Технология производства сливочного масла на маслоизготовителях непрерывного действия

4. Охлаждение и созревание сливок

Далее линия производства предусматривает этап охлаждения горячих сливок до 4-8 °С за счет заполнения рубашки ванны прохладной водой. Для уменьшения затрат времени на охлаждение сливки равномерно перемешивают.

Любой из методов производства включает этап созревания сливок, обусловленный затвердением жира и возможностью формирования маслянистого зерна при дальнейшем их взбивании. Уровень затвердения жира находится в тесной зависимости от температуры охлаждения и продолжительности выдержки. Чем меньше температурные параметры остужения сливок и длительнее процесс выдерживания, тем лучше уровень жирового затвердения. Длительность сливочной выдержки при определенной температуре соответствует получению оптимального уровня затвердения жира (около 30 %) и равновесному состоянию между разными фракциями жира.

5. Взбивание сливок

Сбивание сливок представляет собой одну из операций технологического процесса производства масла, при выполнении которой осуществляется одна из стадий процесса маслообразования, включающая в себя объединение частично отвердевших разрозненных жировых шариков в комочки жира. Комочки жира образуются в результате сложных физико-химических и гидродинамических процессов, происходящих в сливках во время сбивания. Образовавшиеся комочки жира выделяют из плазмы сливок в виде масляного зерна.  После выделения масляного зерна из плазмы остается обезжиренная часть сливок, именуемая пахтой, содержащая некоторое количество жира. Сбивание сливок сопровождается образованием пены. Пена представляет собой дисперсию воздушных пузырьков. Сливки сбивают в маслоизготовителях периодического и непрерывного действия. Для сбивания сливок может применяться и другое оборудование. Сбивание сливок осуществляется в результате их гравитационного перемешивания в маслоизготовителях периодического действия и с помощью мешалки в маслоизготовителях непрерывного действия.

В настоящее время в промышленности используются безвальцовые металлические маслоизготовители с емкостями из нержавеющей стали цилиндрической, конической и других форм. В емкостях размещены лопасти для интенсивного перемешивания сбиваемой массы и сбрасывания пласта масла в период обработки.

Сливки в емкость подаются насосом или засасываются при создании соответствующего разрежения. Масло выгружается через люк.

Стадии сбивания сливок. Различают три стадии сбивания сливок: 

1. образование дисперсии воздушных пузырьков; 
2. разрушение дисперсии воздушных пузырьков, включая стадии образования и разрушения агрегатной пены; 
3. заключительная стадия формирования масляного зерна.

 На стадии образования  дисперсии воздушных пузырьков  в период сбивания сливок происходят  образование и разрушение пузырьков. Пузырьки образуются в результате  диспергирования воздуха  в сливках  во время их перемешивания, а  разрушаются в поверхностном  слое сливок, граничащем с воздухом. 

Пузырьки воздуха появляются в поверхностном слое сливок  и вновь увлекаются потоками жидкости внутрь объема сливок до тех пор, пока не разрушаются в результате коалесценции со свободной поверхностью. Пузырек разрушится в том случае, если продолжительность пребывания пузырька в поверхностном слое сливок достаточна для растягивания оболочки пузырька до критической толщины. Степень заполнения маслоизготовителя сливками должна быть такой, чтобы продолжительность контакта пузырьков с воздухом соответствовала необходимой скорости их разрушения.

Продолжительность пребывания воздушных пузырьков в свободной поверхности сливок при сбивании в маслоизготовителе может быть недостаточной для их разрушения при значительном заполнении емкости маслоизготовителя (55 %) сливками или обильном их вспенивании. В этом случае принимают специальные меры для разрушения пены. В первые 5–10 мин сбивания объем воздуха, заключенного в воздушных пузырьках, достигает 90 % от объема сливок,  и поверхность воздушных пузырьков в 1 л смеси составляет 80 м2. 

На первой стадии сбивания разрушается меньше пузырьков, чем образуется. В результате: увеличиваются общее число пузырьков, объем воздушной дисперсии и поверхность контакта воздух – сливки; образуется структурированная подвижная пена вследствие превращения некоторого количества или всего объема сливок в тонкие прослойки между пузырьками пены. На первой стадии завершается процесс включения новых объемов воздуха в сбиваемые сливки. Первая стадия заканчивается, когда число образующихся воздушных пузырьков равно числу разрушенных.

На второй стадии происходит разрушение дисперсии воздушных пузырьков вследствие уменьшения свободных жировых шариков, стабилизирующих воздушные пузырьки. При этом резко уменьшается скорость образования воздушных пузырьков, что приводит  к резкому снижению количества воздушных пузырьков в сбиваемых сливках после достижения максимальной величины. При этом в сливки включается меньше воздуха, чем удаляется, а объем воздушной дисперсии уменьшается.

 В конце второй стадии  образуется структурированная система, представляющая собой агрегатную  пену. Стадией агрегатной пены  завершается период сбивания, в  течение которого в сливках  продолжает существовать воздушная  дисперсия. Агрегатная пена представляет  собой структурированную дисперсную  систему, обладающую механической  прочностью. Объем агрегатной пены  увеличивается, главным образом, в  результате включения в нее  не воздуха, а плазмы сливок. Плазма  сливок расходуется на создание  новой поверхности, образующейся  в результате раздробления крупных  пузырьков на мелкие. Часть плазмы сливок механически удерживается агрегатной  пеной.

Вторая стадия заканчивается разрушением агрегатной пены  и образованием мелких комочков жира из слипшихся жировых шариков, именуемых маковым зерном.

На третьей стадии завершается образование масляного зерна путем соединения первичных агрегатов жировых шариков, образовавшихся на предыдущих стадиях сбивания сливок, и в результате распада структуры агрегатной пены.

Характеристика процесса сбивания сливок. Основными показателями, характеризующими процесс сбивания сливок, являются: продолжительность сбивания; содержание жира в пахте; изменение температуры сливок; размеры и консистенция масляного зерна, образовавшегося при сбивании сливок; затраты мощности. Эти показатели служат для оценки степени завершенности процесса сбивания сливок в маслоизготовителях как периодического, так и непрерывного действия и влияния условий сбивания на процесс сбивания.

 Продолжительность  сбивания сливок. При выработке масла  с массовой долей влаги 16, 20 и 25 % продолжительность сбивания сливок в безвальцовых маслоизготовителях допускается от 45 до 60 мин независимо от формы рабочей емкости маслоизготовителя.

6. Промывка маслянного зерна

Масло промывают два раза. Первый раз берут половинное количество воды от сбиваемых сливок с температурой, равной температуре сбиваемых сливок, второй раз - на 2 °С ниже. Масляное зерно вращают несколько раз (3 - 4 оборота), а затем воду сливают. В хорошо промытом масле не жировой остаток составляет примерно 0,5 - 1 %.

Обработка масла заключается в соединении масляных зерен в пласт; а также в регулировании влажности масла. Для этого масло пропускают между вальцами маслоизготовителя, 2 - 3 кратное пропускание зерна через вальцы позволяет получить масляный пласт и выжать из него воду. Дальнейшая работа с вальцами, наоборот, способствует в работе воды: капли воды дробятся и врабатываются в масло, особенно интенсивно идет этот процесс после 18 - 20 пропусканий масла через вальцы.

После образования пласта берут пробы масла на содержание влаги. При нормальной влаге излишки воды из маслоизготовителя убирают, а обработку вальцами продолжают до получения равномерного распределения воды в масле (на разрезе не выделяются капли влаги). Обычно продолжительность обработки масла 20 минут летом и 30 минут зимой.

 

 

7. Механическая обработка масла  в маслоизготовителях непрерывного действия

Механическая обработка осуществляется в текстураторе. В маслоизготовителе А1-ОЛО текстуратор состоит из двух камер с вращающимися шнеками, экструзионного устройства и конической  насадки. Масляное зерно поступает вместе с пахтой в первую шнековую камеру для отделения пахты и промывки, во второй камере отпрессовывается влага и формируется пласт масла, далее шнеками он транспортируется в камеру обработки масла, где под вакуумом уплотняется в пласт масла. 

Из вакуум-камеры масло через специальные отверстия продавливается шнеками в каналы экструзионного устройства для интенсивного перемешивания и диспергирования влаги. 

Далее масло поступает в коническую насадку, где уплотняется и затем в виде непрерывного пласта выдавливается из текстуратора через выводное отверстие.

Характерной особенностью механической обработки масла  в маслоизготовителях непрерывного действия являются различные условия механической обработки на отдельных стадиях процесса обработки и интенсификация физических процессов формирования пласта масла из массы масляных зерен, поступающих на механическую обработку, для завершения процесса обработки в наиболее короткое время и обеспечения непрерывного  действия маслоизготовителя. 

К особенностям процесса обработки относятся включение  в технологическую схему обработки операции по удалению газовой фазы из масла, уплотнение масла при вакуумировании и на выходе из аппарата. Процесс удаления влаги из масляного зерна ускоряется путем быстрого ее опрессовывания с помощью шнеков. Интенсификация процесса диспергирования влаги (плазмы) достигается  с помощью экструзионного устройства. 

 

8. Фасование масла

Сливочное масло, выработанное методом сбивания сливок,  на выходе из маслоизготовителя представляет собой пластичный продукт. Он легко формируется крупными монолитами (массой по 20 кг) и мелкими брикетами различной формы и массой от 10 до 500 г.

 Масло, выработанное в  маслоизготовителях периодического действия, перед фасованием через люк выгружают в ванну-тележку, из которой шнеками, расположенными на дне, направляют в бункер фасовочного автомата – мелкими порциями или в машины для упаковки масла – крупными монолитами. Температура масла к моменту фасования составляет 14–16 °С в осенне-зимний период года  и 13–15 °С  в весенне-летний.

 Масло, выработанное в  маслоизготовителях непрерывного действия, фасуют в потоке в процессе выработки. При этом масло  из аппарата направляют непосредственно в бункер автомата для мелкого фасования или в машины для формования блоков. 

Температура масла к моменту фасования должна составлять 14–16 °С в осенне-зимний и 12–14 °С  в весенне-летний периоды года[1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Оборудование для производства сливочного масла сбиванием сливок

 

При производстве сливочного масла сбиванием сливок основным технологическим оборудованием являются сливкосозревательные аппараты и маслоизготовители периодического и непрерывного действия.

Сливкосозревательные аппараты. Предназначены для физического созревания сливок. Принцип их работы основан на равномерном воздействии теплоты (охлаждения) на сливки с целью перевести часть молочного жира в твердое состояние.

Сливкосозревательные аппараты бывают вертикального и горизонтального типов. Конструктивная особенность их — корпус с теплоизоляцией, перемешивающее устройство и теплообменная рубашка.

Сливкосозревательный аппарат вертикального типа . Основной частью аппарата является цилиндрический теплоизолированный резервуар с мешалкой, моечным устройством. Особенность аппарата — теплообменная рубашка, мешалка и устройство для мойки.

Теплообменная рубашка выполнена в виде змеевика, что позволяет прокачивать хладоноситель под избыточным давлением, повышая этим эффективность теплообмена. Мешалка, установленная вертикально, имеет форму трубчатого контура с диагональной лопастью. Привод мешалки установлен на крышке аппарата.

Заполняют и опорожняют аппарат через патрубок, который расположен в нижней части резервуара. Для контроля температуры продукта установлены стеклянный термометр и термометр сопротивления. Для определения уровня продукта в аппарате служат датчики уровня, для сигнализации опорожнения — датчик нижнего уровня. Пробу продукта для определения кислотности берут через кран, расположенный в цилиндрической части резервуара.

Аппарат оснащен средствами контроля, автоматического и дистанционного управления процессами.

Сливкосозревательный аппарат вертикального типа с рамной мешалкой применяют для подготовки и обработки сливок, при производстве сливочного масла, сметаны и других продуктов.

Основная часть аппарата — вертикальный цилиндрический резервуар с коническим днищем. На наружной стороне днища и боковой стенке резервуара имеются змеевики, соединенные между собой перемычкой. Пространство между змеевиками и кожухом аппарата заполнено теплоизоляционным материалом.

Особенности аппарата — конструкция мешалки и устройства для мойки. Мешалка предназначена для перемешивания сливок. Лопасти прикреплены вертикально к стойке с помощью направляющих стержней и накидных гаек. Рамная мешалка равномерно и эффективно перемешивает сливки при их созревании. Привод закрыт кожухом.

Устройство для мойки аппарата состоит из трех моющих головок. На трубопроводе подачи моющего раствора установлен пневматический клапан для моющего раствора.

В резервуаре имеется датчик дистанционного измерения уровня сливок, а на боковой стенке смонтированы пробный кран, датчик температуры сливок, стеклянный термометр и датчик рН-метра.