Файл: Гуляев-Зайцев, С. С. Физико-химические основы производства масла из высокожирных сливок.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 17.10.2024
Просмотров: 80
Скачиваний: 0
ской обработки (кривая / на рис. 45) справедлива для |
скоро |
сти 3—7° С/мин. Дальнейшее повышение скорости до |
10— |
30° С/мин снижает критическую температуру структурообразования на 1—1,5° С, не изменяя зависимости ее от мощности обра ботки. При удельной мощности механической обработки 45— 60 Вт/кг и выше роль скорости охлаждения как фактора, влия ющего на маслообразование, также снижается. В связи с этим скорость охлаждения высокожирных свивок на I стадии может составлять от нескольких градусов до нескольких десятков гра дусов в минуту. Последняя более предпочтительна, так как при высокой скорости охлаждения увеличивается дисперсность кри сталлов молочного жира и сокращается время, необходимое для охлаждения высокожирных сливок (уменьшаются размеры ап парата).
На II стадии маслообразования применяют механическую об работку с той же удельной мощностью (20—60 Вт/кг), что и на I стадии. При удельной мощности механической обработки про дукта 20—60 Вт/кг можно быстро провести II стадию в аппара те и получить масло с хорошими структурно-механическими по казателями.
Обработка высокожирных сливок на II стадии с удельной мощностью механического воздействия ниже 20 Вт/кг примени ма лишь в случае, когда на I стадии высокожирные сливки об рабатываются с высокой удельной мощностью 40—60 Вт/кг. Та кой ступенчатый режим обработки увеличивает продолжитель ность II стадии процесса.
Предельная продолжительность обработки высокожирных сливок на II стадии избирается в зависимости от применяемой удельной мощности механической обработки в соответствии с рис. 44 (кривая 2).
Определение удельной мощности механической обработки и ее продолжительности позволило рассчитать более общий энер гетический параметр — предельную работу, которую необходимо затратить на единицу обрабатываемых на второй стадии высо кожирных сливок. Для получения масла с оптимальными струк турно-механическими свойствами на второй стадии процесса требуется затратить на механическую обработку примерно 2000—3000 Дж/кг. .Как отмечено выше, данный показатель ока зывается применимым, если удельная мощность механической обработки на I стадии не ниже 20 Вт/кг, а при использовании на II стадии обработки с удельной мощностью менее 20 Вт/кг — не ниже 40—60 Вт/кг.
Оценка механического фактора по удельной работе позволя ет предположить возможность проведения механической обра ботки высокожирных сливок на II стадии с переменной удель ной мощностью.
При обработке высокожирных сливок на II стадии темпера
туру их необходимо снизить на 2—3° С по сравнению с крити
ческой.
Если обработка высокожирных сливок на II стадии процесса осуществляется без дополнительного охлаждения, то продолжи тельность зоны формирования оптимальных свойств увеличива ется, что целесообразно только при высокой и постоянной удель ной мощности механического воздействия.
Характеризуя процесс по технологическим параметрам (ско рость и температура охлаждения, удельная мощность и продол жительность механической обработки, а также удельная рабо та), можно смоделировать его в маслообразователе различной производительности.
В связи с непостоянством химического состава и физико-хи мических свойств молочного жира оптимальные температуры ох лаждения продукта — к концу I стадии tK и на II стадии tn— м о г у т изменяться в пределах ±1°С . Важным способом управле ния процессом является обработка продукта на II стадии с раз личной удельной мощностью механического воздействия. При этом чтобы получить масло хорошей консистенции, необходимо на II стадии при переработке высокоплавкого молочного жира (что характерно для зимнего периода) повысить удельную ра боту, при пониженном содержании твердой фазы (что наблюда ется летом) требуется снизить энергию механического воздей ствия и тем самым избежать излишнего разрушения структуры.
ГЛАВА VI. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕЖИМЫ ВЫРАБОТКИ
МАСЛА НА УСТАНОВКЕ ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬЮ
1000 кг/ч
На основе исследований, проведенных коллективом авторов, в УкрНИИММПе разработана установка для выработки масла
из высокожирных сливок производительностью 1000 кг/ч [1, 2,
9].
Установка (рис. 46) состоит из маслообразователя 4, плун жерного насоса-дозатора 5, системы автоматического регулиро вания режима работы 3, щита управления 2, стола для напол нения и взвешивания ящиков с маслом 6 и транспортера подачи их в холодильную камеру 1.
В состав маслообразователя входят пластинчатый охлади тель скребкового типа, обработчик и привод, расположенные на одной станине. Высокожирные сливки охлаждаются в про дуктовых пластинах, которые последовательно чередуются с ох лаждающими пластинами. На приводном валу установлены дис- ки-турбулизаторы. Они обеспечивают механическую обработку продукта и срезают слой с поверхности рассольных пластин. Об работчик состоит из цилиндрической камеры, в которой разме-
110
Р и с . |
4 6 . |
У с т а н о в к а |
д л я |
в ы р а б о т к и |
м а с л а |
и з |
в ы с о к о ж и р н ы х |
с л и в о к |
п р о и з |
|
|
|
|
|
в о д и т е л ь н о с т ь ю |
1 0 0 0 |
к г / ч . |
|
|
||
щаются лопастная мешалка и отражатель. На выходе из камеры установлена перфорированная решетка.
Четырехскоростной привод мешалки обработника и сменные шкивы позволяют изменять частоту вращения вала охладителя от 1,66 до 2,5 с-1, а мешалки обработника — от 1,66 до 4,67 с-1. Это позволяет регулировать удельную мощность механической обработки на различных стадиях процесса с учетом состава и физико-химических свойств молочного жира, а также выраба тывать сладкосливочное, любительское и крестьянское масло.
Насос-дозатор обеспечивает стабильную производительность установки, а система автоматического регулирования — задан ную температуру масла на выходе из охладителя и обработника с точностью 4=0,5° С. Это способствует поддержанию постоянного технологического режима и получению масла с однородными свой ствами структуры и консистенции в течение всей смены.
Для разработки технологии преобразования высокожирных сливок в масло проведено исследование процесса маслообразования в установке производительностью 1000 кг/ч [3, 9]. В кор пус охладителя и обработника были вмонтированы специаль ные краники для отбора проб и термопары для измерения тем ператур сливок на различных стадиях процесса. Во время испытаний температуру готового масла на выходе из аппарата изменяли-от 15,5 до 20,5° С. Удельную мощность механической обработки в обработчике регулировали изменением частоты вра щения мешалки. Проверены различные схемы подключения рас сола к охладителю.
В исходном, промежуточном и готовом продукте сразу после отбора пробы определяли степень дестабилизации жировой
1Н
эмульсии. После структурообразования и хранения в холодиль ной камере в течение 10—15 суток определяли консистенцию масла, предельное напряжение сдвига, восстанавливаемость структуры, коэффициент термоустойчивости при 30° С, выделение жидкой фракции жира при 25° С, дефекты структуры [10], сте пень дестабилизации и пенетрацшо, характеризующую твердость
масла.
Результаты исследования процесса маслообразовапия в лет ний период представлены на рис. 47. По оси абсцисс показана продолжительность пребывания продукта в охладителе и обра ботчике, которая рассчитана по производительности установки н емкости рабочих объемов охладителя и обработчика. По оси ординат показаны степень дестабилизации жировой эмульсии, температура высокожирных сливок, предельное напряжение сдвига, коэффициент термоустойчпвости, консистенция продук
та, степень разрушения структуры, восстанавливаемость ее после >
разрушения и выделение жидкого жира. |
охлаждались до 15° С |
|
В |
охладителе высокожирные сливки |
|
при |
средней скорости охлаждения около |
30° С/мин (кривая 3). |
В обработчике температура продукта повышалась в результате выделения теплоты кристаллизации молочного жира и механи ческой обработки, достигая на выходе из аппарата 17,7° С. Ин тенсивность обработки продукта в охладителе соответствовала частоте вращения вала 1,66 с-1 и обработнике 2,5 с-1.
Степень дестабилизации исходных высокожирных сливок (кривая /), определенная по методике Шульца, 0—4%. При охлаждении сливок в первых 15 продуктовых пластинах до 22° С содержание свободного жира увеличивается незначительно. По
|
Консистенция, Ьаппы |
|
|
|
|
|
|
|
|
Р и с . |
4 7 . |
Х а р а к т е р и с т и к а |
п р о ц е с с а |
м г е л о о б р а з о в а н и я |
в |
а п п а р а т е : |
||
' 1 — степень |
дестабилизации |
при маслообразовании; 2 |
— предельное |
напряжение сдвига; ' |
||||
3 — температура; 4 — коэффициент |
термоустойчивости; |
5 — консистенция; |
6 — степень раз |
|||||
рушения структуры; 7 — восстанавливаемость |
структуры после разрушения; 3 — выгеление |
|||||||
жидкого жира; |
9 — степень |
дестабилизации ютового |
масла после структурообразования. |
|||||
112