Гомогенизаторы для кисломолочных напитков

Состав молока включает в себя шарики жира (сливки). Чтобы получить однородную жидкость, в промышленности используют технику измельчения и распределения компонентов — гомогенизацию. С помощью этого процесса достигается равномерная консистенция молока. Метод необходим при изготовлении сметаны, сливок, сгущенки, йогуртов и других продуктов.

• 1. Необходимость оборудования
• 2. Разновидности устройств
  • 2.1. Техника клапанного типа (плунжерные)
  • 2.2. Центробежные устройства
  • 2.3. Электрогидравлические устройства
  • 2.4. Ультразвуковые гомогенизаторы
• 3. Общие принципы обработки
• 4. Выбор промышленного гомогенизатора
  • 4.1. А1-0Г2-С
  • 4.2. К5-ОГА-1,2
  • 4.3. A1-ОГМ
  • 4.4. К5-ОГА
• 5. Варианты бытовых гомогенизаторов
  • 5.1. Погружные
  • 5.2. Проточные ультразвуковые диспергаторы
• 6. Особенности применяемых насадок

Необходимость оборудования

Переработка жидкости осуществляется специальными аппаратами — гомогенизаторами. Посредством оборудования увеличивается срок хранения, улучшаются вкусовые качества молока и можно использовать различные добавки.

К функциям гомогенизаторов также относят:

• однородное распределение жиров с жидкостью (при изготовлении масла, маргарина, майонеза и салатных заправок);
• при долгом хранении не виднеется жировая фаза (сгущенка);
• улучшение насыщенности белковых комочков, не формируются жировые пробки (сметана, кефир);
• равномерные цвет, жирность и вкус (сливки, пастеризованное молоко);
• хорошее изменение вкуса, появление осадка минимально (питательная жидкость в составе с наполнителями);
• уменьшение жира, незащищенного оболочкой, нет быстрого окисления (сухое молоко).

Процесс предотвращает отстаивание жидкости. Кроме того, обработка молочных продуктов позволяет фактически употребить весь молочный жир.

Гомогенизаторы могут выполнять дробление и распределение жирных шариков по 1-ступенчатой обработке и разбивать непокорные компоненты на вторичной фазе. При этом в устройстве существует разница между давлениями.

Плюсы гомогенизации омрачаются следующими недостатками:

• в готовом продукте уже невозможно отделить одни части вещества от другого;
• чувствительность к свету, потому что меняется вкус;
• молоко негодно для производства твердых сыров.

Важно предварительно ознакомиться с аппаратами и их функциями.

Разновидности устройств

Перед обработкой сырье должно пройти первичную фильтрацию, а далее остыть до 4-6 °С. Разный режим манипуляций подразумевает хорошее время сохранности сырья до и после гомогенизации (до 6 часов).

Пастеризация проводится только после гомогенизации. В исключительных случаях процесс ведется на 60°С, чтобы создать обезжиренные заготовки, когда пециальные приборы с помощью ультразвука, механического давления и электричества воздействуют на продукт.

Бывает несколько видов гомогенизаторов для молока. Каждое устройство имеет разные схемы, а их принципы работы отличаются. Наиболее распространенные такие варианты:

Принцип работы заключается в следующем: жидкость оказывается на головке гомогенизатора под клапаном и седлом. Специальный насос создает необходимое давление. Жировые шарики дробятся, и их становится больше в сотни раз. Зачастую в процессе используется 2-ступенчатая гомогенизация. Во второй части разрушаются шарики, получившиеся на начальном этапе.

Аппараты завоевали популярность из-за своей эффективности (больше жирных шариков). В результате клапанного устройства продукт получается очень качественным.

К минусам оборудования относят:

• быстрый износ деталей;
• большой расход электроэнергии (примерно от 40 до 140 кВт/ч);
• нерациональные габариты для небольшого производства;
• сложная конструкция.

В них молоко отводится с помощью полого ротора, а дробится двумя вкладышами, представляющих конус.

Жидкость льется в кольцевую камеру, далее продавливается сквозь щель. Шарики становятся меньше методом дробления.

В последней камере комочки выходят еще в одно отверстие. Затем молоко попадает в конусообразную емкость. Щели уменьшаются с каждым протоком жидкости.

К плюсам аппарата относят:

• низкое потребление электроэнергии, в отличие от клапанных;
• уменьшенные масса и габариты техники;
• упрощенная конструкция.

Недостатки: хуже измельчает компоненты и имеет низкую производительность.

В них вокруг разряда в жидкости происходят нажимы. В результате выполняется механическая обработка.

Шарики в молоке дробятся примерно в 8 раз лучше с помощью ударных волн. Вкус итогового продукта надолго меняется.

• низкая потребляемость энергии;
• дешевая и простая конструкция;
• удобство в обслуживании;
• совмещение стерилизации и гомогенизации.

Минусом такого метода считается неравномерное дробление жировых шариков. Для получения однородности увеличивают силу удара, но это ведет к увеличению потребления энергии.

Они соединяют в себе гидродинамические и электромеханические свойства. Через свисток проходит жидкость, попадая в зону с волнами. Поток дробится на мелкие пересекающиеся струйки.

Положительные качества аппаратов:

• хорошая производительность;
• возможность подобрать частоту работы;
• меньший износ движущихся деталей;
• снижение времени очистки.

Недостатком ультразвукового устройства называют функциональные свойства. Усиление колебаний становится ниже при отдалении от излучателя.

Базисной деталью оборудований выступает клапанная щель с головкой. Через нее проходят жировые компоненты. Немаловажную роль играют насос с мощностью 20 МПа. В результате его работы шарики становятся меньше до 0,7 мкм. Однако в основном используется режим с 10 МПа, и частички распадаются до 1-2 мкм.

Ступени конструкции позволяют получить продукт с разным уровнем жирности.

Общие принципы обработки

• смешивание компонентов;
• молоко двигается под давлением через головки;
• жировая фаза измельчается;
• тонкая операция: маленькие шарики мешаются в смесителях;
• однократное нагревание;
• остывание сырья.

Между указанными этапами могут производиться вспомогательные процедуры.

Выбор промышленного гомогенизатора

Молочная продукция улучшает обмен веществ, и ослабляет аммонифицирующую (гнилостную) микрофлору. После механических процедур повышается усвояемость организмом полезных веществ.

Для обработки молока в производстве используются специальные устройства. Основные аппараты: А1-0Г2-С, К5-ОГА-1,2, A1-ОГМ и К5-ОГА.

Эти гомогенизаторы для молочной промышленности обеспечивают качество продукции. При их использовании улучшается консистенция и вкус жидкости.

Это плунжерный прибор, который обрабатывает вязкие продукты и равномерно распределяет жир. Эффективность техники зависит от нажима (от ≈500 до 600 кг/ч). Мощность также меняется (от ≈2 до 4 кВт).

Для охлаждения трех плунжеров используется 13 л/ч воды. Примерные размеры оборудования: 1300×800×1500×645 (длина, ширина, высота, масса). Температура при гомогенизации — 70-90 °C.

Аппарат включает в себя механизм с возвратно-поступательными движениями. Также в устройстве есть плунжерный блок, привод и дробильная конструкция. Прибор оснастили предохранительным клапаном.

Технику применяют для плавленых, сливочных и пластичных сыров. С целью выполнения этой работы поверхность клапана больше в несколько раз, из-за этого происходит отличная гомогенизация.

Недостаток заключается в том, что в загрузочном бункере нужно поддерживать один и тот же уровень продукции. Если за этим не уследить, то давление падает, и гомогенизатор может поломаться.

Плунжерный аппарат для переработки молока и продуктов из него. Давление составляет 20 МПа, число поршней — 3, температура сырья — 60-80 °C. Габариты прибора: 965×930×1400×850 (длина, ширина, высота, масса). В отличие от А1-0Г2-С, К5-ОГА-1,2 выполняет 2-ступенчатую гомогенизацию.

Устройство разбивает и равномерно распределяет сливки.

Гомогенизатор используется на линиях при производстве мороженого, кефира, сметаны и молока.

Он состоит из механизмов, включающих поступательные конструкции со смазкой. Также есть система охлаждения, предохранительный клапан и станина с приводом.

Работу осуществляют электродвигатели. В конструкции корпуса предусмотрено охлаждение масла.

Плунжер крепится к ползуну, что исключает износ обеих деталей. Задвижка удлиненная, а ее передняя часть выходит за границы гильзы. Плюс такой конструкции в том, что не возникает сжатия обоих элементов при работе установки. Гомогенизатор имеет низкую производительность на фоне высокой энергоемкости.

Это плунжерный прибор для обработки молока, который изменяет рассеянность белковых частиц.

Давление — 20 МПа, производительность — 5000 кг/ч, температура жидкости — от 60 до 80 °C. Количество плунжеров — 3.

Прибор выполняет 2-ступенчатую гомогенизацию. Размеры аппарата: 1430×1110×1640×1710 (длина, ширина, высота, масса).

В A1-ОГМ вмонтированы:

• манометр для измерения смазки;
• клапан, который служит предохранителем;
• амперметр;
• плунжерный блок.

Прибор неподвижен из-за оборудованной станины. В последней есть плита с двигателем, заставляющим работать все механизмы. Техника предназначена для промышленного производства кисломолочных продуктов.

К плюсам относят высокую производительность. После обработки у продукции раскрывается вкус, и улучшается консистенция.

Из минусов: прибор достаточно габаритный. Также за его работой следует тщательно следить, регулируя давление.

В отличие от предыдущих аппаратов, в нем установлено 5 поршней. Это плунжерное устройство.

• кривошипно-шатунный механизм;
• привод;
• специальные головки для дробления;
• корпус и станина;
• плунжерный блок;
• предохранительный клапан.

Также К5-ОГА оборудован системами охлаждения и смазки.

Производительность — 10000 кг/ч при давлении 20 МПа. Температура обрабатываемого сырья — от 60 до 80 °C. Ступени гомогенизации — 2. Габариты: 1800×1500×1650×3600 (длина, ширина, высота, масса).

В результате обработки выходит густой продукт и продлевается срок годности. Дробление частиц зависит от применяемого давления, что увеличивает энергопотребление.

Высокая эффективность — основное достоинство аппарата.

Он имеет свои недостатки в работе: у гомогенизатора бывают заклинивания плунжеров, портятся прокладки блока, происходит износ уплотнений и засоряется трубопровод.

Плюсы и минусы в устройствах в основном сходятся. За состоянием оборудования следует следить, прочитав инструкцию. Чистота играет особую роль при запуске оборудования.

Наиболее распространенным способом гомогенизации является полная обработка. При этом методе исключается фазное разделение веществ. Другими словами — дробится все сырье без предшествующего разделения.

Благодаря такой обработке получается обезжиренный нормализованный сухой остаток. Последний используется во время производства йогуртов.

При раздельной гомогенизации можно работать с долей массы, которую загрузили в аппарат.

По одной из оптимальных схем часть обезжиренного молока отделяется и при конкретных режимах можно выделить необходимую меру жира. В этом случае готовый продукт выходит более качественным. После разделительного процесса на 1 г жира должно быть более 0,2 г белкового вещества (казеина).

Варианты бытовых гомогенизаторов

Вкус домашнего молока, сливок и майонеза улучшают бытовые гомогенизаторы. Приборы измельчают и перемешивают все компоненты. В результате срок годности продукции увеличивается.

Зачастую вместе с гомогенизацией происходит диспергация. Последнее понятие представляет собой именно процесс дробления и измельчения компонентов. А гомогенизация только равномерно распределяет комочки. Аппараты-диспергаторы могут выполнять обе операции.

Вследствие работы приборов можно получить густые жидкости (эмульсии, суспензии).

По принципу действия диспергаторы делятся на: ротор-статор, ультразвуковые и плунжерные.

Первый тип состоит из двух частей:

• статор, который не двигается;
• вращающийся ротор.

Он дробит комочки в жидкости механическим воздействием. У статора есть зубчики, форма которых подбирается в зависимости от конечного продукта.

Прибор работает, используя ультразвук. Есть возможность переработать до нескольких десятков литров молока.

Преимущества ротор-статор аппаратов:

• простота в использовании;
• технологичность;
• имеются приборы с разной производительностью;
• небольшая металлоемкость.

Названная техника делится на погружную и проточную. Обе применяются в технологиях создания эмульсий.

В большинстве случаев применяются в лабораториях. Внешний вид устройств напоминает мешалку. Приборы рассчитаны дробить частички и в небольшом количестве (в пробирках) и до нескольких литров в быту. Крупные агрегаты используются в промышленных масштабах.

Специалисты предлагают покупать приборы, рассчитанные на несколько литров. Одновременно с этим нельзя использовать модели на 50 л для работы с пробирками.

Доказательством качества прибора служит сталь: из-за серебристого металла в сырье отсутствуют вкусовые примеси.

Выбирая погружные устройства, нужно определиться с объемами и сравнить мощности. Последняя должна быть высокой при выработке сметаны и масла. Установка необходима также для изготовления майонезов и йогуртов.

Во время производства между статором и ротором происходит гидравлический сдвиг при центробежном давлении. Качественный продукт получается благодаря циклическому повторению.

Преимущества погружных устройств:

• после обработки смесь не делится на части, из которых она состоит;
• есть приборы разного объема;
• продукция получается качественной.

Главный минус — состав все же получается недостаточно однородным.

Внутри устройства происходит дробление частиц в потоке либо при движении по кругу. В последнем случае жидкость отбирается из кольца и многократно попадает в дробилку.

Молоко по патрубку движется в камеру, где перемещается по краям. Процесс обработки жидкости проходит по многоступенчатой схеме. Во многих моделях она вращается в обратную сторону, в результате увеличиваются затраты энергии и нагрев частиц.

Большинство установок работают с горизонтальным валом.

Проточная часть сделана из нержавейки: такие диспергаторы используются при создании йогуртов, майонезов и мягкого творога.

Желающие начать производство для старта покупают маленькую модель аппарата. После отработки навыков приобретается большой агрегат, на котором в дальнейшем изготавливают продукцию. Некоторые используют первую модель для производства пилотной партии.

Преимущества большинства приборов:

• низкое потребление электроэнергии;
• бережная обработка;
• возможность попробовать прибор в работе перед покупкой большого агрегата.

Минусы: нужно следить за содержанием твердой фазы в суспензии. Если не заметить нарушения, то не получатся концентрированные растворы. Также твердые материалы могут повредить детали аппарата и ухудшить характеристики готового продукта.

Особенности применяемых насадок

В каждом диспергаторе имеются зубцы разной формы. В зависимости от того, какой результат ожидается получить, такую модель и приобретают.

С помощью представленных форм зубцов нельзя сделать суспензию в очень вязкой области. Резцы не рассчитаны для работы при большой турбулентности. А преимущества таких ножей заключается в высокой эффективности.

Гомогенизация существует для отделения и равномерного распределения жировых компонентов. Обработка улучшает вкус и увеличивает срок годности. Готовое вещество используется для создания кисломолочных продуктов. Перед процессом нужно ознакомиться с правилами.

Принцип работы гомогенизаторов для молока имеет общие положения. Он включает в себя смешивания и нагревания сырья.

Частным случаем бытовых гомогенизаторов называют диспергаторы. Данные приборы могут выполнять ряд операций. Устройства славятся невысокой ценой и безопасностью.

Самыми часто используемыми аппаратами в молочной промышленности являются гомогенизаторы. Они используются в производстве для получения однородных эмульсий. ООО "Пищевик Инжиниринг" предлагает широкий выбор гомогенизаторов для молока.

Гомогенизация молока – это механическое дробление жировых шариков в молоке (сливках), которое заключается в измельчении (диспергировании) жировых шариков в общей массе продукта и предотвращения его отстаивания путем воздействия на жировую фазу молока путем продавливания с высокой скоростью сквозь узкие щели. Диспергирование жировых шариков, т.е. уменьшение размеров и равномерное распределение в молоке, достигается воздействием на молоко значительного внешнего усилия (давление, ультразвук, высокочастотная электрическая обработка и др.) в специальных машинах – гомогенизаторах.

Гомогенизация сырья способствует при производстве:

• Стерилизованного молока и сливок — повышению стойкости при хранении;
• Кисломолочных продуктов (сметаны, кефира, йогурта) — улучшению консистенции белковых сгустков, и исключению образования жировой пробки на поверх­ности продукта;
• Сгущенных молочных консервов — предотвращению выделе­ния жировой фазы при длительном хранении;
• Сухого цельного молока — снижению количества свободного молочного жира, не защищенного белковыми оболочками, что приводит к быстрому его окислению под действием кислорода атмосферного воздуха;
• Пастеризованного молока и сливок — при­обретению однородности (вкуса, цвета, жирности);
• Восстановленных сливок, молока и кисломолочных напит­ков — созданию наполненности вкуса продукта и предупрежде­нию появления водянистого привкуса;
• Разновидности гомогенизаторов

Этот способ механической обработки молока и жидких молоч­ных продуктов служит для повышения дисперсности в них жиро­вой фазы, что позволяет исключить отстаивание жира во время хранения молока, развитие окислительных процессов, де-стаби- лизацию и подсбивание при интенсивном перемешивании и транспортировании. Гомогенизация сырья способствует:

• При производстве пастеризованного молока и сливок —при­обретению однородности (вкуса, цвета, жирности);
• Стерилизованного молока и сливок — повышению стойкости при хранении;
• Кисломолочных продуктов (сметаны, кефира, йогурта идр.) — повышению прочности и улучшению консистенции белковых сгустков и исключению образования жировой пробки на поверх­ности продукта;
• Сгущенных молочных консервов — предотвращению выделе­ния жировой фазы при длительном хранении;
• Сухого цельного молока — снижению количества свободного молочного жира, не защищенного белковыми оболочками, что приводит к быстрому его окислению под действием кислорода атмосферного воздуха;
• Восстановленных молока, сливок и кисломолочных напит­ков — созданию наполненности вкуса продукта и предупрежде­нию появления водянистого привкуса;
• Молока с наполнителями (какао идр.) — улучшению вкуса, повышению вязкости и снижению вероятности образования осадка.

Диспергирование жировых шариков, т. е. уменьшение их раз­меров и равномерное распределение в молоке, достигается воз­действием на молоко значительного внешнего усилия (давление, ультразвук, высокочастотная электрическая обработка идр.) в специальных машинах — гомогенизаторах. Наибольшее распрос­транение в молочной отрасли получила гомогенизация молока при продавливании его через кольцевую клапанную щель гомоге­низирующей головки машины. Жировые шарики, проходя через эту щель, диспергируются. Необходимое давление создается на­сосом. При производстве цельного молока размер жировых ша­риков с 3—4 мкм уменьшается до 0,7—0,8 мкм.

Основным узлом современных гомогенизаторов клапанного типа является гомогенизирующая головка. Она может быть одно — или двухступенчатой. Вторая ступень обычно работает при более низком давлении, чем первая. Применение одно — или двухсту­пенчатой гомогенизации зависит от вида вырабатываемых мо­лочных продуктов.

Двухступенчатую гомогенизацию с большим перепадом давле­ния на обеих ступенях применяют при производстве высокожир­ных молочных продуктов (сливки, смеси мороженого и т. п.). Она позволяет рассеивать (разбивать) образующиеся скопления жировых шариков. Для выработки других видов молочных про­дуктов, в том числе для питьевого молока, можно использовать одноступенчатую гомогенизацию.

На рис. 1 показана схема одно — и двухступенчатой гомогенизирующих головок гомогенизатора клапанного типа. При движении плунжера влево в цилиндре создается разрежение и чере:

Схема гомогенизирующей головки

А — одноступенчатой; б — двухступенчатой; 1 — кривошипно-шатунный механизм; 2 — плун­жерный насос; 3 — предохранительный клапан; 4, 12 — гомогенизирующие клапаны первой и второй ступеней; 5 — пружина; б — регулировочные винты; 7 — седло; 8 — манометр; 9 — на­гнетательная камера; 10, И — нагнетательный и всасывающий клапаны клапан 11 молоко засасывается в цилиндр. При обратном движе­нии плунжера молоко проходит через открывшийся клапан 10 в нагнетательную камеру. Одновременно такое же количество моло­ка продавливается через узкую кольцевую щель между седлом и клапаном в нагнетательную трубку. Клапан 4 и седло имеют с обе­их сторон притертые друг к другу поверхности. При износе одной стороны клапан и седло переворачиваются и устанавливаются другими торцевыми поверхностями в рабочее положение. Давле­ние регулируется винтом, с его помощью сжимается пружина, ко­торая усиливает давление на клапан 4, плотно пришлифованный к седлу. Давление контролируется по манометру.

При двухступенчатой гомогенизации молоко последовательно проходит первую ступень, а затем вторую. При переходе из зоны малых скоростей (молокопровод и нагнетательная камера) в зону высоких скоростей (может быть плоская клапанная щель) пере­дняя часть жирового шарика вытягивается и от него отрываются мелкие частицы. Высота клапанной щели составляет около 0,7 мм. В зависимости от формы щели клапаны могут быть плоские, ко­нические или конические рифленые. Чем больше скорость шари­ка в клапанной щели, тем он сильнее вытягивается и тем меньше­го размера от него отрываются частицы. Скорость жирового ша­рика зависит от давления гомогенизации. Скорость движения жи­рового шарика в нагнетательной камере гомогенизирующей головки составляет 9 м/с, а в клапанной щели — 150—200 м/с.

Эффективность гомогенизации молока определяется рабочим давлением, температурой, скоростью движения продукта при прохождении через гомогенизирующую головку, конструктивны­ми особенностями последней, составом и свойствами компонен­тов, образующих оболочку жировых шариков, кислотностью, а также последовательностью технологических операций.

Рабочее давление гомогенизации представляет собой разность давления продукта до и после клапанной щели гомогенизирую­щей головки. Его величина определяется неразделяемостью мо­лока при данном размере жирового шарика и расходом энергии. Неразделяемость молока зависит от скорости отстоя молочного жира. Если в молоке не будет обнаружено заметного отстоя мо­лочного жира в течение заданного срока хранения, то цель гомо­генизации будет достигнута и давление изменять не следует.

Увеличение давления гомогенизации приводит к уменьшению среднего диаметра и диапазона распределения по размерам жи­ровых шариков молока. По данным Н. В. Барановского, средний диаметр жировых шариков при давлении до 12—14 МПа умень­шается более интенсивно, чем при давлении от 14 до 20 МПа, а при давлении более 20 МПа практически не уменьшается. В табл. 3.2 приведены рекомендуемые нормативной документацией зна­чения давления гомогенизации сырья при выработке различных молочных продуктов.

Общая схема производства

При производстве кисломолочных напитков применяются два способа: термостатный и резервуарный. При термостатном способе производства кисломолочных напитков сквашивание молока и созревание напитков производится в бутылках в термостатных и хладостатных камерах.

При резервуарном способе производства заквашивание, сквашивание молока и созревание напитков происходит в одной емкости (молочных резервуарах). Общая схема производства кисломолочных напитков термостатом и резервуарным способами приведена на рисунке 1.

Приемка и подготовка сырья

Резервуарный способ Термостатный способ

Сквашивание молока в резервуарах Розлив в бутылки

Охлаждение в резервуарах или потоке Сквашивание в термостатной камере

Созревание Охлаждение в холодной камере

Розлив в бутылки и пакеты Созревание

Хранение, транспортирование, реализация

Рисунок 1. Технологическая схема производства кисломолочных напитков резервуарным и термостатным способами.

Для получения кисломолочных напитков используют молоко цельное и обезжиренное, сливки, сгущенное и сухое молоко, казеинат натрия, пахту и другое молочное сырье, а также солодовый экстракт, сахар, плодово-ягодные сиропы, джемы, корицу и др. (5,7)

Резервуарный способ

Технологический процесс производства кисломолочных напитков резервуарным способом состоит из следующих технологических операций: подготовки сырья, нормализации, пастеризации, гомогенизации, охлаждения, заквашивания, сквашивания в специальных емкостях, охлаждения сгустка, созревания сгустка (кефир, кумыс), фасовки.

Для производства кисломолочных напитков используется молоко не ниже второго сорта кислотностью не выше 19 °Т, которое предварительно подвергают очистке. Обезжиренное молоко, пахта, сливки, сгущенное и сухое молоко, казеинат натрия и плодовоягодные наполнители должны быть доброкачественными без посторонних привкусов и запахов и пороков консистенции.

Кисломолочные напитки вырабатывают с различной массовой долей жира: 6; 4; 3,2; 2,5 1,5; 1%. Поэтому исходное молоко соответственно нормализуется до требуемой массовой доли жира. Нормализация молока осуществляется в потоке на сепараторах-нормализаторах или смешением. Нежирные продукты вырабатываются из обезжиренного молока.

При нормализации сырья смешением массу продуктов для смешения определяют по формулам материального баланса или по рецептуре.

Нормализованное сырье подвергается тепловой обработке. В результате пастеризации уничтожаются микроорганизмы в молоке и создаются условия, благоприятные для развития микрофлоры закваски. Наилучшие условия для развития микроорганизмов создаются, если молоко пастеризуется при температурах, близких к 100 °С. При этих условиях происходит денатурация сывороточных белков, которые участвуют в построении структурной сетки сгустка, повышаются гидратационные свойства казеина и его способность к образованию более плотного сгустка, хорошо удерживающего сыворотку. Поэтому при производстве всех кисломолочных напитков, кроме ряженки и варенца, исходное сырье пастеризуется при температуре 85-87 °С с выдержкой 5-10 мин или при 90 - 92 °С с выдержкой 2-3 мин, ряженки и варенца - 95-98 °С с выдержкой 2-3 ч. Кроме того, при выработке варенца используется и стерилизация молока.

Тепловая обработка молока обычно сочетается с гомогенизацией. В результате гомогенизации при температуре 55-60 °С и давлении 17,5 МПа улучшается консистенция кисломолочных продуктов и предупреждается отделение сыворотки.

После пастеризации и гомогенизации молоко охлаждается до температуры заквашивания. При использовании закваски, приготовленной на термофильных бактериях, молоко охлаждается до 50 - 55°С, мезофильных-30-35 °С и кефирной закваски - 18-25 °С.

В охлажденное до температуры заквашивания молоко должна быть немедленно внесена закваска, соответствующая виду продукта. Наиболее рационально вносить закваску в молоко в потоке. Для этого закваска через дозатор подается непрерывно в молокопровод и в смесителе смешивается с молоком.

Сквашивание молока проводят при температуре заквашивания. В процессе сквашивания происходит размножение микрофлоры закваски, нарастает кислотность, коагулирует казеин и образуется сгусток. Окончание сквашивания определяют по образованию достаточно плотного сгустка и достижению определенной кислотности.

По окончании сквашивания продукт немедленно охлаждается. Кисломолочные продукты, вырабатываемые без созревания, немедленно направляются на охлаждение.

Кефир, вырабатываемый с созреванием, после сквашивания охлаждается до 14-16 °С и при этой температуре созревает. Продолжительность созревания кефира не менее 10-12 ч. Во время созревания активизируются дрожжи, происходит процесс спиртового брожения, в результате чего в продукте накапливаются спирт, углекислота и другие вещества, придающие этому продукту специфические свойства. Технологическая линия производства кисломолочных напитков резервуарным способом представлена на рис.2.

Рисунок 2. Схема технологической линии производства кисломолочных напитков резервуарным способом:

1-емкость для сырого молока; 2 - насосы; 3 - балансировочный бачок: 4-пластинчатая пастеризационно-охладительная установка; 5 - пульт управления; 6 - возвратный клапан; 7 - сепаратор-нормализатор; 8 - гомогенизатор; 9 - емкость для выдерживания молока; 10 - емкость для кисломолочных напитков; 11 - смеситель; 12 - заквасочник

Молоко из емкости для сырого молока подается в балансировочный бачок, откуда направляется в рекуперативную секцию пастеризационно-охладительной установки, где подогревается до 55-57 °С.

Для пастеризации молока используются пастеризационно-охладительные установки для кисломолочных продуктов, в которых можно проводить пастеризацию с необходимой выдержкой и последующим охлаждением до температуры сквашивания. Подогретое молоко направляется сначала в сепаратор-нормализатор, а затем - на гомогенизатор.

Для гомогенизации предназначены гомогенизаторы клапанного типа. Из гомогенизатора молоко сначала поступает в секцию пастеризации, далее через пульт управления - в емкость для выдерживания и возвращается в рекуперативную секцию и. в секцию охлаждения пастеризационно-охладительной установки, где охлаждается до температуры заквашивания. Если по выходе из секции пастеризации молоко не достигло заданной температуры, то оно с помощью возвратного клапана направляется в балансировочный бачок для повторной пастеризации. Охлажденное молоко поступает в емкость для производства кисломолочных напитков, перемешиваясь в смесителе с закваской.

Сквашивание молока проводят в специальных двустенных вертикальных емкостях, оборудованных мешалками с автоматическим устройством.

Мешалка устроена таким образом, чтобы не взбалтывала кефир и не резала бы его на пласты и кубики, а равномерно и одновременно перемешивала всю массу кефира. Частичное перемешивание или разрезка сгустка приводит к отделению сыворотки, а взбалтывание мешалкой - к пенообразованию, что в свою очередь вызывает отделение сыворотки.

Автоматическое устройство обеспечивает протекание сквашивания по определенному циклу: перемешивание - покой - перемешивание, а также служит для включения системы охлаждения. Охлаждение осуществляют холодной водой или рассолом, циркулирующим по кольцевому зазору между внутренней и средней емкостями. Средняя емкость снабжена теплоизоляцией, облицованной защитным кожухом.

Для выработки кисломолочных продуктов используются емкости вместимостью 2000, 4000, 6000 и 10000 л.

Заквашенное молоко сквашивается в емкости до требуемой кислотности. Полученный сгусток охлаждается в той же емкости, при этом через каждые 30-40 мин включается мешалка для размешивания сгустка и более быстрого его охлаждения. Если требуется созревание, то сгусток охлаждается до температуры созревания и оставляется в емкости на созревание.

Охлаждение продукта можно проводить в потоке. Для этого молоко заквашивается в емкости, а по достижении заданной кислотности продукт подается на пластинчатый охладитель, где охлаждается в потоке до требуемой температуры и поступает в промежуточную емкость, откуда направляется на фасовку.

Кисломолочные напитки фасуются в термосвариваемые пакеты или в стеклянную тару на автоматах для фасовки жидких молочных продуктов. (4,9)

Термостатный способ

Технологический процесс производства кисломолочных напитков термостатным способом состоит из тех же технологических операций, что и при производстве резервуарным способом, осуществляемых в такой последовательности: подготовка сырья, нормализация, гомогенизация, охлаждение до температуры заквашивания, заквашивание, фасование, сквашивание в термостатных камерах, охлаждение сгустка, созревание сгустка (кефир, кумыс).

Схема технологической линии производства кисломолочных напитков термостатным способом представлена на рисунке 3.

Приёмку и подготовку сырья, нормализацию, тепловую обработку, гомогенизацию нормализованной смеси и её охлаждение до температуры заквашивания выполняют так же, как и при резервуарном способе производства. Далее нормализованную смесь заквашивают в ёмкости. После заквашивания смесь фасуют в потребительскую тару и направляют в термостатную камеру, где поддерживается температура, благоприятная для развития микрофлоры закваски. Об окончании сквашивания судят по кислотности и плотности сгустка. После окончания сквашивания продукт направляют в холодильную камеру для охлаждения, а кефир - и для созревания.

Резервуарный способ производства кисломолочных напитков по сравнению с термостатным имеет ряд преимуществ. Во-первых, этот способ позволяет уменьшить производственные площади за счет ликвидации громоздких термостатных камер. При этом увеличивается съём продукции с 1м 2 производственной площади и снижает расход теплоты и холода. Во-вторых, он позволяет осуществить более полную механизацию и автоматизацию технологического процесса, сократить затраты ручного труда на 25% и повысить производительность труда на 35 %.

Рисунок 3. Схема технологической линии производства кисломолочных напитков термостатным способом:

1-ёмкость для сырого молока; 2-насос; 3-балансировочный бачок; 4 - пастеризационно-охладительная установка; 5-пульт управления; 6-возвратный клапан; 7-сепаратор-нормализатор; 8-гомогенизатор; 9-ёмкость для выдерживания молока; 10-ёмкость для заквашивания молока; 11-машина для фасования молока; 12-термостатная камера; 13-холодильная камера; 14-камера хранения готовой продукции. (4,10)