Технологія виробництва вершкового масла, жирових сумішей та спредів: асортимент, особливості виготовлення шоколадного масла, продуктови

Для отримання пласта масла однорідної консистенції і  з метою регулювання вмісту вологи, проводять механічну обробку масляного зерна за допомогою вальців, лопат, або, при їх відсутності, за рахунок ударів маси об стінки масловиготовлювача. Масляні зерна при цьому об'єднуються, руйнуються протоки між ними, видаляються залишки сколотин і виходить монолітна структура масла [7].

Сучасні масловиготовлювачі дозволяють регулювати частоту обертання робочої ємності апарату в широкому діапазоні і цілеспрямовано вести процес обробки масляного зерна і пласта.

Тривалість обробки  масла залежить від хімічного складу молочного жиру, ступеня завантаження, температури масла і частоти обертання.

У літній період, коли більше низькоплавких гліцеридів, і йодне число  >39, тривалість обробки масла становить 15-20 хв. В зимовий період, коли йодне число <39, тривалість - від 25 до 50 хв.

Перший етап обробки  масляного зерна проводять обертанням барабана масловиготовлювача при відкритому крані і при відкритому люку протягом 5-8 хв. до отримання пласта і повного витікання сколотин. Цей етап називають критичним, а волога у відібраній пробі масла – критичною.

Після відбору проби  з пласта в критичний момент, кран для випуску сколотин і люк масловиготовлювача закривають і обробляють пласт до повної обсушки масловиготовлювача. Знову відбирають пробу на аналіз і визначають масову частку вологи в шарі.

На другому і третьому етапі обробки розраховану масу сколотин для нормалізації по волозі при закритому крані рівномірно розбризкують по поверхні пласта масла. Потім закривають люк і проводять  обробку на інший швидкості обертання барабана, поки пахта повністю не буде вмішана в масло. Щоб уникнути засалювання масла слід уникати зайвої обробки пласта.

Закінчення обробки  встановлюють за відсутності вологи візуально і більш точно - по індикаторним папірцям. Пробу масла для визначення масової частки вологи відбирають у різних місця пласта. Готове масло вивантажують в картонні короби, які попередньо маркують і вистилають пергаментом. В даний час для упаковки масла в короба іноді використовують поліетиленові вкадиші.

Масло поміщають в холодильник з температурою від 0 до 5°С для охолодження і тимчасового зберігання.

При виробленні масла  солоного використовують сіль сорту  «Екстра», яку попередньо прожарюють при температурі 120-130°С, просівають і вносять у кількості 0,8-1% від маси масла. Посолку проводять сухою сіллю в пласті або розсолом, який готують на пахті або знежиреному молоці призначеному для нормалізації за вологою.

Вироблення масла безперервним збивання:

Для збивання вершків, обробки  масляного зерна, нормалізації масла за вологою і посолки в потоці використовують масловиготовлювач безперервної дії, з програмним управлінням процесу і автоматом для фасування масла.

Процес утворення масляного  зерна при безперервному збиванні не відрізняється від процесу в масловиготовлювачах періодичної дії і складається з тих же трьох етапів. У той час, швидкість агрегації жирових кульок в масловиготовлювачах безперервної дії збільшується приблизно в 1000 разів, внаслідок різкої інтенсифікації механічного впливу за рахунок високої швидкості потоку вершків від 18 до 22 м / сек і їх турбулентного руху, що створюється лопастями збивача.

Підготовка вершків  до збивання їх на масловиготовлювачі безперервної дії проводиться за загальноприйнятою технологією, як і для масла, отриманого на масловиготовлювачі з періодичним вивантаженням. Вершки після фізичного дозрівання збиваються в масляні зерна в циліндрі збивачі масловиготовлювача безперервної дії. У сорочку збивача подають холодну воду з температурою 2-4°С. Процес збивання умовно поділяють на 2 стадії:

-перша: - освіта масляного зерна, коли при інтенсивному механічному впливі на вершки у збивачі утворюється частина рідкого жиру, достатнього як сполучна ланка для отримання масляного зерна. Жирові кульки спресовуються між собою, утворюючи крупинки жиру, з яких виходять масляні зерна;

-друга: - обробка, тобто механічне перемішування масляного зерна, розплавлення частини гліцеридів за рахунок механічного впливу, механічне дроблення сколотин (або промивної води) на дрібні крапельки, що дуже важливо при виробленні масла з підвищеним вмістом вологи, 35%.

Для охолодження масляного  зерна, температура якого підвищується за рахунок виділення теплоти  при збиванні вершків у масло, використовують попередньо охолоджену до температури 4-6°С сколотини.

Для забезпечення стійкості роботи обладнання перед початком внутрішні поверхні масловиготовлювача і автомата для розфасовки масла обробляють протиприлипаючим розчином і охолоджують холодною питною водою з t 8-14°С 10 -15 хв.

Перед початком збивання дозрівають вершки в резервуарах перемішують протягом 10-15 хв для однорідності складу і деякого зниження їх в'язкості. Потім визначають кислотність, масову частку жиру, температуру і направляють на переробку.

Спочатку очищають фільтр-сито повітрям або пахтою. Потім встановлюють частоту обертання мішалки збивача вище оптимальної, що забезпечує більш повне збивання вершків і запобігає понад нормативний відхід жиру в сколотини на початковому етапі збивання. Потім частоту обертання поступово знижують, домагаючись оптимального розміру масляного зерна.

Вершки у збивач подають в кількості, що забезпечує його паспортну продуктивність по конкретному виду масла. Одночасно включають в роботу насос для сколотин.

З отриманням перших порцій масла включають вакуум-насос, доводять розрідження в вакуум-камері до 0,3-0,4 МПа і відбирають зразки для контролю масової частки вологи в маслі і жиру в пахті.

Масову частку вологи в маслі регулюють: частотою обертання мішалки збивача, температурою збивання вершків, обсягом вершків, що подаються в збивач, і рівнем сколотин в першій шнекової камері. За умови правильного проведення дозрівання вершків, за допомогою перерахованих прийомів можна отримати стандартний за вологою продукт.

Орієнтовно приймають, що масова частка вологи в маслі  підвищується на 1% при збільшенні числа обертів, підвищенні температури збивання на 0,4°С та зменшенні подачі вершків на 10%.

При зміні перерахованих  факторів у зворотний бік, масова частка вологи знижується приблизно  на 1%.

Деякі маслоізготовітелях безперервної дії комплектуються дозаторами, за допомогою яких регулюють масова частка вологи в інтервалі до 2%

Для вироблення масла  з підвищеним вмістом вологи (25, 35%) з метою кращого вмішання вологи, зменшують подачу вершків у збивач, підвищують температуру збивання вершків і обробку масляного зерна, знижують подачу холодної води в сорочку збивальні циліндра. Крім того, для підвищення вологи на 1%, підвищують рівень сколотин в першій шнекової камері обробітника і збільшують частоту обертання мішалки збивача на 15-20, 30-40 об/хв, а також збільшують подачу сколотин насосом-дозатором в блок обробітника. Для зниження масової частки вологи - параметри змінюють в протилежну сторону [7].

Технологічна схема  виробництва масла методом безперервного  збивання представлена на рисунку 1.4.

 

Рисунок 1.1 - Технологічна схема виробництва масла методом безперервного збивання

 

 

2. Технологія  виробництва масла перетворенням  високожирних вершків:

Метод перетворення високожирних вершків потоковий метод виробництва масла був запропонований В.А Мелешіним в 1934 р. Тому друга назва цього  методу Мелешінский. Впровадження цього методу у виробництво було здійснено завдяки робіт колективу вчених: Н.Я. Лук'янова, В.І. Сірика, А.Л. Білоусова, А.І. Желтакова та інших співробітників Всеросійскоrо науково-дослідного і конструкторського інституту молочної промисловості (Москва) і Bceсоюзного науково-дослідного інституту маслосироробної промисловості (Угліч). Теоретичну основу цього способу розробляє М.М. Казанський з учнями [13].

В основі виробництва масла методом перетворення високожирних вершків лежать три основних процеси: зближення жирових кульок; кристалізація в них тригліцеридів; звернення фаз і утворення структури масла. Технологічний процес складається з наступних операцій:

- подвійне сепарування молока з метою отримання вершків з масовою часткою жиру, що дорівнює жирності масла;

- пастеризація високожирних вершків;

- нормалізація по жиру;

- термомеханічна обробка вершків у масловиготовлювачі.

Процес переходу високожирних вершків у масло умовно можна розділити на наступні стадії:

• охолодження високожирних вершків від 60-70ºС до 22-23ºС;
• кристалізація молочного жиру; дестабілізація жирової фази;
• утворення центрів кристалізації;
• формування структури масла.

Дослідження Ф.А. Вишемірского, А.Д. Грищенко, М.М. Казанського,  Г. В. Твердохліб і їх учнів дозволили сформулювати фізико-хімічні основи перетворення високожирних вершків у масло. Процеси звернення фаз і утворення первинної структури масла проходять в масловиготовлювачі при охолодженні і перемішуванні вершків в тонкому шарі. При цьому обидва процеси йдуть одночасно [24].

В основі виробництва масла лежить концентрація молочного жиру та отримання емульсії прямого типу („ жир у воді „) з концентрацією жиру, рівною концентрації масла. З цією метою використовують спеціальні сепаратори для отримання високожирних вершків. Особливість таких сепараторів, розробником яких є Н.Я. Лук'янов, полягає у збільшеному міжтарілочному просторі і в температурі сепарування, близької до температури пастеризації. Високожирні вершки з масовою часткою жиру, що дорівнює жирності масла, направляють в масловиготовлювач, де під дією термомеханічної обробки відбувається звернення фаз [26].

Термомеханічна обробка:

Термомеханічна обробка вершків проводиться в масловиготовлювачах з метою перетворення структури високожирних вершків у структуру вершкового масла. Це здійснюється шляхом обернення жирової фази, переводу емульсії з прямого типу в зворотній.

Процес термомеханічної обробки вершків умовно поділяють

на 3 стадії:

Ι стадія. Процес охолодження високожирних вершків від температури пастеризації до температури масової кристалізації тригліцеридів 22-23ºС. При досягненні цієї температури перша стадія закінчуються.

ΙΙ стадія. При наявності твердого жиру в кількості 1, 52% і при дестабілізації молочноrо жиру (70-80%) відбувається повне звертання, фаз. Час звернення частки секунди. Якщо вміст твердого жиру досяг 4-7% і ступінь дестабілізації жиру 80-85%, то починається третя стадія.

ΙΙΙ стадія. Стадія формування первинної структури масла, котра полягає в кристалізації молочного жиру і в утворенні просторової структури масла.

Від третьої стадії залежить якість і структура продукту. Існує певний час для отримання масла гарної консистенції, пов'язане з порою року. У весінньо-літній період тривалість термомеханічної обробки масла в зоні кристалізації cкладає 140-160 с, а в осінньо-зимовий період 160-200 с.

Важливо стежити за температурою вершків на вході у масловиготовлювач і за температурою масла на виході з масловиготовлювача. Температура на вході повинна знаходитися в межах 60-70º. Масло на виході у весняно-літній період повинно мати температуру l6-17ºС, в осінньо-зимовий період 13-15ºС. Показником правильності режиму термообробки є консистенція і термостійкість масла. За цими показниками можна прогнозувати швидкість застигання моноліту вершкового масла. Швидке затвердіння моноліту масла (менше 30 с) і значне підвищення температури масла (35ºС) вказують на те, що в маслі переважає кристалізаційна структура. Готовий продукт матиме крошливую консистенцію. Якщо моноліт твердне протягом 100 с, а температура його зростає не більше ніж на 1-1,5ºС, то в маслі переважає коагуляційна структура і готовий продукт матиме мазку консистенцію. При виробництві масла методом перетворення завершенням процесу йогo структуроутворення здійснюється при термостатуванні масла. Під час термостатування поряд з вторинним структуроутворенням, відбувається процес завершення поліморфних перетворень тригліциридів молочного жиру. Peжим термостатування вибирають в залежності від прогнозної структури і консистенції масла.

Для отримання масла  з високожирних вершків використовують масловиготовлювачі циліндричні, пластинчасті, а також з охолодженням у середовищі азоту і вакум-масловиготовлювачі [7].

Особливості виробництва масла на циліндричному масловиготовлювачі.

Циліндричний масловиготовлювач  складається з трьох послідовно сполучених циліндрів з сорочками, в які подається розсіл або крижана вода. Кожен циліндр оснащений витиснювальним барабаном, який при обертанні перемішує і продвигає вершки, що знаходяться в зазорі між стінкою циліндра і витиснювальним барабаном. На барабані закріплені два плоских ножа,що відкидаються при обертанні, які знімають шар отверділих вершків з внутрішньої поверхні циліндра.

Високожирні вершки в масловиготовлювач подаються після пастеризаціі через ванну для нормалізації вершків без охолодження. Вершки з температурою 60-70ºС надходять спочатку в нижній ціліндр масловиготовлювача, де охолоджуються до 22-23ºС, при цьому вершки зберігають свої властивості емульсії прямого типу. Потім вони поступають в середній (другий) циліндр, де відбувається додаткове охолодження до температури 11-13ºС. У другому циліндрі відбувається ocновна кристалізація молочного жиру, дестабілізація жирової фази і звернення фаз емульсії. У верхньому (третьому) циліндрі відбувається обробка масла. Температура масла на виході з масловиготовлювача складає 12-17ºС.