Молоко и его свойства

Белый цвет и непрозрачность (мутность) молока обусловливают рассеивающие свет коллоидные частицы белков и  шарики жира, желтоватый оттенок   растворимый в жире каротин, слабовыраженный (сладковатый), присущий только молоку вкус лактоза, хлориды, жирные кислоты, а также жир и белки. Приятный едва уловимый запах сырого  молока зависит от наличия в нем небольшого количества диметилсульфата, ацетона,  летучих жиров, кислот, ацетальдегида и др. карбонильных соединений. 
Количество хлоридов в молоке зависит от состояния здоровья животных и ст. лактации содержание диметилсульфида от вида скармливаемого корма, ацетона от режимов кормления и состояния здоровья животных, жирных кислот от степени гидролиза жира. Ярко выраженный вкус и запах у молока считается ненормальным явлением. Ароматические и вкусовые вещества адсорбируются прежде всего на белках, с которыми они и попадают в молочные продукты. Поэтому молочный продукт с нормальным вкусом можно получить только из сырого молока, безупречного с точки зрения запаха и вкуса. При обработке и переработке молока происходят физические и химические  процессы, которые способствуют образованию новых вкусовых и ароматических веществ из его компонентов.

Так, изменение во вкусе и запахе питьевого молока по сравнению с  сырым, происходят за счет образования  продуктов распада - лактоглобулина, которые содержат SH-группы и следы H₂S, придающие запах и вкус пастеризации и потребителем это воспринимается вполне нормально. Образованию аромата способствуют не только  отдельные химические компоненты, но и физическое состояние продукта. Это можно проследить на примере со сливками. Аромат их изменяется в такой последовательности: сладкие сливки, взбитые  сливки масло, хотя во всех случаях присутствуют одинаковые компоненты и ароматические вещества.

Таким образом, мы видим, что молоко – скоропортящийся продукт. Чтобы сохранить его пищевую и технологическую ценность необходимо проводить первичную обработку и переработку.

Технологические схемы  первичной обработки и переработки  молока подразделяются на основные и вспомогательные операции.

 

Основные:

• биохимическая (закваска, брожение, сквашивание, витаминизация, созревание, химическая обработка и т.д.);

• механическая (очистка, нормализация, гомогенизация, эмульсирование, смешивание, прессование сырной массы, сбивание масла и т.д.);

• тепловая (пастеризация, охлаждение, подогрев и т.д.)

Вспомогательные: прием, взвешивание, отбор проб и качественная оценка продукции, транспортировка, мойка и стерилизация посуды, хранение и сдача продукции.

Первичная обработка  молока проводится в целях сохранения молока в свежем виде в период доставки потребителям. Она состоит из фильтрования, охлаждения, хранения, учета и в случае необходимости в пастеризации, сепарирования и нормализации молока.

Требования к качеству молока отражены в ГОСТ 13264–70. "Молоко коровье. Требования при заготовках", согласно которым молоко относят к первому, второму сортам и несортовому. Основные показатели, по которым определяют сортность молока – это кислотность, степень механической загрязненности, бактерицидная осемененность, представлены в таблице 1.3.

Для анализа бактерицидной  осемененности молока используют раствор метиловой сини. В пробирку наливают по одному миллилитру рабочего раствора метиловой сини и 20 мл молока, закрывают пробкой и смешивают медленным трехкратным переворачиванием пробирки. После этого ее помещают в водяную баню и поддерживают температуру 38…40 °С. Результаты анализа учитывают через 20 мин, два часа и пять часов тридцать минут. Момент обесцвечивания окраски считают окончанием анализа, по которому молоко относят к одному из трех классов по таблице 1.4

 

Таблица 1.3

Показатели	Первый сорт	Второй сорт	Несортовое
Кислотность, °Т	16…1	16…2	До 21
Степень чистоты по эталону  не ниже группы	I	II	II
Бактерицидная осемененность по редуктазной пробе, не ниже класса	I	II	III

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.4

Продолжительность обесцвечивания молока	Количество бактерий в 1 мл молока	Класс молока	Качество молока
Свыше 5 ч 30 мин	Менее 500 тыс.	I	Хорошее
От 2 ч до 5 ч 30 мин	От 500 тыс. до 4 млн.	II	Удовлетворительное
От 20 мин до 2 ч	От 4 млн. до 30 млн.	III	Плохое

 

 

              а)                            б)                           в)

                                  Рисунок 1.1

 

Степень чистоты молока определяют по эталону. Мерной кружкой берут 250 мл хорошо перемешанного молока, подогревают до 35…40 °С и выливают в специальный прибор с фильтром. По количеству на фильтре механических примесей (рисунок 1.1) молоко относят к трем группам. Температура молока при реализации не должно быть выше 10 °С.

Переработка молока предусматривает проведение ряда операций, направленных на изменение начальных свойств и качеств молока и получить питьевое молоко, сливки, творог, масло, сыр и др.

Натуральное цельное  молоко требует выполнения следующих  технологических операций: доение→ фильтрование → охлаждение до 7° С → прием → учет → выдача.

Питьевое молоко требует  выполнения следующих технологических операций: прием молока не выше 19 °Т → сортирование → очистка → нормализация жира, % → пастеризация → охлаждение → разлив→ упаковка → выдача.

 

 

 

 

2 Способы очистки молока  от загрязнений

 

2.1 Фильтрование

 

Проблема очистки молока от посторонних примесей была всегда актуальной. При ручном доении коров  даже строгое соблюдение норм санитарии  и гигиены не исключает попадания  в молоко шерсти животных, пыли, эпителия вымени, слизи и т. д. При машинном доении еще добавляются частички комбикормов, подстилки (торфа), насекомые и другие загрязнения: их засасывает через доильные стаканы, когда они по недосмотру обслуживающего персонала или из-за падения вакуума спадают с вымени (к сожалению, такие случаи нередки). Для предотвращения этого используют фильтры различной конфигурации.

Очистку молока от механических примесей проводят сразу после доения, пока молоко еще теплое. При доении в ведра молоко фильтруют во время слива его во фляги. В качестве фильтрующих элементов используют ватные прокладки, марлю, лавсановую ткань, а также фильтры разового пользования. Их недостатком является сильное загрязнение. Ватные прокладки меняют через 50…60 литров отфильтрованного молока. Марля не обеспечивает полную очистку молока от мелких примесей. Лучшие результаты дает лавсановая ткань или энант, которую после использования стирают и дезинфицируют.

В молочной промышленности применяют фильтры с металлической (сита) и тканевой перегородками. Металлические перегородки изготовляют плетеными и штампованными с числом отверстий на 1 см2 от 25 до 100, размером от 0,5 до 1,5 мм. Живое сечение перегородок до 50 %. Для тканевых перегородок используют холст различной плотности, а также энанта и лавсана (на 1 см2 – 255 ячеек). Наиболее высокая степень очистки получается при одновременном использовании металлической сетки и фильтровальной ткани.

Цедилки (рис. 2.1) применяют  для фильтрации молока, поступающего порциями. Они позволяют сгладить поток фильтруемого молока.

Конусовидная форма  решеток позволяет увеличивать  фильтрующую поверхность, а также способствует лучшему отделению загрязнений. Нерастворенные загрязнения скользят по стенкам решетки в желобок, откуда удаляются при промывке или замене фильтра.

Конический фильтр состоит  из корпуса 3 (рисунок 2.2), снабженного подводящим 8 и отводящим 7 патрубками, крышкой 2 с вентилем 1 для выпуска воздуха. Внутри корпуса установлена молокоприемная чаша 4 с фильтрующим элементом 5 (лавсан). Кран 6, установленный на отводном патрубке, предназначен для отсоединения фильтра во время его промывки и чистки. Молоко через патрубок 8 поступает в корпус фильтра, просачивается через фильтрующий элемент 5 и выходит из фильтра в кран 6 и патрубок 7. Длительность безразборной работы конических фильтров в зависимости от загрязненности молока составляет три–четыре часа.

 

    

Рисунок 2.1 Цедилка:                 Рисунок 2.2 Конический фильтр

1 – чашеобразный корпус;

2 и 4 – конические решетки;

3 – фильтрующий элемент;

5 – грязевой желоб;

6 – распорное кольцо

 

Фильтр молочный самоочищающийся типа ФМС (рисунок 2.3) предназначен для фильтрации молока в процессе ручной дойки коров в небольших фермерских хозяйствах и молокозаводах.

Самоочистка поверхности  фильтрующего элемента достигается организацией пленочного течения очищаемого молока, при котором примесные частицы смываются с центральной части его к периферии за счет энергии столба жидкости фильтрующим элементом.

Мойка фильтра осуществляется горячей водой температурой 40…60 °С и горячей водой в сочетании с моюще-дезинфицирующими средствами (дезмолом, визмолом и др.).

Тонкость фильтрации – до 20 мкм, расход 10 л/мин, перепад  давления на фильтрующем элементе – 196 Па, допустимая температура фильтрующего элемента – до 140 °С, диаметр фильтрующего элемента 300 мм.

Двухслойный зернистый регенерируемый фильтр (рисунок 2.4) предназначен для фильтрации пищевых продуктов: молока, соков, вин, напитков и т.д. Обеспечивает эффективную очистку (первая группа чистоты), высокую пропускную способность и длительный ресурс работы до предельного забивания примесями.

                        

Рисунок 2.3 Фильтр молочный       Рисунок 2.4 Двухслойный зернистый

 самоочищающийся типа ФМС        регенерируемый фильтр

          1 – воронка; 2 – трубопровод;

3 – преобразователь; 4 – обтекатель;

5 – крышка; 6 – фиксатор;

7 –обруч натягивания;

8 – фильтрующий элемент;

9 – дно; 10 – трубопровод отводящий

                                                         

Работа фильтра не нарушает вакуумный режим доения. Регенерация зернистого наполнителя осуществляется в стандартных условиях промывки обратным током промывочной жидкости без разгерметизации корпуса.

Тонкость фильтрования – до 40 мкм, скорость фильтрования –  до 250 л/ч, перепад давления на фильтре 0,1 МПа, пропускная способность фильтра при росте перепада давления в процессе очистки не более 0,02 МПа – 0,2…5 м3/ч, расход при регенерации 2,5…5 м3/ч, габаритные размеры: диаметр корпуса – 170…230 мм, высота 1500 мм, масса 25…40 кг.

Устройство пластинчатого  закрытого фильтра показано на рисунке 2.5.

Фильтр состоит из двух секций 6. Каждая секция состоит из трех камер, представляющих собой раму 5 с сеткой и фильтровальной тканью 4. Молоко через патрубок 10, по каналу поочередно, через каждые 10...30 мин, поступает в одну из камер образованному боковыми отверстиями рамок и распределяется параллельно по камерам секций 6. Подачу молока переключают трехходовым краном 9. Когда одна секция работает, другую очищают и готовят к работе (меняют фильтровальную ткань). Температура молока при фильтровании 30...35 °С. Для выпуска скопившегося во время работы воздуха периодически открывают краны 8. Просочившееся через неплотности молоко попадает в сборник 12. Туда же поступает оставшееся в секциях молоко при разборке секций.

 

Рисунок 2.5 Закрытый пластинчатый фильтр для молока:

1 – станина; 2 – краны для спуска молока; 3 – зажимы;

4 – фильтровальная ткань; 5 – рамы с сеткой; 6 – камеры; 7 – крышки секций;8 – краны для выпуска воздуха; 9 – трехходовой кран; 10, 11 – патрубки для входа и выхода молока; 12 – сборник для молока; 13 – шарниры

 

Дисковый закрытый фильтр (рисунок 2.6) состоит из стального корпуса 3, крышки 7, клапана 8, набора фильтрующих дисков 9 с отверстиями 10, через которые проходит молоко, вставных прокладок 11, внутреннего стакана 5, обоймы 6, стоек 12 и крана 2 для спуска остатков молока. Молоко поступает в фильтр через патрубок 4, проходит через отверстия 10 в рамках, через фильтровальные прокладки 11 и выходит в трубу 1.

Цилиндрический закрытый фильтр для очистки молока показан на рис. 2.7. В цилиндрический фильтр молоко поступает под давлением 200 МПа, проходит фильтровальную ткань 6, натянутую на внутреннюю и наружные сетки 4 и 5. Через патрубок 3 молоко выходит из фильтра. Герметичность сборки фильтра достигается установкой под крышку 8 резиновой прокладки 10. Скопившийся воздух выходит через кран 9. На патрубке 11 установлен манометр, по которому контролируют давление. Перед фильтрацией молоко нагревают до температуры 30...40 °С. Фильтровальную ткань необходимо менять через 15...30 мин.