Очищення молока: технології та обладнання

Процеси очищення і фільтрації молока призначені для усунення забруднень і природних небажаних домішок з його складу. Існують різні способи вирішення таких завдань, що відрізняються технологічною організацією, ефективністю, продуктивністю і робочими характеристиками. Також розрізняється і обладнання для очищення молока, яким оснащуються виробничі лінії.

Загальна технологія очищення

Всі операції обробки здійснюються в спеціальних умовах, що відповідають технічним і санітарно-гігієнічним вимогам. За основу беруться нормативи, що застосовуються до організації роботи харчових підприємств. На молочних фермах можуть здійснюватися як окремі технологічні процеси обробки сировини, так і комплексна підготовка продукту.


Основні методи очищення сьогодні реалізуються на сепараторах-молокоочистителях і центрифугах з пастеризаторами. Як мінімум це обладнання дозволяє видаляти слиз молочної плазми, механічні домішки і частинки грязі. Більш тонка фільтрація також дає ефект знезараження зі знищенням шкідливих бактерій. Розвиваються і способи очищення молока допомогою термічного та біологічного впливу. У таких системах обробки відбувається модифікація фізико-хімічних властивостей молока, оптимізується вміст поверхнево-активних речовин (білків, фосфоліпідів, жирових кульок і кислот) і знижується поверхневий натяг.

Доставка сирого молока на виробництво

Переміщення молока між відділами на фермі або його доставка транспортом на переробний комбінат здійснюється у спеціальних контейнерах або цистернах з рефрижераторами. Згідно вимогам, внутрішні поверхні ємностей і резервуарів повинні виконуватися з нержавіючої сталі або алюмінію. Зовнішні поверхні обробляються теплоізоляційним матеріалом. В процесі переміщення важливо підтримувати оптимальний температурний режим сирого молока. Так, середня температура становить 4-6 °С. В такому стані сировина може міститися не більше 10 годин. Якщо планується більш тривале транспортування, то спочатку задіюється спеціальний охолоджувач молока – обладнання у вигляді резервуара, яке відразу після доїння знижує температуру рідкого продукту з 35 до 4 °С. При цьому видаляються патогенні елементи складу і зберігаються корисні якості.

Режими охолодження

Властивості молока, і зокрема його бактеріологічні характеристики, в чималому ступені будуть залежати і від температури його подальшого зберігання. Якщо залишити продукт в неохолодженому вигляді, то через 10 годин змісту його кислотність підвищиться майже в 3 рази, а разом з цим різко зросте і кількість небажаних бактерій. Для оптимального зберігання з погляду сприятливого мікрофлори тривале утримання на виробництвах вимагає підтримання режиму в 12 °С. Сильне охолодження теж не рекомендується, оскільки воно згубно і для корисних мікроорганізмів. Знову ж на допомогу приходить охолоджувач молока з датчиками контролю і автоматичною системою управління температурою, який враховує відразу кілька фізико-хімічних властивостей молока. Таке обладнання може містити від 100 до 1000 л одночасно в залежності від моделі та потреб виробництва. Вибір конкретної тактики охолодження буде залежати від часу утримання, але невеликі терміни на різних етапах очистки та переробки молока зазвичай вимагають підтримання 4-6 ?С.

Основна механічна обробка

Також цей процес можна назвати відцентрової сепарацією – це одна з базових процедур очищення, що передбачає поділ молока на фракції різної щільності. Наприклад, може проводитися відділення знежиреного і високожирних молока (вершків). Технічно процес організовується на потужностях сепаратора з обертовим барабаном. Оператор установки в ході її роботи відстежує такі параметри механічного очищення молока:

Швидкість обертання барабана.

Швидкість виділення кульок жиру.

Щільність жиру й плазми.

В'язкість.

По мірі збільшення розмірів щільності молочної плазми і жирових кульок прискорюються темпи сепарування і виділення вершкової маси. У свою чергу, підвищення в'язкості сприяє зниженню швидкості відділення жирових фракцій. На процес відцентрового очищення молока непрямий вплив має температура та кислотність молока. Кислотність може змінити білкову масу молока шляхом підвищення її колоїдного стану. В результаті почнеться процес випадання пластівців на тлі збільшення в'язкості і труднощі сепарації. Що стосується температурного впливу, то її підвищення знижує рівень в'язкості і уповільнює процес переходу жирової густої маси в рідкий стан. Тому перед сепаруванням рекомендується нагрівати молоко до 35-45 °С. Підвищення температурного режиму забезпечить і більш ефективний процес знежирення.

Сепаратори для очищення молока

Розглянуті вище операції поділу молочних фракцій і очищення виконують на спеціальних сепараторах. Як правило, це електричні машини, що мають вбудований двигун, колектор, чашу для завантаження молока і центрифугу. На середніх фермах знайшли широке поширення апарати з продуктивністю до 50-70 л/ч. При цьому частота обертання барабана може досягати 12000 об/хв. Сучасне обладнання для молочного виробництва розпорядженні засобами автоматизованого керування та захисту. Контроль і управління реалізується через комбінацію датчиків і контролера з робочою панеллю оператора. Задавши потрібну програму, користувач запускає процес сепарації з роботизованим контролем відповідно до закладених алгоритмів переробки молока. Захисні системи в основному представлені пристроями, що запобігають електричні і теплові перевантаження.

Фільтрування молока

Теж один з первинних процесів підготовки молочної сировини до біологічної і хімічної очистки. Основне завдання на цьому етапі – вивести потрапили в ході доїння або зберігання забруднення шляхом фільтрації. Самі фільтри можуть мати різне пристрій. Так, мембрани закритого типу позбавляють рідина від великих механічних домішок. Зазвичай такі фільтри встановлюються на лініях виробничого молокопроводу та доїльних систем. Якість і ступінь глибини очищення буде залежати від характеристик застосовуваного матеріалу. Найбільш ефективний фільтр тонкого очищення молока, виготовлений з нетканої матерії. Іноді в одному циркулюючому контурі або у доїльній установці застосовується кілька фільтруючих пристроїв для затримки часток різної фракції.

Бактерицидна фаза очищення

Це часовий період, в процесі якого мікроорганізми, що потрапили в молоко, не розмножуються, а гинуть. У цій фазі сирий продукт характеризується наявністю природних бактерицидних властивостей, забезпечених антибактеріальними речовинами. До них можна віднести лейкоцити, нормальні антитіла, лізоциму і т. д. Дана здатність молока буде залежати від фізіологічного стану худоби, від якого воно було отримано. Тривалість бактерицидної очищення молока визначається зовнішньої мікрофлорою і температурою зберігання, але зазвичай не перевищує 2-3 годин. Надалі буде важлива не стільки очищення як така, скільки технологічні процеси підтримки життя антибактеріальних речовин. До основних заходів такого роду можна віднести і первинне охолодження, фільтрацію, а також внесення ферментів, які борються з токсинами, спричинюють вади молока.

Технологія очищення молока термічним впливом

Для знезараження молочної сировини застосовується теплова обробка. У процесі її виконання відбувається не тільки знищення мікроорганізмів з продуктами їх життєдіяльності, але і створюються сприятливі умови для підтримання та збереження корисних властивостей молока. При цьому треба зазначити, що саме по собі температурний вплив у будь-якому вигляді руйнує первинну фізико-хімічну структуру сировини. Ступінь зміни буде залежати від тривалості і температурного режиму обробки. На молочних фермах дана операція виконується спеціальними нагрівачами трубчастого, ємнісного і пластинчастого типів. Багатофункціональне обладнання для теплової обробки також включає в конструкцію ванни для пастеризації.

Висновок

Ефективність підготовки молочної сировини для подальшої переробки в чому визначається початковим станом. Далеко не кожне сировину в принципі годиться для використання в харчовій промисловості. Існують спеціальні нормативи і вимоги, що визначають придатність продукту до заготівлі. Після контрольної перевірки фізико-хімічних і біологічних показників починається очищення молока за раніше призначеної схеми. Це можуть бути і окремі операції хімічної обробки з фільтрацією, глибока і всебічна сепарація з поліпшенням бактеріальної мікрофлори продукту. Конкретний набір технологічних операцій очищення залежатиме від завдань заготовки молочного продукту на фермі або виробничої лінії.