Технология производства сухого молока

     Масова  частка повітря, що міститься в продукті, коливається від 10 до 60% залежно від  кратності згущення. Об’ємна маса сухих молочних продуктів від 300 до 690 кг/м ³ .

     Масова  частка вільного поверхневого жиру від 0,5 до 20 %. Для всіх продуктів масова частка солей важких металів становить не більше, %: міді – 0,0008, олова – 0,01, для швидкорозчинного молока – 0,009, свинцю не допускається, як і наявність патогенних організмів та бактерій кишкової палички (в 0,1 чи 0,3 грамах продукту).

     Загальна  кількість мікроорганізмів в 1 грамі  продукту не повинна перевищувати 50 тисяч (сухе незбиране молоко і сухі вершки вищого сорту, першого не більше 70 тисяч).

     Залежно від виду продукцію розфасовують у споживчу чи транспорту тару.

     Сухі  продукти для дитячого харчування виготовляють на основі свіжого молока на спеціальному обладнанні.

     Особливістю виробництва є необхідність значного коректування хімічного складу коров’ячого  молока з метою наближення його до материнського. Зменшують загальну кількість білків, лактозу замінюють на альбумін та складний молочний жир частково замінюють рослинними оліями, що підвищує вміст ненасичених жирних кислот, особливо ліноленової. Збільшуючи кількість цукрів за рахунок добавлення до лактози бурякового цукру, кукурудзяної патоки. Підвищують вміст мінеральних солей кальцію, калію, міді, заліза, цинку тощо, а також вітамінів А, Д, С, Е, В₁, В₂, В₁₂, РР.

     Асортимент  сухих молочних продуктів для  дитячого харчування досить різноманітний: сухе молоко, сухі молочні суміші, молочні каші, молочно-овочеві суміші та інше. [21]

     Найбільш  поширеними видами сухого молока є  дитяче харчування „Віталант” та „Дітолант”. Перший застосовують для годування  дітей з перших днів життя до шестимісячного віку. Різноманітність його хімічного складу забезпечують такі інгредієнти, як: незбиране молоко, вершки, суха підсирна сироватка, содовий екстракт, соняшникова олія, вітаміни А і Д.

     „Дітолант”  використовують для дітей з тримісячного віку до одного року. До його складу входять знежирене молоко, кукурудзяна та кокосова олія, лактоза, вітаміни ( А, Д, С, РР, В₁, В₂, В₁₂ , лактоленова кислота), мінеральні солі ( заліза, цинку, міді, марганцю).

     В останні роки в Україну завозиться велика кількість молочних сумішей  іноземного виробництва. У найбільшій кількості реалізуються суміші французького виробництва „Пілті” та „Болин”.[17]

     Сухі  молочні каші можна використовувати  для годування дітей не старше п’яти місяців. До їх складу, крім сухого молока для дитячого харчування, входять: рисове або гречане борошно, можна крупа.

     Сухі  молочно-овочеві суміші готують  на основі молочної суміші „Малюк”, до якої додають порошок висушених  кабачків, гарбуза та борошно з  рису.

     При виробництві усіх видів сухих  молочних продуктів вільна волога видаляється згущенням та сушінням згущеного продукту.

     Сухі  молочні консерви являють собою  порошок із частками різної величини, що залежить від способу сушіння  та виду продукту. Вміст сухої речовини коливається в межах 95 – 98 %.[21]

     Сухі  молочні консерви, в основному, виробляють за однією технологічною схемою:

• приймання та оцінка якості молока;
• охолодження та короткочасне його резервування;
• нормалізація молока;
• очищення, гомогенізація;
• пастеризація молочної суміші;
• згущення молочної суміші;
• сушіння;
• охолодження молочного порошку;
• фасування і пакування продукту.

     Сушіння – це процес видалення вологи із різних матеріалів; воно зумовлює зміну  їх технологічних властивостей. Під  час сушіння повітря насичується  парами висушеного матеріалу, і чим  швидше вологе повітря замінюється сухим, тим інтенсивніший процес. При менших розмірах висушуваних часток інтенсивніше надходить волога із внутрішніх шарів, більша поверхня випаровується, а отже, швидкість сушіння. [22]

     Молочні продукти сушать різними способами: розпилювальним сушінням, контактним, сублімаційним та сушінням у стані піни.

     Сухе  незбиране молоко, вершки та вершки з цукром поділяють на вищий та перші сорти. Молоко сухе незбиране  та сухе напівжирне для дитячого харчування за стандартом на товарні сорти не поділяється.

     Сухе  молоко має білий колір з кремовим відтінком, порошкоподібну без грудок консистенцію, смак і запах, властиві пастеризованому молоку, без сторонніх  присмаків та запахів. Воно однорідне  за всією масою.

     Сухе  молоко та вершки першого сорту у  продаж не допускаються, якщо в них відсутній перепастеризований присмак.

     Основним  фізико-хімічним показником якості сухих  молочних продуктів є їх розчинність. Для сухого молочного порошку  розпилювального сушіння вона досягає 98 %. Індекс розчинності визначають за кількістю мілілітрів сухого осаду, який одержують після розчинення певної кількості сухого молочного порошку у воді з наступним центрифугуванням у градуйованих пробірках. Для сухого молока розпилювального сушіння при герметичній установці для вищого сорту він становить не більше 0,2; для першого сорту не більше 0,4; при негерметичній установці – відповідно 0,6 і 0,9. Розчинність сухого молока плівкового сушіння близько 8 %.[21]

     У сухих молочних продуктах відмічають види смаку (сальний та прогірклий) і кольору (потемніння). Сальний смак сухого молока спостерігають при окисленні молочного жиру, особливо вільного. Для уникнення цього необхідно запобігти дії світла на молоко.

     Прогірклий  смак сухого молока з’являється під  впливом ферменту ліпази, яка при  зберіганні готового продукту розщеплює жири з утворенням неприємних на смак альдегідів та металів. Щоб уникнути цього потрібно теплову обробку молока проводити при підвищених температурах (85 – 87 ⁰ С) з метою інактивації (розщеплення) ліпази. [21]

     Потемніння  сухого молока з утворенням дуже неприємного запаху спостерігають при тривалому зберіганні готового продукту в негерметичній упаковці при підвищеній вологості повітря. При цьому відбувається реакція між грудами білка й лактози з утворенням металоїдів. При зволоженні частки молока ущільнюються, а мінеральні солі розчиняються, що спричиняє часткову денатурацію білків і зниження розчинності сухого молока. З метою запобігання цій ваді необхідно фасувати сухе молоко в герметичну тару і зберігати його у відповідних умовах.

     Згущені молочні консерви для роздрібної торгівлі розфасовують в герметичну тару – металеві банки з лудженої жерсті або алюмінієві туби. Консерви, розфасовані в металеві банки  до 5 кілограм, повинні бути упаковані  в дерев’яні ящики або ящики  з гофрованого картону, а більше 5 кілограм – в дерев’яні ящики чи клітки.

     Металеві  банки повинні бути художньо оформлені, шляхом наклеювання етикеток або  літографування. На тарі або упаковці вказують найменування підприємства, його юридичну адресу та підпорядкованість, назву консервів, масу нетто, інформацію про склад та енергетичну цінність консервів, позначення нормативно-технологічної документації.

     На  металеві банки наносять також маркування шляхом витиснення умовних позначень. Як правило, умовні позначення наносяться в три ряди. Перший ряд містить інформацію про дату виготовлення, тобто число, місяць та рік (по два знаки розділених крапками). У другому ряду зазначають асортиментний номер продукції та номер підприємства-виробника. Третій ряд містить наступні позначення : номер зміни (однією цифрою) та індекс промисловості (буква М). Оптимальними умовами для зберігання молочних консервів є температура не вище 10 ⁰ С і відносна вологість повітря не вище 85 %. Допускається зберігання згущених молочних продуктів при температурі 20 ⁰ С. Зберігання при температурі нижче 0 ⁰С не допускається. Зберігання сухих молочних продуктів повинно відбуватися при відносній вологості 85 %.

     Для написання даної випускної магістерської  роботи обирається сухе незбиране та сухе знежирене молоко, тому що воно подовжує період збереження природних властивостей молока (смаку, вітамінів, порівняно високій калорійності та засвоюваності), гальмує розвиток мікроорганізмів завдяки невеликій вологості 3÷5%, при розведені у воді – швидко відновлює свої властивості, зручне для пакування, маркування, тривалий час зберігається без псування, зручне для дальніх перевезень, високопоживне.

      1.3 Характеристика сучасних технологій сушіння молока 

     Спроба  використовувати сушильні установки  зваженого шару, для сушки молочних продуктів, дала позитивні результати. Перевагою, установок вихрового шару перед останніми, є вживання великих швидкостей повітря, що особливо важливе при сушці в'язких продуктів.Апарати зваженого шару, використовувані в молочній промисловості, призначені для досушки молока після розпилювальних сушарок. Недоліком таких апаратів, при сушці білкових продуктів, є те, що в процесі сушки відбувається налипання продукту і тим інтенсивніше, чим вище температура теплоносія. Як правило, такі апарати експлуатують при температурі повітря не більше 130. З, в зв'язку, з чим їх продуктивність і ККД дуже низькі. В даний час експлуатуються апарати киплячого шару типа: " ВС-КПІ-150 ", " ВС - КПІ - 300 ", " КС - 50 ". За останні роки створені сушильні установки типів: " СГ - 500 "Я2 - ОПЕ ", " Я2 - ОПЖ ". Сушарка " СГ - 500 " призначена для сушки і гранулювання знежиреного молока, що згущує. Вона відрізняється неможливістю здобуття сухого молока харчового призначення, що відповідає вимогам стандартів, що діють, по структурі і розчинності, збільшення початкової температури теплоносія, отже, установка має низький ККД і невисоку продуктивність.

     Наступна  установка цієї серії, агрегат " Я2-ОHЕ " спроектований на базі " А1-ФМУ ". Він призначений для сушки матеріалів будь-якої в'язкості і здобуття, гранульованих і порошкоподібних продуктів (знежирене молоко, ЗЦМ та інші). Вихідний продукт може бути отриманий будь-яким способом концентрації, згущуванням, ультрафільтрацією, квашенням, а так само без попереднього згущування. Сухі продукти, що отримуються агрегатом "Я2-ОHЕ", відповідають вимогам до технічних і харчових продуктів вищого сорту. За результатами перевірки, СОМ і ЗЦМ, висушені в сушарці "Я2-ОHЕ", по розчинності не поступаються зразкам, отриманих при розпилювальній сушці, а по сипучості перевершують їх. Апарат може працювати як в парі з вакуум - випарним апаратом, так і без нього. Вихрова сушарка " Я2 - ОHЕ " відрізняється від інших установок такого типа тим, що в конструкції воздуховода відсутні додаткові направляючі грати, з якими стикається продукт. Це дало можливість збільшити температуру сушки до 250-300 і різко підняти ефективність використання теплоносія. Крім того, висока початкова температура сушарки дозволила оснастити сушарку, теплогенератором прямого згорання газу. Для збільшення продуктивності устаткування розроблений сушильний агрегат " Я2 - ОНЖ ", що складається з трьох сушарок " Я2-ОHЕ " (трьох модулів) встановлених паралельно. Продуктивність агрегату " Я2 - ОНЖ " складає 450 кг випареної вологи в годині

     Сушильна установка "в киплячому шарі інертних тіл" (СІН)

     Використовується для безперервної та періодичної сушки сипучих матеріалів,розчинів, суспензій, молока (рис. 1.13.) и т. д.  

     Рис.1.13. Сушильна установка «в киплячому шарі»  

     Сушильна установка включає в себе:

• Вдувну воздуходувку,
• Калорифер,
• Сушильну камеру з резервуаром із фторопластовими інертними часточками, приладом перемішування частинок та форсункову систему подачі (розпилення) рідкого компонента.
• Циклон - пилоутримувач із бункером для висушеного продукту.
• Скрубер із системою очистки повітря, який містить пил, водяним контуром циркуляції.
• Витяжну воздуходувку

     Принцип дії установки:

     Повітря , нагріте в калорифері, поступає в сушильну камеру і «продуває» знизу резервуар з фторопластовими інертними частками. На нагріті частки розпиляють сировину форсункою, а спеціальним перемішуючим приладом відбувається постійне перемішування частинок в резервуарі. Завдяки продувці горячим повітрям розчин (чи суспензія) швидко зневоднюється на поверхнях інертних тіл, утворюючи на кожному із них неміцний порошковий шар. В результаті постійного перемішування фторопластових частинок в резервуарі шар порошку на частинках легко руйнується, відокремлюючись від їх інертної поверхні і у вигляді пилу зкидується в циклон. Там готовый порошок накопичується у нижньому бункері, а повітря, яке ще насичене пилом податься в очисний скубер. В скрубері є верхній та нижній баки; вода, яка постійно зливається із верхнього в нижній, насосом подаєтся назад, утворюючи контур циркуляції. Повітря, насичене пилом, по принципу «кальяма» проходить верхній бак, при цьому очищається. Постійно росте концентрація продукту у воді контура, коли вона наближається до вихідної консистенції в сировині, воду замінюють і направляють на форсунку у робочий цикл.