Физико-химические основы преобразования высокожирных сливок в масло

ТЕМА: ВИРОБНИЦТВО МАСЛА МЕТОДОМ ПЕРЕТВОРЕННЯ ВИСОКОЖИРНИХ ВЕРШКІВ

План

1. Фізико – хімічні основи перетворення високо жирних вершків на масло.

2. Отримання та нормалізація високо жирних вершків на масло.

3. Виробництво масла у циліндричних та пластмасових масловиробниках.

Література:

1. Белоусов А.П. Физико-химические процессы в производстве масла сбиванием сливок – М.: Легкая промышленность, 1984, 264с.

2. Горбатова К.К.Биохимия молока и молочных продуктов.- М.: Легкая промышленность, 1984, С. 163-322.

3. Диланян З.Х. Молочное дело. – М.: Колос, 1980, С. 185-395.

4. Кемпбел Дж. Р., Маршал Р.Т. Технология молока и молочных продуктов. В кн. Производство молока. Перевод с английского. – М.: Колос, 1980, С.482-669.

5. Твердохлеб Г.В., Диланян З.Х., Чекулаева Л.В. Технология молока и молочных продуктов продуктов – М., 1991г.

Херсон 2007 р

ЗМІСТ

Глава 19 ПРОИЗВОДСТВО МАСЛА МЕТОДОМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЫСОКОЖИРНЫХ СЛИВОК.. 3

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЫСОКОЖИРНЫХ СЛИВОК В МАСЛО.. 3

ПОЛУЧЕНИЕ И НОРМАЛИЗАЦИЯ ВЫСОКОЖИРНЫХ СЛИВОК.. 9

ПРОИЗВОДСТВО МАСЛА В МАСЛООБРАЗОВАТЕЛЯХ МЕШАЛОЧНОГО ТИПА 13

ТЕРМОСТАТИРОВАНИЕ И ХОЛОДИЛЬНОЕ ХРАНЕНИЕ МАСЛА. 19

ПРОИЗВОДСТВО МАСЛА В ВАКУУМ-МАСЛООБРАЗОВАТЕЛЕ. 22

Глава 19 ПРОИЗВОДСТВО МАСЛА МЕТОДОМ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ВЫСОКОЖИРНЫХ СЛИВОК

Разработка метода производства масла путем преобразования высокожирных сливок потребовала углубленного изучения процессов структурообразования в дисперсной системе.

Охлаждение и механическая обработка высокожирных сливок в маслообразователях проходят одновременно, поэтому процесс кристаллизации глицеридов ускоряется.

При соприкосновении тонкого слоя сливок с очень холодно стенкой маслообразователя (от 3 до 7°С) они быстро охлаждаются и образуют на ней затвердевший слой. При таком быстром охлаждении возникает большое число Центров кристаллизации внутри жировых шариков, создающих предпосылку для образования смешанных кристаллов. В жировых шарика: появляется около 25—35% отвердевшего жира с дифференцированием двух основных групп глицеридов: легкоплавких (максимум плавления при 14 °С) и высокоплавких (29,7 °С) со значительным превалированием первой. Такое отвердевание глицеридов молочного жира вызывает структурные изменения в глицеридном ядре и оболочке, резко снижается ее устойчивость, она разрушается. Этому способствуют также быстрое охлаждение и более низкая температуропроводность глицеридного ядра по сравнению с его липопротеиновой оболочкой. Поэтому вещество оболочки сжимается быстрее, чем глицеридное ядро, отчего на оболочке могут образоваться трещины.

Возникающие силы трения между плотно упакованными шариками, напряжение внутри их вследствие кристаллизации глицеридов способствуют выжиманию через трещины и гидрофобизированные участки оболочек жидкого жира с повышенным содержанием легкоплавких глицеридов. Жидкий жир способствует образованию агрегатов жировых шариков с частично отвердевшим жиром. Снятые ножами затвердевшие слои дестабилизированных высокожирных сливок, в которых в значительной степени прошли обращение фаз и агрегация, перемешиваются с теплыми и нагреваются. При этом большая часть легкоплавкого отвердевшего жира расплавляется. Жир, выделенный из дестабилизированных жировых шариков и при частичном расплавлении отвердевшего жира, вновь образует эмульсию.

В процессе термомеханической обработки высокожирных сливок образуются два типа эмульсий: прямая — молочный жир в плазме сливок и обратная — плазма сливок в молочном жире. Вначале преобладает первый тип эмульсии, по мере механической обработки и прохождения обращения фаз они уравновешиваются, в конце маслообразования вторая практически остается единственной.

Так, многократное перемешивание резко охлажденных пристенных слоев сливок с теплыми приводит к снижению температуры всей их массы в рабочем объеме нижнего цилиндра маслообразователя до 18—22 °С, что способствует массовому образованию центров кристаллизации преимущественно из высокоплавких глицеридов.

Для получения масла хорошей консистенций решающую роль играет не общее механическое воздействие на высокожирные сливки в маслообразователе, а продолжительность их перемешивания в зоне кристаллизации. Период до достижения температура ниже точек массовой кристаллизации в объеме сливок можно условно назвать зоной охлаждения, а период после — зошРЙ кристаллизации. Но надо учитывать, что это весьма условное деление, так как процессы кристаллизации в пристенном слое протекают с первых мгновений поступления сливок в маслообразователь. Именно в зоне кристаллизации регулируются структура и консистенция масла. Чем раньше наступает зона кристаллизации, чем ниже температура и длительнее их перемешивание в зоне кристаллизации жира, тем выше его дисперсность, тем лучше условия для образования в регулируемых условиях структуры коагуляционного типа и пластичной консистенции масла.

С повышением температуры и продолжительности обработки сливок в зоне кристаллизации уменьшаются образование центров кристаллизации глицеридов жира и степень их отвердевания. Основное отвердевание жира и формирование структуры масла прейдет после его выхода из аппарата в условиях покоя и медленного охлаждения монолита масла с образованием крупных, срастающихся друг с другом многослойных кристаллов. Такая кристаллизационная структура характеризуется излишней твердостью при пониженных температурах (5—7°С) и не термоустойчивостью при повышенных температурах (выше 17°С). Консистенцию масла также можно регулировать интенсивность механической обработки.

Поскольку отвердевание происходит в условиях перемешивания, то в^; отвердевшие группы включаются помимо высокоплавких сред*неплавкие и частично легкоплавкие глицериды. Пристенные |слои сливок с большим числом центров кристаллизации, перемешиваясь с остальной массой, играют роль затравки и тем са;мым ускоряют процессы отвердевания. Наступает критический момент лавинной дестабилизации оболочек жировых шариков,» и происходит обращение фаз. Смена фаз наиболее интенсивно проходит при температуре от 18 до 22 °С.

Чем быстрее сливки достигают термической зоны отвердевания и чегм дольше они обрабатываются в этой зоне, тем болыш образуется центров кристаллизации, тем больше отвердевает глицеридов жира, тем мельче кристаллические образования, тем гомоэгеннее будет структура и пластичнее консистенция.

При обращении фаз жидкий жир образует непрерывную среду. Адсо;Рбционно-гидратные прослойки под действием поверхностных сил натяжения образуют мелкие капельки плазмы, которые распределяются в жидком жире наряду с кристаллами и кристаллитами жира. В капельки плазмы могут включаться отдельные жировые шарики с неразрушенными оболочками.

Таким образом, процессы дестабилизации жировой диспепсии и эмульгирования жидкого жира, кристаллизация глицери-дов в жировых шариках и из расплава свободного жира в объеме перемешиваемой массы проходят одновременно. Сначала при повышенных температурах в сливках кристаллизация проходит преимущественно в пристенном слое, и в основном в жировых шариках, а при снижении температуры сливок до точек отвердевания жира (18—20 и 12—14°С) кристаллизация в объеме нарастает и после обращения фаз преимущественно проходит из расплава жира.

Повышение температуры сливок в нижнем цилиндре масло-образователя приводит к превалированию в отвердевшем жире высокоплавких и среднеплавких глицеридов в более стабильных кристаллических формах р'-2, р и частично а-2. Хотя отвердевание глицеридов в пристенном слое происходит с преобладанием легкоплавких групп и метастабильных а-3 форм, перемешивание со слоями сливок более высокой температуры вызывает то, что наиболее легкоплавкие из них расплавляются, а другие сокристаллизуются с более высокоплавкими, а формы а-3 при перемешивании быстро превращаются в более стабильные а-2 и £'-2.

Термомеханическая обработка кристаллизующейся массы во втором и третьем цилиндрах маслообразователя при температуре 12—16 °С способствует дальнейшему отвердеванию глицеридов в виде мелких смешанных кристаллов, стабилизации полиморфных форм, образованию агломератов кристаллизационной структуры, равномерному распределению их и жидкого жира, образованию первичной структуры в масле.

Во втором цилиндре термомеханическая обработка продукта осуществляется при температуре 10—13 °С; здесь наиболее интенсивно проходят процессы отвердевания жира с выделением значительного количества теплоты. Поэтому необходимо особенно интенсивно охлаждать второй цилиндр, а также тщательно контролировать температуру и количество подаваемого рассола.

В третьем цилиндре, где отвердевание, полиморфные и другие фазовые изменения глицеридов молочного жира проходят особенно активно, вязкость сливок резко повышается. На перемешивание таких сливок затрачивается большая механическая энергия. При этом выделяется значительное количество теплоты, а если не обеспечить ее своевременного отвода, то температура продукта повысится на 3—4°С. В то же время высокая вязкость препятствует интенсивному прохождению фазовых изменений глицеридов жира и структурообразованию масла. Что-бы уменьшить вязкость системы, в третий цилиндр подают утепленный рассол со второго цилиндра или ледяную воду.

Параметры термомеханической обработки кристаллизующейся массы определяют полноту обращения фаз, фазовое состояние и характер образования первичной структуры масла по выходе из маслообразователя. Характер первичного структурооб-разования регулируется температурными режимами, интенсивностью и продолжительностью термомеханической обработки высокожирных сливок в маслообразователе с учетом химического состава жира.

От максимально возможной завершенности фазовых изменений глицеридов молочного жира, характера образования первичной структуры зависит формирование вторичной структуры в покое. Повышение температуры, усиленное механическое перемешивание могут вызвать значительное расплавление легкоплавких полиморфных форм и групп отвердевших кристаллов глицеридов, не успевающих пройти перекристаллизацию и дифференциацию с образованием более стабильных и высокоплав-пих форм.

В этих условиях процессы фазовых изменений, структурооб-разования в значительной мере пройдут после маслообразователя, в монолите при медленном охлаждении его в состоянии покоя с образованием вторичной структуры кристаллизационного типа. В таком продукте после холодильного хранения будет преобладать кристаллизационная структура с дефектами консистенции.

Масло на выходе из аппарата имеет жидкую консистенцию преимущественно коагуляционной структуры, так как отвердевшего жира в нем содержится всего около 9—12% в виде зародышевых кристаллов и мелких кристаллитов. В ящике оно быстро затвердевает благодаря бурно происходящим экзотермическим процессам группового отвердевания глицеридов на базе имеющихся зародышевых кристаллов и вновь образующихся, вследствие чего температура в монолите повышается на 0,5— 4°С, происходят процессы вторичного структурообразования с преобладанием контактов кристаллизационного типа и тиксо-тропного уплотнения.

В условиях покоя вторичная структура проходит две стадии образования: стадию вторичного кристаллизационного структурообразования в течение 1,5—3 ч и стадию окончательного формирования структуры масла. На первой стадии протекают процессы кристаллизации на базе многочисленных зародышевых кристаллов молочного жира, возникает большое число новых контактов дисперсных частиц и происходит тиксотропное уплотнение структуры. Эта стадия ограничивается периодом термо-статирования масла, стадия окончательного формирования вто-ричной структуры протекает в процессе охлаждения и хранения в холодильных камерах при отрицательных температурах (—12 + —24°С).

Дата добавления: 2014-01-11