Выделение жировой фазы из сливок.
Анализируя процессы, влияющие на устойчивость дисперсных систем (типа эмульсий), выделяют: флокуляцию (коагуляцию) — образование скоплений частиц и коалесценцию — слияние капелек.
Флокуляция происходит при сближении частиц на достаточно близкие расстояния. Возникающие при этом флокуляты, в которых частицы сохраняют свою дискретность,
непрочны и легко разрушаются под влиянием механического воздействия на дисперсию (при перемешивании).
Коалесценция, обычно следующая за фло-куляцией, в конечном счете приводит к разрушению дисперсии. Дисперсная фаза выделяется в виде объемной фазы и переходит из неустойчивого состояния в термодинамически устойчивое [16].
Процессы флокуляции и коалесценции в стабилизированных дисперсиях, к которым можно отнести жировую дисперсию молока при жидком состоянии глицеридного ядра жирового шарика, согласно А. Тепелу [237], схематически изображены на рис. 2.9.
В противоположность нестабилизированным дисперсиям для подобных систем характерно длительное раздельное существование дисперсных частиц в флокулятах (поз. 2), а также в образовавшейся при отстаивании концентрированной дисперсии «сливочном слое» (поз. 3).
Коалесценция в флокулятах с образованием первоначально более крупных капель, а затем объемной фазы (поз. 5) может происходить лишь после предварительного разрушения частиц дисперсной фазы, которая выражается в нарушении начальной структуры межфазного слоя (поз. 4).
Применительно к жировой дисперсии молока, согласно А. П. Белоусову [16], указанная схема должна быть дополнена
В зависимости от степени нарушения стабилизирующей способности оболочки (поз. 4) жировая дисперсия может претерпевать различные изменения. При небольшой степени этого нарушения (относительно небольшое число разрушенных капелек) коалесценция приводит лишь к увеличению числа крупных капель, то есть к снижению дисперсности системы.
При более значительном нарушении стабилизирующей способности оболочки коалесценция может привести к превращению в объемную фазу сначала частиц, а затем всей системы, то есть к ее частичному или полному разрушению (поз. 5).
В процессы флокуляции частиц жировой дисперсии молока своеобразие вносит отвердевание глицеридного ядра жирового шарика и образование агрегатов жировых шариков, не предусмотренных указанной схемой. Процессы агрегации частиц в дисперсных системах, частным случаем которых является флокуляция и коалесценция в дисперсиях, могут происходить при сближении дисперсных частиц на достаточно малые расстояния.
Жировая дисперсия молока при его переработке в масло подвергается различным воздействиям, оказывающим влияние на состав и структуру нативной оболочки. Изменения оболочки, вызывающие снижение ее стабилизирующей способности, будут ускорять процессы коагуляции дисперсных частиц, включая агрегацию жировых шариков.
Существующие методы производства масла
Основой существующих технологий сливочного масла является: способность молочного жира под влиянием температурного воздействия изменять агрегатное состояние; особое состояние его в молоке — в виде устойчивой жировой дисперсии; способность дисперсной фазы (жировых шариков1, обособленных липопроте-иновой оболочкой) под влиянием термомеханического воздействия разрушаться и в зависимости от температуры агрегироваться или коалесцировать, образуя соответственно масляное зерно или жировой концентрат — высокожирные сливки [17, 53, 229]. С учетом этого температурный фактор является отличительной особенностью метода технологии масла (рис. 3.1). По этому признаку можно выделить два метода:
сбиванием сливок (с массовой долей жира 28—55%), при котором все технологические операции, за исключением кратковременного нагревания для пастеризации сливок (при температуре 86— 98 °С), осуществляют при температуре от 5 до 20 "С, то есть ниже точки плавления основной массы глицеридов молочного жира;
преобразованием высокожирных сливок (с массовой долей жира 61,5—83%) и сливок повышенной жирности (46-61%)2. При этом все технологические операции осуществляются при температуре (65—95 °С), т. е. выше точки плавления жира. И только на конечной стадии процесса маслообразования высокожирные сливки ' охлаждают до температуры 12— 16 °С, т. е. ниже температуры массовой кристаллизации глицеридов. С учетом изложенного в первом случае к моменту получения масла кристаллизация глицеридов в молочном жире завершается практически полностью, а во втором — только частично.
Температура масла на выходе из аппарата независимо от схемы технологического процесса и метода производства составляет 12— 17 "С. Однако различия получаемого масла значительны: в первом случае на выходе из аппарата оно характеризуется «твердообраз-ным» состоянием, во втором — представляет легкоподвижную текучую массу.
Технологические операции, применяемые для выделения жировой фазы из сливок при выработке сливочного масла сравниваемыми методами, принципиально различаются.
В первом случае в результате интенсивного механического воздействия на холодные сливки (5— 12 °С) происходит нарушение устойчивости (разрушение) жировой дисперсии и выделение разрозненных, рыхлых комочков жира (агломератов) различной величины (масляных зерен), которые находятся во взвешенном состоянии в практически обезжиренной части сливок (пахте). После отделения (слива) последней масляные зерна спрессовывают в монолит («пласт») и пластифицируют в специальных устройствах или аппаратах.
Во втором случае промежуточным продуктом являются горячие (60—80 °С) высокожирные сливки (полученные сепарированием обычных сливок с массовой долей жира 30—35%), которые затем преобразуют в масло посредством интенсивного термомеханического воздействия на них, при одновременном быстром охлаждении и
интенсивном механическом перемешивании.
Основным аппаратом для получения сливочного масла из сливок методом сбивания являются маслоизготовители периодического действия (традиционная схема) и наиболее распространенные в настоящее время непрерывнодействующие.
При выработке масла методом преобразования высокожирных сливок основным аппаратом являются маслообразователи и скомплектованные на их основе комплексы технологического оборудования, которые эксплуатируются исключительно в России и некоторых странах СНГ (бывших республиках СССР).
Потребительные показатели сливочного масла как готового продукта в зависимости от метода его производства не дифференцируются.
1Средний размер » 4 мкм.
2При использовании стабилизаторов структуры и интенсификации механического воздействия.