Очистка молока от посторонних примесей и микроорганизмов
Опубликовано: 05.09.2018
Молоко, предназначенное для консервирования, должно быть очищено от посторонних примесей и микроорганизмов, которые снижают качество продуктов и затрудняют дальнейшую обработку молока механическими и тепловыми приемами.
Оседая на поверхностях, соприкасающихся с молоком, они загрязняют их. В результате этого гидравлические и теплообменные сопротивления увеличиваются, сокращается продолжительность непрерывной работы аппаратов, усложняется санитарно-техническое обслуживание технологического оборудования и молокопроводов.
Для очистки молока на животноводческих фермах и предприятиях молочной промышленности применяют фильтрование и центрифугирование. Непосредственно на молочноконсервных комбинатах фильтрование используют только при очистке тех или иных добавок.
Фильтрование является сложным гидравлическим процессом, пока малоизученным применительно к молочным жидкостям. Оно основано на протекании фильтруемых жидкостей, содержащих твердые частицы, через естественные или искусственные капиллярно-пористые перегородки. При фильтрации молока из него должны быть выделены посторонние примеси и по возможности микрофлора.
В молочной промышленности при необходимости увеличения скорости фильтрации используют насосы, с помощью которых создают соответствующие перепады давлений перед и после фильтрующей перегородки.
В процессе фильтрации на опорной перегородке фильтра (сетке или решетке) образуется пористый слой осадка, увеличивающийся по высоте (толщине) соответственно продолжительности работы фильтра. Образовавшийся осадок создает гидравлическое сопротивление, которое зависит от свойств, структуры и высоты его. Он же становится собственно фильтрующей перегородкой.
Производительность периодически действующих фильтров зависит от продолжительности цикла фильтрования, включающего время на подготовку фильтра к работе, рабочий период и заключительный период.
Для фильтрования различных добавок, применяемых при производстве молочных консервов, используют конические и дисковые фильтры.
Фильтрование в поле центробежной силы проводится в фильтрующих центрифугах, имеющих барабан с перфорированной стенкой, на которую накладывается фильтровальная перегородка, обычно выполненная из прочной ворсистой ткани.
Процесс фильтрации подчиняется тем же законам, которые рассмотрены ранее с той лишь разницей, что перепад давлений в этих аппаратах создается за счет центробежной силы, возникающей в результате вращения кольца жидкости:
Молочноконсервная промышленность применяет более совершенный способ очистки молока в поле центробежной силы. Этим способом можно выделить из молока не только твердые частицы, как при фильтровании, но и имеющие меньшую или большую плотность, чем у молока.
Фактически в сепараторах-молокоочистителях под действием центробежной силы вместе с другими примесями удаляется из молока до 20 % микроорганизмов.
Эффективность очистки молока с помощью сепараторов-молокоочистителей зависит и от подготовки молока. Выяснено, что при очистке предварительно подогретого молока микробиологические процессы при последующем хранении его протекают более интенсивно вследствие раздробления скоплений микроорганизмов.
Наименьшее количество бактерий после 24 ч хранения было в молоке, которое очищали от примесей и микроорганизмов без подогрева при 5-10 °С. Кроме более высокой эффективности очистки молока без подогрева снижаются и затраты на электроэнергию.
Очистка молока с помощью сепараторов-молокоочистителей считается достаточно эффективней, если количество центрифужного осадка составляет не более 0,001 мл на 10 мл очищенного молока.
Наиболее совершенными конструктивно и удобными для эксплуатации считаются саморазгружающиеся сепараторы-молокоочистители, которые обеспечивают непрерывность очистки молока в потоке.
Для очистки молока без подогрева рекомендуется применять также специальные сепараторы с автоматической выгрузкой осадка. Молоко, обработанное на этом сепараторе, по степени очистки соответствует первой группе.
В 1950 г. в Бельгии были проведены опыты по интенсификации процесса выделения из молока микробов в центробежном поле.
Исследованию бактериофугирования (бактериоотделения) молока посвящены многие работы. В сепараторах-бактериоотделителях при частоте вращения барабана 250-300 с-1 и температуре сепарируемого продукта в пределах 65-75 °С в бактериофугат, составляющий 2-3 % массы молока, удаляется до 99,97 % всех микробов, в том числе полностью выделяется кишечная палочка и на 90 % - все споровые микроорганизмы.
Если бактериоотделение проводят при 30 °С, то количество микроорганизмов в молоке уменьшается только на 80 %. Более результативно бактериоотделение в две ступени. На эффективность процесса влияют также концентрация микрофлоры, ее разновидность и продолжительность пребывания молока в сепараторе-бактериоотделителе.
Обработка молока в сепараторах-бактериоотделителях обеспечивает эффективное выделение из него микроорганизмов. Такой способ очистки является весьма перспективным для молочноконсервной промышленности.
При обработке молока на сепараторах-бактериоотделителях потери сухого вещества несколько увеличены. В целом они составляют 0,18%; массовая доля белка в бактериофугате достигает 80,7%.
В молочной промышленности для очистки молока находят применение также сепараторы-диспергаторы, в которых наряду с выделением примесей и микроорганизмов обеспечивается частичная гомогенизация молока. Сущность процесса состоит в том, что молоко, поступая в сепаратор-диспергатор, обезжиривается. Образовавшиеся сливки подвергаются воздействию гомогенизирующей турбины, расположенной в верхней части корпуса. После гомогенизации сливки вместе с молоком снова направляют в нижнюю часть корпуса для вторичного обезжиривания. По эффективности диспергирование жира соответствует гомогенизации в плунжерных гомогенизаторах при давлении 7-8 МПа. В процессе диспергирования из молока выделяются механические примеси. Обработка молока в сепараторах-диспергаторах по затратам электроэнергии экономичнее, чем гомогенизация в клапанных гомогенизаторах.
Как видно из вышеприведенных данных, эффективность очистки молока от примесей и микроорганизмов зависит от применяемых для этой цели способов и аппаратов.
Предварительное выделение микроорганизмов из молока значительно повышает эффективность последующего воздействия режимов обработки на оставшуюся микрофлору. Поэтому сочетание предварительного выделения микроорганизмов из молока с любым способом его консервирования должно рассматриваться как обязательное направление в разработке технологических схем производства молочных консервов.
Если сопоставить результаты различных приемов воздействия на микрофлору молока (центрифугирование, пастеризация или стерилизация), то центрифугированию следует отдать предпочтение, особенно в тех случаях, когда оно предшествует либо пастеризации, либо стерилизации. Тепловая обработка уничтожает микроорганизмы, но из молока не удаляются вещества, которые образуются при этом и ухудшают его качество. Предварительное выделение микроорганизмов значительно повышает эффективность тепловой обработки молока перед выпариванием и обеспечивает улучшение качества готового продукта.