Современная технология производства сливочного масла

Введение
Актуальность. Масло - это молочный продукт, получаемый путем взбивания свежих или сброженных сливок или молока. Превращение молочного жира в сливочное масло - очень старый способ сохранения молочного жира. Масло составляет основную часть питательной ценности молока. Масло, как правило, используется в качестве спреда и приправы, а также в кулинарных целях, таких как выпечка, приготовление соусов и жарка на сковороде. Масло состоит из молочного жира, воды и молочных белков. Чаще всего масло изготавливается из коровьего молока, а также из молока других млекопитающих, включая овец, коз, буйволов, верблюдов и яков. На сегодняшний день основным источником производства сливочного масла является коровье молоко[1].
На протяжении веков сливочное масло производилось на фермах в небольших количествах со значительными различиями в качестве. В XIX веке промышленное производство сливочного масла началось с централизации и механизации, что привело к существенному улучшению качества сливочного масла. Крупнейшими странами-производителями масла являются США, Германия, Франция, Новая Зеландия и Россия. Согласно Комиссии Кодекса Алиментариус в рамках совместной Программы стандартов пищевых продуктов ФАО / ВОЗ, масло является жирным продуктом, полученным исключительно из молока. Порция масла на 100 г должна содержать не менее 80 г жира и не более 16 г сухих веществ воды и обезжиренного молока[2].
Цель статьи – изучить современную и усовершенствованную технологическую линию производства сливочного масла.
Задачей является исследование совершенствований в современной технологической линией по сравнению с традиционной.
Промышленное производство масла
Существует два совершенно разных способа изготовления сливочного масла. Это метод сбивания и метод эмульгирования. В методе взбивания кристаллизация жира происходит в масле с последующей инверсией фазы, при которой эмульсия масла в воде превращается в водно-масляную эмульсию путем сильной механической обработки. Содержание жира затем концентрируется путем слива пахты. Масло окончательно пластифицируется механической обработкой.
В способе эмульгирования вышеуказанные первые три подпроцесса выполняются в обратном порядке. Сначала жировую эмульсию концентрируют до содержания жира, соответствующего составу конечного продукта, затем проводят инверсию фазы с последующей кристаллизацией и, наконец, образуют и пластифицируют массу жира[3].
Рис. 1. Современная технология производства сливочного масла
Современная технология производства сливочного масла включает в себя следующие стадии: Сливки подаются в напорный чан 1, откуда насосом подаются в теплообменник 2. Далее взбиваются в масловзбивателе 3 и очищаются на сепараторе 4. Готовая смесь подается в рабочую камеру 5. Из нее через смесители, куда подаются дополнительные ингредиенты, смесь подается в гомогенизатор 6, откуда выходит готовое сливочное масло.
Из сепаратора 4 и рабочей камеры 5 выходит пахта, которая направляется в чан для пахты 7 и с помощью насосов подается в охладитель пластинчатого типа 8 и далее на другие производства[4].
Метод сбивания масла
Основной принцип метода сбивания заключается в том, что воздух смешивается с кремом, где он образует пену. Одновременно некоторые мембраны жировых шариков разрушаются, что приводит к вытеснению жидкого жира из поврежденных жировых шариков и распространению его на границе раздела пены, в результате чего жировые шарики прилипают к пластинке пены. При дальнейшем перемешивании пена разрушается, и жировые шарики сжимаются настолько близко друг к другу, что они объединяются в маленькие комочки. Эти комочки далее прессуются в маленькие масляные гранулы.
Маслобойки были первоначально сделаны из дерева, но позже были заменены на нержавеющую сталь. После очистки и дезинфекции маслобойка должна быть специально подготовлена ​​для предотвращения прилипания масла к поверхности. В деревянных маслобойках это достигается кипячением водой и немедленным охлаждением. Эта обработка оставляет водную пленку на поверхности древесины и предотвращает прилипание масла к ней. Все деревянное оборудование должно быть мокрым до использования.
Маслобойки могут иметь форму бочки или конуса с фиксированными или вращающимися внутренними «рабочими» органами. Когда маслобойка вращается, комбинированные действия вращения и взбивания приводят к разрушению крема, образуя зерна масла (жировая фаза) и пахту (водная фаза)[5]

.
В течение первых нескольких витков газы (например, диоксид углерода в результате гетероферментативной ферментации) могут высвобождаться из крема. Чтобы поддерживать равномерное давление в маслобойке, необходимо выпустить эти газы. Это делается нажатием небольшого клапана в крышке маслобойки. Каждая маслобойка имеет индикаторное стекло, чтобы увидеть, что происходит внутри маслобойки. При взбивании крем становится тяжелее, когда начинает густеть. Это занимает около 15–20 минут от начала сбивания. Крем разбивается и образует мелкие зерна масла, которые хорошо видны на индикаторном стекле. Фактический размер зерен масла варьируется в зависимости от типа и размера маслобойки[6].
Предварительная обработка крема до взбивания
Необходимо концентрировать эмульсию в молоке до содержания жира около 35–42 г / 100 г или даже выше в центробежном сепараторе.
Крем нагревают до 85–110 ° C в течение 10–30 с в пластинчатом теплообменнике, чтобы убить любые патогенные микроорганизмы и избежать порчи. Можно сочетать высокотемпературную кратковременную обработку с вакуумной дезодорацией, которая называется отпуском. Вакуумная камера может быть вставлена ​​после нагревательного устройства в машине. Такая обработка может оказать прекрасное влияние на вкус масла, например, при появлении ароматов, возникающих при кормлении коров. Крем охлаждают сразу после термической обработки, поскольку взбивание невозможно, если молочный жир не затвердеет. В одной процедуре охлаждения крем охлаждают непосредственно до низкой температуры (4–5 ° С), выдерживают в течение 12 часов, а затем взбивают. Эта обработка приводит к образованию смешанных жировых кристаллов, также называемых кристаллами кукурузы, в которых значительная часть низкоплавких триацилглицеринов благодаря быстрому охлаждению задерживается в кристаллической решетке, образованной высокоплавкими триацилглицеролами[7].
Пастеризация
Сливки отделяют от молока центрифугированием. Обычно сырое молоко предварительно нагревают до температуры выше 40 ° С, чтобы гарантировать, что весь жир находится в жидком состоянии, так что шарики молочного жира менее подвержены сдвиговому повреждению. Оптимальная температура для разделения составляет 63 ° С, более высокие температуры вызывают денатурацию сывороточных белков, которые, хотя и не являются критическими для приготовления масла, могут отрицательно повлиять на свойства обезжиренного молока. Для уничтожения болезнетворных и технологически вредных микроорганизмов, а также для инактивации липолитических и протеолитических ферментов крем нагревают до 85–110 С в течение 10–30 с.
Специально разработанные пластинчатые теплообменники могут быть использованы для минимизации физического повреждения жировых шариков[8].
Охлаждение
После стадии пастеризации / вакуумирования сливки охлаждают шоковой заморозкой до 6–8 ° С. Однако, если нужно приготовить сливочное масло из очень «мягкого» крема, охлаждение происходит при температуре около 20 ° С. Затем крем подвергается физическому и / или микробному созреванию[3].
Производство масла методом Фритз
Машины непрерывного производства масла стали широко использоваться в 1960-х годах. Они были настолько успешными, что в течение десятилетия большинство серийных маслобоек, используемых на маслозаводах, были заменены. Важными преимуществами этих машин являются лучшая гигиена, а контроль качества и эффективности процесса постоянно совершенствуется. За последние 55 лет метод непрерывного производства масла Фритз стал ведущей технологией в Западной Европе и многих других странах. Этот метод основан на этапах, аналогичных этапам традиционного периодического метода, но производит масло с гораздо более высокой скоростью, создавая потенциал для большей производственной мощности и контроля процесса. Этот метод дает почасовую производительность 5 тонн, и даже возможно производство более 10 тонн в час[9].
Для обеспечения оптимальной работы с минимальными корректирующими действиями машина непрерывного производства масла должна иметь постоянную подачу крема. Для этого требуются сливки соответствующего состава (жир, pH), физических характеристик (вязкость, степень кристаллизации жира), температуры и скорости подачи на протяжении всего рабочего графика. Этим требованиям можно удовлетворить, собрав сливки для одного производственного графика на один день