Гомогенізація молока - це Особливості, способи і вимоги

Сире молоко проходить кілька етапів підготовки перед тим, як вступити на умовний конвеєр харчової промисловості. На даний момент існує кілька груп хімічних, термічних і біологічних переробних операцій. Особливе місце в загальному комплексі підготовки сировинного продукту займає гомогенізація молока. Це технологія механічної обробки, але в залежності від конкретної методики проведення вона може включати також окремі процедури теплового і хімічного впливу.

Загальні відомості про гомогенізації

В принципі дана технологія використовується як спосіб механічної переробки молочних і інших рідких продуктів з метою підвищення їх дисперсності жирової фази. В ході технологічного процесу також знижується неоднорідність розподілу хімічних елементів по всьому об'єму гетерофазної системи. При цьому не варто плутати цю методику з диспергуванням як таким. Згідно з визначенням гомогенізації молока, подрібнення дисперсної фази не є обов'язковою умовою технологічного процесу. Наприклад, процедура змішування твердих порошкоподібних речовин цілком може виключати цю операцію. І навпаки, диспергування гетерофазної системи може передбачати й також виключати процедуру гомогенізації.

Призначення технології

Цілі гомогенізації можуть відрізнятися в залежності від поточного стану сирого молока і вимог до кінцевого продукту. Серед найбільш поширених завдань можна відзначити свого роду ефект сепарації жирових кульок по діаметру, що дозволяє формувати вершки. Також цей процес забезпечує стабільність жиру в сировинному продукті. Для розуміння значущості гомогенізації варто зазначити, що обсяг і кількість кульок жиру в сирому молоці непостійні – ці характеристики визначаються раціоном годування, стадією лактації і породи тварини. Наприклад, в 1 мм свіжого молочного продукту міститься до 4 млрд жирових кульок при середньому діаметрі близько 2-3 мкм з коливаннями від 05 до 15 мкм. У забезпеченні однорідності величин цих кульок і полягає основне призначення гомогенізації молока як одного з початкових процесів переробки сировини при виготовленні сиру, ряжанки і т. д. Причому усереднення та вирівнювання розмірних параметрів зазвичай досягається за рахунок зменшення жирових кульок в 10 разів – приблизно до 1 мкм.

Вимоги до процесу гомогенізації

Розглянутий метод молочної переробки не можна розглядати у відриві від сполучених технологічних процесів підготовки продукту до кінцевого виробництва. Зокрема, гомогенізація молока – це процедура, яка може бути пов'язана з операціями зберігання, транспортування та наступних операцій пастеризації. Відповідно, існують універсальні загальні вимоги для обробки молока, які відносяться в більшій мірі до санітарно-гігієнічним нормативам, але існують і спеціальні правила виконання гомогенізації. У їх числі можна відзначити наступні:

Перед обробкою молочна сировина проходить фільтрацію і первинну охолодження.

Температура молока повинна варіюватися в діапазоні від 4 до 6 °С. Конкретний режим визначить допустимий час зберігання до і після переробки – як правило, не більше 6 год.

Середній тиск при гомогенізації молока становить 10 МПа. При цьому для нормалізації гетерофазної структури може знадобитися збільшення розділу фаз на 500 тис. м 2 для кожної тонни сировини.

Гомогенізація виконується перед пастеризацією. Винятки можуть бути в разі, якщо операція проводиться при 60 °С. Даний режим зазвичай застосовується при отриманні знежиреного молока і вершків, але і в цій технологічній схемі після гомогенізації буде слідувати вже додаткова пастеризація.

Вживане обладнання

Технічно операція виконується шляхом впливу зовнішнього зусилля, джерелом якого є гомогенізатор. Це спеціальна машина, що впливає на цільовий продукт механічним тиском, електрикою або ультразвуком. Частіше застосовуються агрегати з механічним принципом роботи. Основним робочим елементом такого обладнання для гомогенізації молока виступає головка з кільцевої клапанної щілиною, через яку і пропускаються жирові кульки. Силову підтримку забезпечує насос, потужність якого дозволяє створювати тиск до 20 МПа. Його достатньо для зменшення кульок до 07 мкм, але, як вже говорилося, частіше використовується режим тиску в 10 МПа, при якому випускаються жирові частинки фракцією 1-2 мкм. Різні моделі гомогенизаторов мають одно - або двоступеневу конструкцію. Відповідно, одночасно може випускатися один або два продукту (з різним ступенем жирності).

Загальна техніка проведення гомогенізації

Після попередньої підготовки молочної сировини до механічної сепарації, виконується наступний перелік дій:

Перемішування дисперсної середовища з рідкою дисперсійної системою на потужностях диспергатора.

Молочна середовище під тиском прокачується через головки гомогенізатора. Жирова дисперсна фаза проходить подрібнення до потрібної фракції.

Більш тонкий процес гомогенізації молока, що передбачає перемішування дрібних жирових фракцій у спеціальних змішувачах.

Пастеризація з тепловим впливом.

Охолодження продукту.

Між технологічними етапами можуть застосовуватися допоміжні або проміжні операції в різній послідовності. Це стосується підігріву, очищення та стерилізації.

Повна гомогенізація

Даний спосіб гомогенізації вважається найбільш поширеним на виробництвах, де випускаються питні молочні продукти. Головною особливістю методу є виключення фазної сепарації. Іншими словами, процесу дроблення піддається вся молочна сировинна маса без попереднього поділу. Повна гомогенізація молока – це оптимальний спосіб отримання нормалізованого сухого знежиреного залишку, який надалі може використовуватися при виготовленні йогуртів.

Роздільна гомогенізація

Цей метод також має широке поширення, але вважається більшою мірою спеціалізованим. Справа в тому, що процес роздільної гомогенізації орієнтується на роботу з певною частиною завантаженої сировинної маси. Наприклад, виділяється певна частка жирового продукту з конкретним характеристикам. В класичній схемі відсікається основна частина знежиреного молока, але існують і проміжні способи сепарації і подальшої гомогенізації, при яких поділ проходить за конкретними параметрами жиру. Серед переваг такої методики відзначається не тільки можливість одержання більш якісного продукту, але і економічність процесу. Найбільший коефіцієнт ефективності гомогенізації молока з розділенням фракцій досягається, якщо на 1 г жиру припадає не менше 02 г казеїну.

Температура молока при виконанні гомогенізації

Один з найважливіших параметрів, що зумовлюють ступінь якості кінцевого продукту та ефективність всього процесу. Досить сказати, що критичне зниження температурного режиму може призвести до збільшення в'язкості сирого молока і формування густих жирових скупчень. Як мінімум для забезпечення відстоювання температура вершків гомогенізації молока повинна складати 30-40 °С. Але також і занадто високі температури можуть негативно впливати на фізико-хімічний стан гетерофазного середовища. У цьому випадку на робочих поверхнях обладнання можуть утворюватися білкові відкладення, що ускладнить процес механічного виконання операцій. Для регулювання теплової ступеня гомогенізації молока використовуються проміжні засоби пастеризації з поетапним нарощуванням температури на 5-8 °С. На цьому ж технологічному етапі можуть застосовуватися операції стерилізації і термовакуумная обробка, якщо є потреба у коригуванні інших параметрів молока.

Ефекти гомогенізації

З точки зору харчового виробництва і споживчих якостей дана технологія обробки сприяє забезпеченню наступних властивостей продукту:

Для вершків і молока – підвищення однорідності (за кольором, смаком і жирності).

Для стерилізованих вершкових і молочних продуктів – збільшення періоду зберігання.

Для цільного сухого молока – регулювання кислотності і жиру.

Для кисломолочної продукції – виняток жирової пробки на поверхні, підвищенню стійкості, поліпшення білкової консистенції.

Для згущених продуктів – при тривалому зберіганні природна регуляція виділення жирових фаз.

Для молочних продуктів з наповнювачами – підвищення в'язкості, поліпшення смаку і мінімізація ризиків утворення осаду.

В цілому можна сказати, що правильно організовані процеси стерилізації, гомогенізації і пастеризації молока комплексно впливають біологічні та фізико-хімічні властивості сировини, які впливають на можливості змісту і гастрономічні якості оброблюваного продукту.

Контроль якості гомогенізованого сирого молока

Після механічної обробки виконується контроль характеристик молочного продукту. Зокрема, беруться до уваги такі показники, як масова частка жиру, ступінь чистоти і т. д. Що стосується жирової частки, то вона визначається метричними, экспрессными і кислотними методами. Наприклад, останній спосіб найбільш популярний. Він передбачає змішування певної дози молока з концентрованої сірчаної кислоти при наступному центрифугуванні. Далі за допомогою градуйованої частини жиромера в контрольному обладнанні визначається обсяг виділеного жиру. Чистота молока визначається спеціальними фільтрами, доповненими голкопробивним термо-полотном. За обсягом домішок фіксується ступінь чистоти продукту. Також залучаються і кошти комплексного аналізу. За допомогою піпетки для гомогенізації молока з ціною поділки близько 01 см 3 беруться проби, які в подальшому випробовуються шляхом нагрівання, хімічних і біологічних реакцій. В кінцевому підсумку робиться лабораторний звіт про характеристики молочного продукту, що пройшов гомогенізацію.

Висновок

При всіх позитивних ефектах гомогенізації, багато фахівців відносяться до неї критично через вироблення шкідливих ферментів. Втім, на даний момент не існує достовірних досліджень, які б виявили суттєву для здоров'я людини різницю між натуральним і опрацьованими таким способом молочним продуктом. Більш того, на сьогоднішній день гомогенізація молока – це комплекс виробничих процесів, які стали необхідністю в харчовій промисловості. Цей метод механічної обробки використовується не тільки у відношенні до свіжого молока, але й у відновленні сухої молочної сировини шляхом регулювання ступеня жирності. Інша справа, що в кожному випадку застосовуються і модифікуючі хімічні добавки, наявність яких у продукті в принципі знижує його цінність.