и перепастеризованному (кипяченому) молоку при пленочной сушке, без посторонних привкусов и запахов	То же, что  и для высшего сорта. Допускается  слабый кормовой привкус, а для молока распылительной сушки – привкус  перепастеризации
Консистенция	Мелкий  сухой порошок или порошок, состоящий  из агломерированных частиц сухого молока
	Допускается незначительное количество комочков, легко рассыпающихся при механическом воздействии	Для пленочного молока – сухой порошок из измельченных пленок
Цвет	Белый с легким кремовым оттенком для распылительного молока; кремовый для пленочного молока
		Допускаются отдельные  пригорелые частички

       Перерабатывают  молоко двумя способами: непрерывнопоточным и периодическим.

       Приемка, оценка качества, очистка, охлаждение и кратковременное резервирование молока – общие технологические  операции для всех молочных консервов. Для получения в продукте стандартного содержания жира и СОМО, молоко нормализуют.

       Молочную  смесь составляют в танках, отдельными партиями. Смесь тщательно перемешивают и в потоке, при обязательном соблюдении условия, что Ж_см/СОМО_см = Ж_пр/СОМО_пр, пастеризуют при 85-87° без выдержки. Белки молока при таком режиме хорошо восстанавливаются при растворении сухого молока водой.

       Сгущение  молочной смеси в потоке является обязательным. Такое сгущение исключает  необходимость резервирования на время  сушки сгущенной смеси, что способствует получению продукта высокого качества. Процессы сгущения и сушки должны быть строго синхронизированы, что обеспечивает возможность сгущения молочной смеси до 50 % сухих веществ и получение продукта высокой растворимости. 
 

       Приемка и оценка качества молока

       

       Очистка, охлаждение, кратковременное резервирование молока

       

       Нормализация  молока (отдельными партиями)

       

        Пастеризация молочной смеси в  потоке

        Сгущение молочной смеси в потоке

       Гомогенизация сгущенной молочной смеси в потоке

       

        Сушка сгущенной молочной смеси  в потоке

       Охлаждение  молочного порошка в потоке

       

       Расфасовка  и упаковка продукта

 

       Схема 1 - Технологическая схема непрерывнопоточного

       способа производства 

       Периодическое сгущение не отвечает требованиям. Из-за необходимости длительного резервирования сгущенной молочной смеси перед сушкой в ней происходит образование новой структуры, значительное повышение вязкости, дестабилизация жировой фазы. Сушка затрудняется, качество продукта ухудшается.

       Для поточного сгущения молочной смеси  применяют многокорпусные пленочные вакуум-аппараты (с падающей пленкой) или многокорпусные циркуляционные вакуум-аппараты поточного действия. В двухкорпусных вакуум-аппаратах периодического действия обычно сгущение приближают к потоку путем циклического выпуска сгущенной молочной смеси небольшими партиями, которые высушивают за 10-15 минут (вместо 2-3 часов при периодическом сгущении и выпуске полной варки за один прием).

       При режимах, принятых для того или иного  вакуум-аппарата, сгущают молочную смесь до 43-48 % сухого молочного остатка, что соответствует плотности 1,11-1,16 г/см³ при 50°. При пленочной сушке молочная смесь сгущается до 40-43 % сухого молочного остатка (плотность при температуре сгущения 1,10-1,11 г/см³).

       Для предупреждения образования «свободного» (незащищенного белковой оболочкой) жира в сухом молоке, сгущенную  молочную смесь гомогенизируют под давлением 10,0-15,0 МПа при 55-60 °С.

       В сушильной камере распылительной сушилки (одностадийная сушка) подсгущенная и гомогенизированная нормализованная смесь высушивается воздухом (140-180° С). Частицы продукта со дна камеры попадают в систему пневмотранспорта и подаются в разгрузочный циклон. При подаче до разгрузочного циклона продукт охлаждается на 10-15 °С ниже температуры засасываемого из цеха воздуха. Из разгрузочного циклона продукт подается в бункер-накопитель откуда на фасование в потребительскую (пакеты с вкладышами из воздухо – и влагонепроницаемого материала) или транспортную (бумажные мешки, бочки, фанерные барабаны из полиэтилена) тару.

       Сухое молоко «Домашнее»

       Ассортимент сухого цельного молока постоянно изменяется в направлении уменьшения в продукте доли жира на единицу СОМО. Одним из таких продуктов является сухое молоко «Домашнее» в котором массовая доля жира должна быть не менее 15 %. Продукт вырабатывается по технологии сухого цельного молока. Для нормализации цельного молока всегда требуется и используется обезжиренное молоко или пахта. Для производства цельномолочных продуктов используют сухие продукты. При растворении сухого молока «Домашнее» в 9,4-9,5 раза без какой либо нормализации обеспечивается получение смесей жирностью 1,7 %. 

       Быстрорастворимое сухое молоко

       Сухое цельное и сухое обезжиренное молоко общепринятой сушки растворяется очень медленно, особенно в холодной воде. Эти продукты образуют комочки, которые покрываются пленкой, не пропускающей воду внутрь частиц. Для ускорения растворения повышают температуру воды до 35-40° и применяют механическое перемешивание.

       Скорость  растворения сухих молочных порошков принято определять по смачиваемости, то есть по скорости перехода составных частей молока в воду. Смачиваемость определяется в процентах. Отдельно устанавливают показатели смачиваемости для растворов в спокойном состоянии и при перемешивании. На смачиваемость влияют многие факторы. Жир с точкой плавления 19-21° дает порошок быстрорастворяющийся в воде. Сухое обезжиренное молоко растворяется быстрее, чем сухое цельное. С увеличением размера частиц и изменением их структуры скорость растворения продукта увеличивается.

       Современные способы получения быстрорастворимого сухого молока основаны на агломерировании частиц сухого продукта:

       Агломерирование частиц производят в специально сконструированных или модифицированных для этой цели сушилках. Этим методом получают как быстрорастворимое сухое цельное, так и сухое обезжиренное молоко.

       Для получения быстрорастворимого сухого молока одноступенчатым способом применяют установки, состоящие из сушильной башни и инстантайзера. Молоко сушится при более низкой температуре выходящего воздуха, чем обычно. Получают частицы с повышенным содержанием влаги. Такие частицы более липки, мелкие прилипают к крупным, и полученные агрегаты в инстантайзере высушиваются до конечной влажности. В некоторых установках агломерация частиц осуществляется путем напыления сгущенного молока на уже высохшие частицы.

       Регулирование степени агломерирования, быстрая сушка при низкой температуре и быстрое охлаждение продукта обеспечивают способность быстрого (за несколько секунд) и полного (99 %) растворения его в воде.

       Для агломерирования частиц применяют и другие методы. Например, тонкий сухой молочный порошок смешивают со сгущенным молоком до образования жидкой смеси, которую распыляют и высушивают. Полученный продукт приобретает способность быстро растворяться. Повышение пористости крупных частиц обеспечивает также быстрое растворение продукта. Пористость продукта повышают разными способами. Один из способов состоит в следующем: в поток сгущенного до 60 % сухого молочного остатка молока форсункой, под давлением 136 атмосфер, вдувают воздух. Сгущенное молоко вспенивается и легко распылятся. Высыхает в виде пористых частиц. Гигроскопичность продукта снижают добавлением кристаллов α-лактозы.

       Молочный  порошок в виде пористых частиц обладает повышенной смачиваемостью, быстрой растворимостью и в герметической таре хорошо сохраняется. Лучшей смачиваемостью обладают частицы размером           100-150 мкм. Частицы выше 150 мкм имеют более толстые стенки, проникновение воды через которые при растворении затрудняется и скорость растворения снижается.

       По  составу продукт не отличается от обычного сухого цельного молока. По структуре это агломераты частиц, которые легко смачиваются и быстро растворяются, что обеспечивается развитой системой микро- и макропор, через которые вода проникает внутрь частиц. Относительная скорость растворения при этом увеличивается от 15-25 % (для обычного сухого цельного молока) до 60 %. Смачиваемость как скорость перехода составных частей порошка в раствор для обычного сухого молока составляет 1 мин. для быстрорастворимого – 5-7 с. Улучшение смачиваемости достигается с помощью поверхностно-активных веществ (метарин, пищевые соевые фосфатидные концентраты). Эти вещества (ПАВ), взаимодействуя с жировой фазой, образуют на поверхности частиц структурированные адсорбционные слои, обладающие гидрофильностью и снижающие поверхностное натяжение на границе вода – сухое молоко. При этом соединение жировых шариков затрудняется. Агломераты достигают 250 мкм и более, объемная масса продукта 350-450 кг/м³.