Вивчення режимів гомогенізації молочної сировини та факторів впливу на дисперсність молочного жиру

Лабораторно-практична робота №5

Тема. Вивчення режимів гомогенізації молочної сировини та факторів впливу на дисперсність молочного жиру

Мета роботи. Вивчити режими гомогенізації молочної сировини та фактори впливу на дисперсність молочного жиру.

Завдання № 1. Вивчити режими гомогенізації молочної сировини.

Завдання №2. Вивчити фактори впливу на дисперсність молочного жиру.

Установки, прилади, лабораторний посуд, реактиви

Піпетка для контролю ступеня гомо­генізації, корки гумові № 20; реактиви для визначення масової частки жиру (ГОСТ 5867-69) стосовно молока; штатив для встановлення спеціальних піпеток; склянки (100 мл).

Порядок виконання роботи.

Гомогенізація молока. Цей спосіб механічної обробки молока і рідких молочних продуктів служить для підвищення дисперсності в них жирової фази, що дозволяє виключити відстоювання жиру під час зберігання молока, розвиток окислювальних процесів, дестабілізацію і під збиття при інтенсивному перемішуванні і транспортуванні. Гомогенізація сировини сприяє:

при    виробництві    пастеризованого    молока    і    вершків   -    придбанню однорідності (смаку, кольору, жирності); стерилізованого молока і вершків - підвищенню стійкості при зберіганні;

кисломолочних продуктів (сметани, кефіру, йогурту і ін.) - підвищенню міцності і поліпшенню консистенції білкових згустків і виключенню утворення жирової проби на поверхні продукту;

молочних консервів, що згущують, - запобіганню виділення жирової фази при тривалому зберіганні;

сухого незбираного молока - зниженню кількості вільного молочного жиру, не захищеного білковими оболонками, що приводить до швидкого його окислення під дією кисню атмосферного повітря;

відновлених молока, вершків і кисломолочних напоїв - створенню наповненості смаку продукту і попередженню появи водянистого присмаку;

молока з наповнювачами (какао і ін.) - поліпшенню смаку, підвищенню в'язкості і зниженню вірогідності утворення осаду.

Диспергування жирових кульок, тобто зменшення їх розмірів і рівномірний розподіл в молоці, досягається дією на молоко значного зовнішнього зусилля (тиск, ультразвук, високочастотна електрична обробка і ін.) в спеціальних машинах - гомогенізаторах. Найбільше розповсюдження в молочній галузі отримала гомогенізація молока при продавлюванні його через кільцеву клапанну щілину гомогенізуючої головки машини. Жирові кульки, проходячи через цю щілину, диспергуються. Необхідний тиск створюється насосом. При виробництві незбираного молока розмір жирових кульок з 3…4 мкм зменшується до 0,7…0,8 мкм.

Основним вузлом сучасних гомогенізаторів клапанного типу є гомогенізуюча головка. Вона може бути одно або двохступеневою. Другий ступінь зазвичай працює при нижчому тиску, ніж перша. Застосування одно або двохступеневої гомогенізації залежить від виду молочних продуктів, що виробляються.

Двохступеневу гомогенізацію з великим перепадом тиску на обох ступенях застосовують при виробництві високожирних молочних продуктів (вершки, сумішей морозива і т. п.). Вона дозволяє розсіювати (розбивати) скупчення жирових кульок, що утворюються. Для вироблення інших видів молочних продуктів, зокрема для питного молока, можна використовувати одноступеневу гомогенізацію.

В одно- і двохступеневій гомогенізуючих головок гомогенізатора клапанного типу при руху плунжера вліво в циліндрі створюється розрідження і через клапан молоко засмоктується в циліндр. При зворотному русі плунжера молоко проходить через клапан, що відкрився,  в нагнітальну камеру. Одночасна така ж кількість молока продавлюється через вузьку кільцеву щілину між сідлом і клапаном в нагнітальну трубку. Клапан і сідло мають з обох сторін притерті один до одного поверхні. При зносі однієї сторони клапан і сідло перевертаються і встановлюються іншими торцевими поверхнями в робоче положення. Тиск регулюється гвинтом, з його допомогою стискається пружина, яка підсилює тиск на клапан, щільно пришліфований до сідла. Тиск контролюється по манометру.

При двохступеневій гомогенізації молоко послідовно проходить перший ступінь, а потім другий. При переході із зони малих швидкостей (молокопровід і нагнітальна камера) в зону високих швидкостей (може бути плоска клапанна щілина) передня частина жирової кульки витягується і від нього відриваються дрібні частинки. Висота клапанної щілини складає близько 0,7 мм. Залежно від форми щілини клапани можуть бути плоскі, конічні або конічні рифлені. Чим більше швидкість шарика в клапанній щілині, тим він сильніше витягується і тим меншого розміру від нього відриваються частинки. Швидкість жирової кульки залежить від тиску гомогенізації. Швидкість руху жирового кульки в нагнітальній камері гомогенізуючої головки складає 9м/с, а в клапанній щілині – 150…200м/с.

Ефективність гомогенізації молока визначається робочим тиском, температурою, швидкістю руху продукту при проходженні через гомогенізуючу головку, конструктивними особливостями останньої, складом і властивостями компонентів, створюючих оболонку жирових кульок, кислотністю, а також послідовністю технологічних операцій.

Робочий тиск гомогенізації є різниця тиску продукту до і після клапанної щілини гомогенізуючої головки. Нероздільність молока залежить від швидкості відстою молочного жиру. Якщо в молоці не буде виявлено помітного відстою молочного жиру протягом заданого терміну зберігання, то мета гомогенізації буде досягнута і тиск змінювати не слід.

Метод центрифугування з використанням спеціальної піпетки. Сутьметоду полягає у визначенні відсоткового співвідношення масової частки жиру у частині гомогенізованого продукту, що мі­стить жирові кульки діаметром менше 2 мкм до масової частки жиру у продукт.

Техніка визначення ефективності гомогенізації молока

Гомогенізоване молоко досліджують відразу ж після гомо­генізації без підготовки. Піпетку через нижній капілярний кінець заповнюють зразком продукту до верхньої відмітки. Верхній кінець піпєтки закривають пальцем, а на нижній кінець одягають гу­мовий корок № 20 з отвором діаметром, рівним діаметру нижнього кінця піпетки на глибину 2/3 довжини пробки. Заповнену молоком піпетку встановлюють симетрично у патрони центрифуги, пробками до периферії і центрифугують 30 хв при температурі 38…40°С при 1100 об/хв. Після центрифугування піпетку виймають і ставлять у штатив на пробку. Потім пальцем руки закривають верхній кінець піпетки, а другою рукою обережно знімають пробірку з нижнього пальця піпетки (не перевертаючи і не струшуючи) і зливають у склянку 1100 см³) частину продукту, тобто від верхньої до нижньої відмітки на піпетці, і в ній визначають масову частку жиру.