Загальна технологія виготовлення олії

Технологія масла. Вироблення масла в маслоізготовітелях періодичної і безперервної дії

Отримання масла з вершків дуже складний колоїдно-хімічний і фізико-хімічний процес, при якому під впливом механічних сил руйнується білкова оболонка частини жирових кульок, порушується стабільність суспензії жиру і, внаслідок агрегації жирових кульок, утворюється масляне зерно.

Принцип процесів, що відбуваються при збиванні вершків до цих пір остаточно не вивчений, і багатьма авторами трактується по-різному. Розбіжність між різними теоріями пояснюються дуже великою кількістю чинників, що впливають на процес утворення масляного зерна.

Найбільше визнання отримала флотаційна теорія, при якій умовно можна виділити 3 стадії отримання масла при збиванні вершків:

1-а - в процесі безперервного перемішування у вершки врабативается повітря з утворенням піни, з подальшою флотацією жирових кульок, які залучаються (спливають) на прикордонну поверхню повітряних бульбашок «повітря-вершки» і частково втрачають білково-ліпоїдний оболонку, ослаблену при дозріванні вершків;

2-а - руйнування піни при безперервному русі жирових кульок у маслоізготовітеле під впливом механічних сил. При цьому жирові кульки, позбавлені білкової оболонки, злипаються один з одним за рахунок рідкого жиру і зіштовхування на поверхні бульбашок. Оболонкові речовина переходить у плазму, тобто сколотини;

3-я - злиплі грудочки жиру в результаті багаторазового дотику у процесі збивання, з'єднуються в більші масляні зерна розміром від 1-2 до 5-6 мм, з яких формують пласт масла.

У наслідку, в результаті подальшої механічної обробки молочний жир стає дисперсним середовищем, в якій розподіляються краплі вологи (плазми) олії. Розмір і рівномірність розподілу вологи, а також вмісту в олії повітря залежить від інтенсивності механічної обробки масляного зерна.

Процес збивання вершків залежить від ряду факторів: температури і жирності вершків, ступеня їх фізичного дозрівання, способу механічного впливу, конструкції апарату, а також від складу та властивостей молочного жиру.

При збиванні вершків обсяг піни швидко (в перші 8-10 хв) досягає максимуму. Потім поступово знижується. Тривалість існування піни при збиванні вершків становить від 70 до 80% від загального часу процесу збивання. Структура збиваються вершків являє собою систему повітряних бульбашок (від 50 до 100 мкм), розділених між собою тонкими прошарками вершків (15-20 мкм). Тривалість збивання незалежно від моделі маслоізготовітеля не повинна перевищувати 50-60 хвилин при температурі вершків влітку від 7 до 13 º С, взимку - від 8 до 14 º С в залежності від виду масла.

Гомогенізовані вершки не збиваються в масло, оскільки з вершків з розміром жирових кульок менше 1 мкм, отримати масляне зерно не представляється можливим.

Режим збивання вершків. Температуру збивання вершків встановлюють залежно від виду вироблюваного масла, м. д. жиру у вершках, періоду року, режимів дозрівання вершків, конструкції маслоізготовітеля і з урахуванням досвіду попередніх виробок.

Рекомендовані режими збивання повинні бути на 2-5 º С вище температури дозрівання вершків.

Вершки з підвищеним вмістом жиру і недостатньо дозрілі збивають при більш низькій температурі. Вершки з зниженою М.Д. жиру і при тривалому дозріванні, навпаки - збивають при трохи підвищеній температурі. Для зимового молочного жиру більш тугоплавкого з низьким йодним числом, слід застосовувати більш високі температури збивання. Для легкоплавкого річного жиру з більш високим йодним числом вибирають більш низькі температури.

Жирність вершків вибирають в залежності від типу маслоізготовітеля; для маслоізготовітеля періодичної дії жирність вершків 32-37%, безперервного - 36-55%. Виняток становить вологодське масло, жирність вершків для якого має бути 28-30%.

На процес збивання масла впливає:

- Швидкість обертання маслоізготовітеля;

- Ступінь заповнення ємності.

Швидкість обертання маслоізготовітеля повинна бути такою, щоб забезпечити підйом вершків відцентровою силою на можливо більшу висоту з подальшим їх падінням під дією сили тяжіння. При оптимальній швидкості обертання відцентрове прискорення має наближатися, але не досягати прискорення сили тяжіння. При перевищенні швидкості обертання вершки притискаються відцентровою силою до периферії і обертаються разом з маслоізготовітелем, в цьому випадку вершки не збиваються.

Заповнення ємності повинно забезпечити найбільш повне збивання вершків при меншій витраті часу. Кращий результат виходить при наповненні маслоізготовітеля від 30% до 55% загальної його ємності, в залежності від М.Д. жиру у вершках. Для збивання вершків високої жирності оптимальна ступінь заповнення 35% ємності і на 40-50% - для вершків до 37% жирності. Мінімально допустиме заповнювати 25% обсягу ємності маслоізготовітеля.

При відхиленні від встановлених норм заповнення, підвищується відхід жиру в сколотини, погіршується консистенція масла. У разі перевищення норм заповнення, знижується висота падіння вершків, знижується їх спінювання і затягується процес збивання.

З використанням маслоізготовітелей періодичної і безперервної дії виробляють солодковершкове та кисловершкове масло з масовою часткою вологи 16, 20, 25%, 35%, солоне і несолоне.

Для збивання вершків у масло застосовують маслоізготовітелі різного типу і різних конструкцій, дерев'яні та металеві, вальцьові і безвальцовие. За формою - це циліндричні, конусні, кубічні і комбіновані, в числі яких усічений конус - циліндр. Вони забезпечені механічними приводами, що забезпечують різні швидкості обертання барабана на різних етапах технологічного процесу.

Вироблення масла на обладнанні періодичної дії.

Збивання вершків у масло в маслоізготовітелях періодичної дії відбувається при обертанні заповненої робочої ємності маслоізготовітеля, в результаті чого, піднялися на висоту вершки скидаються під дією сили тяжіння, піддаючись сильному механічному впливу. Агрегація жирових кульок відбувається за участю дисперсії повітряних бульбашок.

Перед початком роботи маслоізготовітель обробляють гарячою водою, потім холодною безпосередньо перед наповненням ємності вершками. Температура холодної води повинна бути на 2-3 º С нижче температури збивання вершків.

Вершки перед сбиванием підігрівають подачею гарячої води з температурою не вище 27 º С в міжстінний простір слівкосозревательной ванни. Щоб вершки прогрілися, їх витримують при цій температурі до 30 хвилин.

Температура вершків впливає на тривалість процесу збивання, жирність сколотин і консистенцію масла. При зниженні температури збивання тривалість процесу збільшується, волога може погано врабативаться, а олія може придбати засмальцьовану консистенцію. При підвищенні температури - збільшується жирність сколотин, а консистенція масла буде м'яка і мажущаяся.

Вершки подають в маслоізготовітель плунжерним, ротаційним або гвинтовим насосом. Збивають вершки в маслоізготовітеле до отримання масляного зерна розміром 3-5 мм і жирності сколотин - 0,3-0,5%. Тривалість збивання вершків незалежно від форми робочої ємності складає від 45 до 60 хв.

Процес збивання вершків регулюють для отримання масляного зерна певних властивостей. При нормальному процесі збивання масляне зерно повинно бути досить пружним, а пахта легко відділятися.

Приріст температури вершків при збиванні не повинен перевищувати 3-4 º С. У разі перевищення приросту поверхню маслоізготовітеля зрошують холодною водою.

У перші 3-5 хвилин збивання маслоізготовітель зупиняють 1-2 рази для випуску повітря за допомогою крана, призначеного для цієї мети, а потім збивають до появи на оглядовому склі масляних зерен, омиваних пахтою.

Маслоізготовітель зупиняють, відбирають сколотини, збирають її в окремий резервуар і при необхідності сепарують, якщо М.Д. жиру виявиться вище нормативної 0,5%.

При переробці вершків 1-го сорту отримане масляне зерно не промивають, тому що вимивається з олійного зерна СОМО і масло набуває невиражений, порожній смак. Крім того, зниження вмісту СОМО в олії тягне за собою перевитрату молочного жиру на вироблення олії.

Якщо вершки мають виражений сторонній запах, масляне зерно промивають шляхом зрошення його поверхні питною водою зі шланга, через розпилювач. Температура води повинна бути на 1-2 º С нижче температури сколотин, а кількість - 50-60% від обсягу вершків. Маслоізготовітель з масляним зерном і водою закривають і обертають зі швидкістю «збивання». Потім промивну воду зливають, а отримане масляне зерно піддають механічній обробці. Механічна обробка масляного зерна полягає у перетворенні його в пласт за допомогою багаторазового падіння масла при обертанні маслообразователь.

Процес механічної обробки олії включає 3 періоду (етапу), і їх проводять з різною швидкістю обертання барабана:

• випресовування з масла вільної вологи та освіта пласта;

• вработка вистачає до стандартної величини вологи сколотин;

- Рівномірний розподіл вологи по всій масі масла.

Для отримання пласта масла однорідної консистенції і з метою регулювання вмісту вологи, проводять механічну обробку масляного зерна за допомогою вальців, лопатей, або, при їх відсутності, за рахунок ударів маси об стінки маслоізготовітеля. Масляні зерна при цьому об'єднуються, руйнуються протоки між ними, видаляються залишки сколотин і виходить монолітна структура масла.

Сучасні маслоізготовітелі дозволяють регулювати частоту обертання робочої ємності апарату в широкому діапазоні і цілеспрямовано вести процес обробки масляного зерна і пласта.

Тривалість обробки оливи залежить від хімічного складу молочного жиру, ступеня завантаження, температури масла і частоти обертання.

У літній період, коли більше низькоплавких гліцеридів, і йодное число> 39, тривалість обробки олії становить 15-20 хв. У зимовий період, коли йодне число <39, тривалість - від 25 до 50 хв.

Перший етап обробки масляного зерна проводять обертанням барабана маслоізготовітеля при відкритому крані і при відкритому люку протягом 5-8 хв до одержання пласта і повного витікання сколотин. Цей етап називають критичним, а волога у відібраній пробі масла - критичної, яка позначається ВКР.

Після відбору проби з пласта в критичний момент, кран для випуску сколотин і люк маслоізготовітеля закривають і обробляють пласт до повної обсушки маслоізготовітеля. Знову відбирають пробу на аналіз і визначають М.Д. вологи в шарі, яку позначають ВПЛ.

За отриманими даними першого і другого аналізу визначають вологу на внутрішніх стінках маслоізготовітеля «В» за формулою:

;

де ВПЛ - масова частка вологи в шарі,%;

Ммс - очікувана маса масла, кг;

По-волога на стінках внутрішньої поверхні маслоізготовітеля.

Отримане значення «В» використовують у розрахунках нормалізації масла по волозі і для наступних виробок масла. Періодично цю величину уточнюють.

Очікувану масу масла (ММС) визначають за формулою:

;

де МСЛ - Маса вершків;

Жсл, Жпах, Жмс - м.д.жіра у вершках, сколотин, олії відповідно.

Отриману величину «В» приймають як постійну для всіх наступних розрахунків при нормалізації масла по волозі.

Необхідну вологу в олії після першого етапу обробки визначають за формулою:

;

де ММАС - Очікувана маса масла, кг;

ВМС, ВКР - масова частка вологи в маслі, в критичний момент, відповідно,%.

Якщо нормалізують масло пахтою, то масу сколотин для нормалізації розраховують за формулою:

де Впах - масова частка вологи в сколотин,%.

Теоретично вважають М.Д. сухих речовин у сколотин 8%, тобто вологи в ній - 92%.

На другому і третьому етапі обробки розраховану масу сколотин для нормалізації по волозі при закритому крані рівномірно розбризкують по поверхні пласта масла. Потім закривають люк і проводять обробку на іншій швидкості обертання барабана, поки пахта повністю не буде вработана в масло. Щоб уникнути засолення масла слід уникати зайвої обробки пласта.

Закінчення обробки встановлюють за відсутності вологи візуально і більш точно - за індикаторним папірців. Пробу масла для визначення масової частки вологи відбирають у різних місця пласта. Готове масло вивантажують в картонні короби, які попередньо маркують і вистилають пергаментом. В даний час для пакування масла в короби іноді використовують поліетиленові вкадиші.

Масло поміщають у холодильник з температурою від 0 до 5 º С для охолодження та тимчасового зберігання.

При виробленні масла солоного використовують сіль сорту «Екстра», яку попередньо прожарюють при температурі 120-1 30 º С, просівають і вносять у кількості 0,8-1% від маси олії. Посолку проводять сухою сіллю в пласті або розсолом, який готують на сколотин або знежиреному молоці призначеному для нормалізації по волозі.

Масу розсолу (Мрас) розраховують за формулою:

де С - необхідна М.Д. солі в олії,%;

К - поправочний коефіцієнт,

;

де ВПЛ і ВМС - масова частка вологи в шарі і необхідна в олії.

Вироблення масла безперервним сбиванием.

Для збивання вершків, обробки масляного зерна, нормалізації масла по волозі і посолки в потоці використовують маслоізготовітелі безперервної дії, з програмним управлінням процесу і автоматом для фасування олії.

Процес утворення масляного зерна при безперервному збиванні не відрізняється від процесу в маслоізготовітелях періодичної дії і складається з тих же трьох етапів. У теж час, швидкість агрегації жирових кульок у маслоізготовітелях безперервної дії збільшується приблизно в 1000 разів, внаслідок різкої інтенсифікації механічного впливу за рахунок високої швидкості потоку вершків від 18 до 22 м / сек і їх турбулентного руху, що створюється лопатями сбівателя.

Підготовка вершків до збивання їх на маслоізготовітелях безперервної дії проводиться за загальноприйнятою технологією, як і для олії, отриманого на маслоізготовітелях з періодичною вивантаженням. Вершки після фізичного дозрівання збиваються у масляні зерна в циліндрі сбівателе маслоізготовітеля безперервної дії. У сорочку сбівателя подають холодну воду з температурою 2-4 º С. Процес збивання умовно поділяють на 2 стадії:

-1-а - освіта масляного зерна, коли при інтенсивному механічному впливі на вершки в сбівателе утворюється частину рідкого жиру, достатньої в якості сполучного ланки для отримання масляного зерна. Жирові кульки спресовуються між собою, утворюючи крупинки жиру, з яких виходять масляні зерна.

-2-а - обробка, тобто механічне перемішування масляного зерна, розплавлення частини гліцеридів за рахунок механічного впливу, механічне подрібнення сколотин (або промивної води) на дрібні крапельки, що дуже важливо при виробленні масла з підвищеним вмістом вологи, 35%.

Для охолодження масляного зерна, температура якого підвищується за рахунок виділення теплоти при збиванні вершків у масло, використовують попередньо охолоджену до температури 4-6 º С сколотини.

Для забезпечення стійкості роботи обладнання перед початком внутрішні поверхні маслоізготовітеля і автомата для розфасовки олії обробляють протівопріліпающім розчином і охолоджують холодною питною водою з t 8-1 4 º С 10 -15 хв.

Протівопріліпающая і дезінфікуюча суміш готується з розрахунку: 0,4 кг кальцинованої соди, 0,4 кг тринатрий фосфат натрію, 1,2 кг рідкого скла, 0,5 л 10% р-ра хлорного вапна і додається до 100 літрів розчину вода.

Роботу маслоізготовітеля проводять відповідно до інструкції по його експлуатації.

Перед початком збивання дозрівають вершки в резервуарах перемішують протягом 10-15 хв для однорідності складу і деякого зниження їх в'язкості. Потім визначають кислотність, масову частку жиру, температуру і направляють на переробку.

Перед подачею вершків у сбіватель холодну воду після ополіскування з обработніка видаляють сифоном або від'єднанням піддону вакуумкамерах.

Спочатку очищають фільтр-сито повітрям або пахтою. Потім встановлюють частоту обертання мішалки сбівателя вище оптимальної, що забезпечує більш повне збивання вершків і запобігає понад нормативний відхід жиру в сколотини на початковому етапі збивання. Потім частоту обертання поступово знижують, домагаючись оптимального розміру масляного зерна.

Вершки в сбіватель подають в кількості, що забезпечує його паспортну продуктивність з конкретного виду масла. Одночасно включають в роботу насос для сколотин.

З отриманням перших порцій масла включають вакуум-насос, доводять розрідження у вакуум-камері до 0,3-0,4 МПа і відбирають зразки для контролю масової частки вологи а маслі і жиру в сколотин.

Масову частку вологи в маслі регулюють: частотою обертання мішалки сбівателя, температурою збивання вершків, обсягом вершків, що подаються в сбіватель, і рівнем сколотин в першій шнекової камері. За умови правильного проведення дозрівання вершків, за допомогою перерахованих прийомів можна отримати стандартний по волозі продукт.

Орієнтовно приймають, що масова частка вологи в маслі підвищується на 1% при збільшенні числа оборотів (на 20 в хв для чеських маслоізготовітелей і на 40 об / хв - для інших), підвищення температури збивання на 0,4 º С і зменшенні подачі вершків на 10%.

При зміні перерахованих факторів у зворотний бік, масова частка вологи знижується приблизно на 1%.

Деякі маслоізготовітелі безперервної дії комплектуються дозаторами, за допомогою яких регулюють М.Д. вологи в інтервалі до 2%

Для вироблення олії з підвищеним вмістом вологи (25, 35%) з метою кращої вработкі вологи, зменшують подачу вершків у сбіватель, підвищують температуру збивання вершків і обробку масляного зерна, знижують подачу холодної води в сорочку сбівального циліндра. Крім того, для підвищення вологи на 1%, підвищують рівень сколотин в першій шнекової камері обработніка і збільшують частоту обертання мішалки сбівателя на 15-20, 30-40 об / хв, а також збільшують подачу сколотин насосом-дозатором в блок обработніка. Для зниження М.Д. вологи - Параметри змінюють в протилежну сторону.

Регулювання нормалізації по волозі в олії

На початку роботи встановлюють продуктивність маслоізготовітеля на режим, що забезпечує М.Д. вологи в маслі на 1-2% нижче необхідної. Після аналізу перших порцій масла регулюють вміст вологи методами, зазначеними вище до стандартної величини і встановлюють необхідну продуктивність маслообразователь, число оборотів мішалки сбівателя і насоса-дозатора.

Подачу насосом-дозатором сколотин за фактичною продуктивності маслообразователь і відсутньої М.Д. вологи в маслі розраховують за формулою:

;

де Пмас - фактична продуктивність маслоізготовітеля, кг / год;

Нв - відсутня М.Д. вологи,%, яку визначають як різницю вологи необхідної і фактичної в олії (вт-Вфак);

Впах - масова частка вологи в сколотин,%;

Вмас - М.Д. вологи в маслі за стандартом. Таким чином формулу можна записати у вигляді:

.