Теоретические основы сбивания сливок в масло

ПРОИЗВОДСТВО МАСЛА СПОСОБОМ СБИВАНИЯ

ТЕМА: ВИРОБНИЦТВО МАСЛА СПОСОБОМ ЗБИВАННЯ

План

1. Теоретичні основи збивання вершків у масло

2. Підготовка вершків до збивання.

3. Режими термохімічної обробки вершків

4. Сквашування вершків.

5. Виробництво масла у масловиробниках періодичної дії.

Література:

1. Барабанщиков Н.В. Молочное дело – 1983г.

2. Власенко М.І. Технологія виробництва і переробки молока і молочних продуктів. - Вінниця., 2000 р.

3. Диланян З.Х. Молочное дело – 1979г.

4. Кравців Р.Й., Хоменко В.І. Молоко і молочні продукти – Львів, 2001 р.

5. Машкін М.І. Молоко і молочні продукти, 1996 р.

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

Херсон 2007 р

ЗМІСТ

ПРОИЗВОДСТВО МАСЛА СПОСОБОМ СБИВАНИЯ.. 3

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СБИВАНИЯ СЛИВОК В МАСЛО.. 3

НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ПОДГОТОВКА СЛИВОК К СБИВАНИЮ... 9

ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ФАЗОВЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ МОЛОЧНОГО ЖИРА.. 12

РЕЖИМЫ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ СЛИВОК.. 21

СКВАШИВАНИЕ СЛИВОК.. 25

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА СБИВАНИЕ СЛИВОК В МАСЛО.. 35

ПРОИЗВОДСТВО МАСЛА В МАСЛОИЗГОТОВИТЕЛЯХ ПЕРИОДИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ.. 39

ПРОИЗВОДСТВО МАСЛА В МАСЛОИЗГОТОВИТЕЛЯХ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ.. 48

ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И КОНСИСТЕНЦИИ СЛИВОЧНОГО МАСЛА 55

Сбивание сливок в масло представляет собой очень сложный коллоидно-химический и физико-механический процесс, неразрывно связанный с поверхностными явлениями.

Весь процесс маслообразования условно можно разбить на три стадии. На первой стадии разрушаются оболочки жировых шариков, ослабленных при физическом созревании сливок. Шарики, сохранившие оболочку, преимущественно переходят в пахту, и только небольшая их часть попадает в плазму масла. На второй стадии жировые шарики за счет жидкого жира слипаются сначала в кучки и комочки, а затем в зерна масла. При этом процессы разрушения оболочек и агрегирования жировых шариков во времени могут проходить в какой-то мере одновременно. На третьей стадии отдельные зерна в процессе механической обработки объединяются в пласт масла.

Сущность происходящих при маслообразовании процессов различные исследователи трактуют по-разному. Расхождения между отдельными теориями обусловлены тем, что механизм этих процессов зависит от многих факторов – метода и условий выработки масла, жирности сливок и степени их физического созревания, способа воздействия (механического, коллоидно-химического, термического), применяемого для получения масла, конструкции аппаратов. В зависимости от того, какие факторы выдвигаются на первое место, каждая теория по-своему истолковывает процесс маслообразования и несколько односторонне. До сих пор нет единой теории, которая бы дала исчерпывающие ответы на вопросы механизма и сущности маслообразования, однако каждая вносила определенный вклад в теоретические обоснования этих процессов.

Изучение сущности процессов маслообразования связано с именами А. Поккельс, О. Рана, В. ван Дама, Н. Кинга, Б. Холварда, М. М. Казанского, С. Я. Зайковского, А. П. Белоусова, Г. А. Кука, А. Д. Грищенко, В. Д. Суркова, Ю. М. Глаголева и др.

Теория обращения фаз. Известно, что устойчивость эмульсии нарушается, когда дисперсная фаза начинает преобладать над дисперсионной средой. Система стремится принять противоположное строение, с меньшей поверхностью раздела фаз. В результате происходит обращение фаз: среда становится фазой, а фаза средой. За счет гидратированных коллоидов при сбивании жировые шарики соединяются в кучки, в, которых концентрация жира доходит до 75, а плазмы до 25%. Протоки плазмы, окружающие жировые шарики, стремятся уменьшить свою поверхность, стягиваются в капли, затягивая в себя и оболочечное вещество. Жир объединяется в комочки с включенными каплями плазмы, т. е. образуется структура масла – плазма в жире.

Основной недостаток теории в том, что сливки, прошедшие физическое созревание, рассматриваются как эмульсия, а не эмульгосуспензия. Обращение же фаз возможно лишь в системах с жидкими фазами. Теория не учитывает роли твердой фазы в дисперсии сливок, а также механических воздействий, пенообразования, технологических режимов.

Пенная теория О. Рана. Различает три стадии сбивания. На первой – образуется пена, между наружной и внутренней пленками пузырьков которой втягиваются жировые шарики, как имеющие оболочку из поверхностно-активных веществ. Жировые шарики, касаясь в пене друг друга, склеиваются за счет белка хоттеина в кучки, сохраняя свою индивидуальность. На второй стадии пена разрушается: плазма сливок постепенно стекает, пенный пузырек обсыхает и теряет свою эластичность. На третьей стадии под действием механических ударов жир собирается в комочки и образуется видимое зерно.

В теории ошибочно оболочки жировых шариков рассматриваются фактором объединения жировых шариков, отождествляются по структуре сливки и масло. Процессы образования и разрушения пены идут параллельно, а не на какой-то одной стадии.

Коллоидно-химическая теория М. М. Казанского. При физическом созревании сливок происходит отвердевание части жира в жировых шариках и одновременное снижение отрицательного электрического заряда адсорбционных оболочек жировых шариков. Вследствие этого жировые шарики объединяются в кучки, становятся мутными, деформируются, приобретая угловатые формы. Снижаются стабильность и прочность оболочки, часть оболочечного вещества с поверхности жировых шариков переходит в плазму, оболочка становится тоньше. Образование пены в сливках способствует переходу оболочечного вещества в плазму, а затем во вновь образовавшуюся поверхность раздела сливки – воздух. Кристаллизация жира вызывает деформацию жировых шариков, вследствие чего оболочка подвергается действию напряжений, способных вызвать появление на ней трещин. Жидкий жир просачивается через трещины, вызывая фобизацию и комкование жировых шариков. Жировые шарики, на которых оболочка сохранилась, в образовании масла участия не принимают и переходят в пахту.

Гидродинамическая теория. Положения теории были сформулированы Г. Д. Куком и развиты Р. И, Асейкиным. При вращении маслоизготовителя в процессе перемешивания сливки пронизываются вальцами, мешалками, билами, в результате чего в них образуются «вихревые шнуры», в которых столбик жидкости вращается вокруг своей оси. Плазма сливок, как более тяжелая фаза, отбрасывается к периферии вихря, а жировые шарики, плотность которых меньше, приобретают! огромные угловые скорости и устремляются к оси вихря. Длительность жизни «вихревых шнуров» мала. По расчетам Кука, до 80% жировых шариков концентрируются у оси, оболочки их разрушаются, и они образуют конгломераты – зерна масла.

П. Гордиенко считает, что потоки жидкости движутся в объеме сливок параллельно, а жировые шарики по спирали. Образование масляного зерна происходит при (взаимном столкновении жировых шариков и ударах о стенку агрегата.

А. Д. Грищенко поддерживает гидродинамическую теорию, при этом указывает, что в результате сильного механического сжатия шарики теряют липопротеиновые оболочки. Им установлена функциональная зависимость между скоростью процесса агрегации жировых частиц и их количеством в сбиваемых сливках.

Кавитационная теория В. Д. Суркова. Согласно этой теории потоки сливок в емкости движутся с различной скоростью. При достижении определенной скорости в жидкости происходит разрыв и образуются пустоты, что создает новые поверхности раздела сливки – воздух, на которых непрерывно концентрируются жировые шарики. Затем происходит «обрушение» полостей потоками жидкости, имеющее характер гидравлического удара. В результате сжатия газов и повышения температуры жировые шарики оплавляются и соединяются оплавленными поверхностями, образуя комочки жира.

Теория А. Поккельс. Это одна из первых теорий (1902 г.), основанная на поверхностных явлениях процесса сбивания сливок.

Основная идея теории Поккельс состоит в том, что незащищенные жировые шарики соприкасаются в процессе сбивания с воздушными пузырьками пены и переходят на поверхность раздела плазма – воздух. Так как в этом случае жировые шарики обладают гидрофобностью, то, попав на пограничную поверхность, они не могут вернуться обратно в плазму. С уменьшением объема пены, сжатия воздушных пузырьков жировые шарики сближаются друг с другом и посредством жидкого жира объединяются сначала в мелкие конгломераты, а затем в масляные зерна.

Флотационная теория. Ее выдвинули за рубежом. В нашей стране флотационную теорию развил А. П. Белоусов. Авторы флотационной теории считали,что агрегация жировых шариков в основном происходит на образующейся при перемешивании сливок и включении в них воздуха на поверхности раздела сливки – воздух (пенных пузырьках).

А. П. Белоусовым были проведены многочисленные исследования по изучению оболочек жировых шариков и тех изменений, которые претерпевают последние от начала физического созревания сливок до образования масляного зерна в маслоизготовителях. Было установлено, что жировые шарики сливок, прошедших физическое созревание (частично отвердевших), содержат в своих адсорбционных оболочках на 12 –18% меньше белка, чем те же жировые шарики в жидком состоянии. При отвердевании жировых шариков происходят изменения агрегатного состояния адсорбционной поверхности и изменения ее химического состава (замена одних глицеридов другими).

В маслоизготовителях в процессе непрерывного перемешивания в сливки врабатывается воздух, который в виде мелких пузырьков распределяется по всему объему. Поскольку сливки содержат белки, обладающие свойствами поверхностно-активных веществ, на воздушных пузырьках образуется адсорбционная оболочка, препятствующая их быстрому разрушению. В первые 5 –10 мин сбивания в сливки врабатывается воздух на 90% их объема и поверхность воздушных пузырьков в 1 л смеси достигает 80 м².

Липопротеиновые комплексы жировых шариков обладают более высокой поверхностной активностью, чем пограничные поверхности плазма – жир, сливки – воздух. Поэтому при соприкосновении жирового шарика с воздушным пузырьком пены наиболее активные компоненты оболочки жировых шариков переходят на поверхность пенного пузырька, вытесняя из нее белки плазмы. При этом жировой шарик втягивается (флотируется) в пенный пузырек. Так пенный пузырек флотирует и концентрирует жировые шарики в своей поверхности. Часть жирового шарика, оказавшаяся внутри пузырька, теряет свою оболочку, и жир соприкасается с газом. Другая часть жирового шарика, находящаяся над поверхностью пузырька пены, свою оболочку сохраняет.

При соприкосновении друг с другом жировые шарики объединяются (слипаются) в поверхностные агрегаты в виде пластины с помощью жидкого жира, выделившегося через трещины в оболочке. При перемешивании пенный пузырек разрушается под тяжестью флотированных жировых шариков. Поверхностные агрегаты, попадая в плазму, свертываются таким образом, что гидрофобная «оголенная» поверхность оказывается внутри нового объемного образования. Новые образования вновь втягиваются пузырьком пены, часть их оболочки переходит в пенный пузырек, а они объединяются при соприкосновении друг с другом, образуя вторичный конгломерат.

Этот процесс повторяется до тех пор, пока не образуется масляное зерно (напоминающее по размерам зерно мака). Достигнув определенного размера, конгломераты перестают стабилизировать пену, и она быстро разрушается.

Данная теория с учетом исследований других авторов по изменению жировой дисперсии при подготовке сливок к сбиванию, процессов агрегации жировых шариков, новых теорий поверхностных явлений и устойчивости дисперсии системы уточнена и конкретизирована в ряде положений А. П. Белоусовым. Но однако ее применяют в основном к получению масла в маслоизготовителях периодического действия. Все процессы в теории рассмотрены в некоторой степени схематично и несколько односторонне, упускаются механические факторы. Теория не объясняет, почему конгломераты, попавшие из лопнувшего пенного пузырька в плазму, вновь не покрываются защитными оболочками.

Дата добавления: 2014-01-11