Охлаждение и заморозка молока и молочных продуктов
Молоко является благоприятной средой для развития микроорганизмов, в том числе опасных для здоровья человека. В свежем молоке находятся бактерицидные вещества, в результате действий которых в первые часы количество микроорганизмов не только не увеличивается, а даже уменьшается. Такое явление названо бактерицидной фазой. Продлить эту фазу можно, если увеличить охлаждения свежего молока.
Так, если молоко охладить из 37 С до 10 С продолжительность бактерицидной фазы увеличится с 2 до 24 часов, а при охлаждении до 5 С, она будет составлять 36 часов. Чем ниже температура охлаждения, тем дольше сохраняются первоначальные свойства молока. Развитие большинства молочнокислых бактерий, которые вызывают порчу молока, замедляется при температуре молока 10С и ниже. Их жизнедеятельность приостанавливается при 2-3С.
Длительное хранение молока (2 — 3 суток) при низких температурах негативно влияет на его свойства, в результате чего снижается качество производимых продуктов из молока. Основным фактором, который обуславливает кислотность и бактериальную обсемененность молока, температура охлаждения.
Содержание микроорганизмов в охоложденном молоке находится в прямой зависимости от их начального количества.
Большое экономическое значение имеет температура охлаждения молока, которая позволяет сохранить его качество.
Если после каждого доения молоко с фермы отправляют на молочный завод, где оно подлежит переработке, то нецелесообразно охлаждать его к 3-5С. В таких случаях при выборе температуры охлаждения руководствуются промежутком времени между охлаждением молока и его доставкой на завод.
МЕДЛЕННОЕ ЗАМОРАЖИВАНИЕ МОЛОКАПри медленном замораживании молока и сливок нарушается структура жировых шариков. Если охлаждения молока было медленным, то агрегаты жировых шариков образуют жировые конгломераты, которые поднимаются на поверхность.
Размораживание молока и сливок, которые были медленно замороженные, приводит к образования свободной жировой фракции и синтез белковых хлопьев.
Быстро замороженное молоко и сливки сохраняют свою однородность. Если это молоко быстро разморозить, то натуральные свойства и структура молока существенно не изменится.
Для хранения натуральных свойств молока замораживать его следует в слое в 1 см за 8 минут. Такую скорость можно достичь, если замораживать молоко рассолом с температурой 15С. Еще лучшие достижения при замораживании слоя в 1-2 мм молока при температуре 20С.
При одинаковых начальных и конечных температурах продуктов одинаковым будет и количество отводимого тепла, которое не будет зависеть от условий, средств охлаждения и замораживания молока и молочных продуктов.
При всевозможных средствах охлаждения молока, молочных продуктов и в любом оформлении процесса количество тепла, которое, при этом, получается, определяется уравнением:
Q = G c (t -t ) (II-1).
Где G — масса продукта, который охлаждается, кг;
с — удельная теплоемкость, Дж/ (кг К)
t , t — начальная и конечная температуры продукта(градусы);
или
Q = KFO (II-2),
где K — коэффициент теплопередачи, Вт/(м К);
F — плаща теплообмена, м
O — средний температурный поток, С;
— продолжение процесса, ч;
Продолжительность охлаждения можно определить уравнением формул (И-1) и (I-2)
Независимо от средство охлаждения необходимо стремиться к сокращение длительности этого процесса, если это не противоречит действующему технологическом режима.
Для первичного охлаждения молока часто используют холодную воду. Холодная вода может быть основным способом охлаждения молока и на крупных заводах. Рациональное использование холодной воды позволяет сократить расходы по сравнению с искусственным охлаждением холодом.
Для этого можно использовать воду из холодных источников или грунтовые воды. Иногда используют снег или лед.
Если добавлять лед, можно снизить температуру воды в бассейне до 0 С, при этом температура криго-водяной смеси будет постоянной, пока у воды будет лед. Для получения температур ниже 0, лед смешивают с поваренной солью. Температура смеси льда и кухонной соли примерно можно вычислить по формуле:
t = — 0,7 Х (II-4),
где t — температура смеси лед-соль, (град);
Х — количество соли, % к массе льда.
Тепло (в кДж/кг), которое поглощается одним килограммом льда при этой температуре t находят из уравнения
q = 335-0,7Х (II-5),
Как хладоносители используют рассолы, температура замораживания которых зависит от концентрации раствора. Однако рассолы имеют очень сильные коррозионные свойства в отношении металлов, из которых производятся теплообменные аппараты. Это является существенным недостатком данного хладоносителя.
ОХЛАЖДЕНИЯ МОЛОКА
Предприятия молочной промышленности получают сырье от первичной сети, которая имеет ряд промежуточных звеньев: промежуточные приемной, сепараторные отделения, низовые заводы. Главным звеном является прифермерская первичная обработка молока.
Расположение прифермерских молочных от промышленных предприятий не всегда позволяет осуществлять непосредственную доставку сырья на молочный завод. В связи с этим основной технологической операцией, которая проводится в первичной сети, является охлаждения молока.
Охлаждение во флягах.
Охлаждение молока во флягах может быть осуществлено с помощью специальных погруженных охладителей, которые помещаются во флягу с молоком, или погружением фляг с молоком в бассейн с холодной жидкостью.
Пустые фляги устанавливают в бассейне, который частично наполнение водой, так, чтобы они не могли всплыть. Потом в бассейн закладывают лед, открывают фляги и заполняют их молоком.
Другая схема предусматривает использование погружных охладителей, которые позволяют ускорить охлаждение молока. По этой схеме погружной охладитель устанавливают в бассейне вместе с флягами. Молоко из бачка поступает к охладителю, быстро охлаждается и потом направляется во фляги, где оно доохлаждается и сохраняется.
Охлаждение в резервуарах.
Для сбора, охлаждения и сохранения большого количества молока на фермах распространено резервуарный способ с использованием ванн и резервуаров охладителей разнообразный конструкций. При этом средстве потери молока по равнению с другими методами охлаждения — минимальные.
К недостаткам резервуарного средства относятся: периодичность действия, высокие энергозатраты, низкий коэффициент теплопередачи (250-350 Вт/(м К).
Чаще всего используются конструкции резервуаров — оборудование для приема, охлаждения и хранения молока П-785. Она состоит из ванны-охладителя для молока и машинной части.
Ванная вместимостью 1000 л изготовлена из нержавеющей стали с уклоном дна в сторону сливного патрубка. К верхней обечайки кожуха ванны крепится перемычка, на которой монтируется приводной механизм мешалки. С обеих сторон от перемычки расположены съемные крышки, в каждой из них есть два отверстия для фильтров-цедилок и для наполнения ванн молоком.
Ванная оснащена теплоизоляцией из стекловаты. Под днищем ванны расположен трубчатый испаритель для фриона, который объединяется с холодильным агрегатом. По периметру верхнего края ванны проходит труба с отверстиями, через которые наружная поверхность ванны орошается ледяной водой.
Перед запуском установки рубашку наполняют водой так, чтобы ее уровень был на 15-20 мм выше верхних трубок испарителя. Установку включают за 1,5-2 часа до поступления молока. За это время на трубках испарителя намерзает лед. Молоко охлаждается до температуры 4 градуса.
В охладители ТОМ-2А молоко охлаждается также ледяной водой, которая приобретается с помощью холодильной машины МХУ-12Т. Танк-охладитель состоит из корпуса, оросительного устройства с фильтром для воды, мешалки с редуктором, холодильного агрегата и устройства автоматического контроля и регулирования.
Намораживание льда начинают за 3-4 часа до охлаждения молока. Молоко охлаждается до 6 7 С.
Охладитель молока ТО-2 относится к резервуарам с водяным охлаждением, с отдельной холодильной машиной и аккумулятором холода. В комплект входят: ванная, мешалка с приводом, водяной насос, устройство для мытья и пульт управления.
Непосредственно на фермах используют установку ТЦУ-1000. Молоко пастеризуется с помощью горячей воды, которая нагревается перегретыми парами фриона-12 .
По окончании пастеризации молоко охлаждают ледяной водой в охладителе.
