Сухие молочные продукты повышенной растворимости

Эти продукты получают высушиванием предварительно подвергнутых тепловой обработке сгущенных нормализованных смесей на распылительных сушилках с последующей агломерацией частиц и их досушиванием. Повышенная растворимость быстрорастворимого молока обеспечивается с помощью эмульгаторов – ПАВ (метарина, пищевых соевых фосфатидных концентратов). Основные продукты – сухое молоко “Смоленское”, сухое цельное быстрорастворимое и сухое быстрорастворимое молоко 15 % жирности, сухое молоко повышенной насыпной массы.

Сухое молоко «Смоленское» по составу не отличается от сухого молока «Домашнее». Из показателей свойств в сухом молоке «Смоленское» дополнительно нормируется относительная скорость растворения (не менее 30 %). До сушки технология продукта не отличается от технологии сухого молока «Домашнее». Особенности технологии заключаются в следующем. Тепловая обработка нормализованных смесей 100-110 °С, сгущение до 45-55 % по корпусам при следующих температурах: в первом – 67-71 °С, во втором – 63-67, в третьем – 50-54, в четвертом – 40-44, в пятом – 40-44 °С. Гомогенизация в две ступени с давлением 10-15 МПа (1 ступень) и 2-5 МПа (2 ступень).

Сушка продукта осуществляется в две стадии. Первая стадия – в распылительных сушилках при температуре поступающего воздуха 165-175 ° и отработанного – 65-80 °С. Для обеспечения агломерирования частиц на второй стадии сушки продукт на первой стадии высушивается до массовой доли влаги 5-8 %. Вторая стадия сушки – в вибрационно-конвективной сушилке (инстантайзер) воздухом с температурой: первая секция 65-80, вторая – 100-110 °С. В третьей секции продукт охлаждается (температура воздуха 6-12 °С). В первой секции происходит агломерирование частиц, во второй – досушивание агломератов до заданной, конечной, влажности, в третьей – охлаждение до температуры не более 25 °С. Охлажденный продукт проссеивается на вибрационном сите и для нокопления перед фасованием направляется в бункер промежуточного хранения. Продукт фасуют – как в потребительскую (картонные коробки, жестяные банки, комбинированные банки), так и транспортную (бумажные мешки с вкладышами из полиэтилена) тару.

Быстрорастворимое сухое молоко

Сухое цельное и сухое обезжиренное молоко общепринятой сушки растворяется очень медленно, особенно в холодной воде. Эти продукты образуют комочки, которые покрываются пленкой, не пропускающей воду внутрь частиц. Для ускорения растворения повышают температуру воды до 35-40° и применяют механическое перемешивание.

Скорость растворения сухих молочных порошков принято определять по смачиваемости, то есть по скорости перехода составных частей молока в воду. Смачиваемость определяется в процентах. Отдельно устанавливают показатели смачиваемости для растворов в спокойном состоянии и при перемешивании. На смачиваемость влияют многие факторы. Жир с точкой плавления 19-21° дает порошок быстрорастворяющийся в воде. Сухое обезжиренное молоко растворяется быстрее, чем сухое цельное. С увеличением размера частиц и изменением их структуры скорость растворения продукта увеличивается.

Современные способы получения быстрорастворимого сухого молока основаны на агломерировании частиц сухого продукта:

Агломерирование частиц производят в специально сконструированных или модифицированных для этой цели сушилках. Этим методом получают как быстрорастворимое сухое цельное, так и сухое обезжиренное молоко.

Для получения быстрорастворимого сухого молока одноступенчатым способом применяют установки, состоящие из сушильной башни и инстантайзера. Молоко сушится при более низкой температуре выходящего воздуха, чем обычно. Получают частицы с повышенным содержанием влаги. Такие частицы более липки, мелкие прилипают к крупным, и полученные агрегаты в инстантайзере высушиваются до конечной влажности. В некоторых установках агломерация частиц осуществляется путем напыления сгущенного молока на уже высохшие частицы.

Регулирование степени агломерирования, быстрая сушка при низкой температуре и быстрое охлаждение продукта обеспечивают способность быстрого (за несколько секунд) и полного (99 %) растворения его в воде.

Для агломерирования частиц применяют и другие методы. Например, тонкий сухой молочный порошок смешивают со сгущенным молоком до образования жидкой смеси, которую распыляют и высушивают. Полученный продукт приобретает способность быстро растворяться. Повышение пористости крупных частиц обеспечивает также быстрое растворение продукта. Пористость продукта повышают разными способами. Один из способов состоит в следующем: в поток сгущенного до 60 % сухого молочного остатка молока форсункой, под давлением 136 атмосфер, вдувают воздух. Сгущенное молоко вспенивается и легко распылятся. Высыхает в виде пористых частиц. Гигроскопичность продукта снижают добавлением кристаллов α-лактозы.

Молочный порошок в виде пористых частиц обладает повышенной смачиваемостью, быстрой растворимостью и в герметической таре хорошо сохраняется. Лучшей смачиваемостью обладают частицы размером 100-150 мкм. Частицы выше 150 мкм имеют более толстые стенки, проникновение воды через которые при растворении затрудняется и скорость растворения снижается.

По составу продукт не отличается от обычного сухого цельного молока. По структуре это агломераты частиц, которые легко смачиваются и быстро растворяются, что обеспечивается развитой системой микро- и макропор, через которые вода проникает внутрь частиц. Относительная скорость растворения при этом увеличивается от 15-25 % (для обычного сухого цельного молока) до 60 %. Смачиваемость как скорость перехода составных частей порошка в раствор для обычного сухого молока составляет 1 мин. для быстрорастворимого – 5-7 с. Улучшение смачиваемости достигается с помощью поверхностно-активных веществ (метарин, пищевые соевые фосфатидные концентраты). Эти вещества (ПАВ), взаимодействуя с жировой фазой, образуют на поверхности частиц структурированные адсорбционные слои, обладающие гидрофильностью и снижающие поверхностное натяжение на границе вода – сухое молоко. При этом соединение жировых шариков затрудняется. Агломераты достигают 250 мкм и более, объемная масса продукта 350-450 кг/м³.

Для сухого цельного быстрорастворимого молока установлены в основном те же нормы физико-химических, органолептических и микробиологических показателей, что и для сухого цельного молока высшего сорта. Дополнительно в продукте нормируется относительная скорость растворения не менее 60 %.

Технологический процесс на стадии выполнения общих технологических операций не отличается от принятого для обычного сухого цельного молока. Отличие начинается с процесса сушки.

1. 3, 5 - насосы соответственно для подачи ПАВ, увлажняющей жидкости, сгущенной нормализованной смеси; 2, 4, 6 - емкости для ПАВ, увлажняющей жидкости, сгущенной нормализованной смеси; 7 - фильтры; 8 - вентиляторы; 9 - калориферы; 10 - распылительная сушилка; 11 - циклоны; 12 - система возврата циклонных фракций; 13 - ковшовый элеватор; 14 - контейнер; 15 - электрокалорифер; 16 - вибрационные конвективные сушилки; 17 - вибросито; 18 - узел напыления ПАВ; 19 - агломерационная камера; 20 - узел распыления увлажняющей жидкости

Рисунок 5.5 - Схема установки для получения сухого

быстрорастворимого молока

Для сушки используется модернизированная сушилка, предназначенная для выработки агломерированного молока (сухое молоко «Смоленское»). Сущность технологии: первая стадия сушки в прямоточной распылительной сушилке до массовой доли влаги в продукте 5-8 % (поступающий воздух 145-175, отработанный – 62-75 °С), вторая стадия – подача недосушенного продукта в агломерационную камеру вибрационно-конвективной сушилки, где в целях снижения содержания свободого поверхностного жира происходит увлажнение псевдоожиженного слоя частиц молочного порошка обезжиренным молоком или пахтой, подаваемыми с помощью пневматических форсунок.

Аэрозольтранспортом в агломерационную камеру направляется и циклонная фракция продукта. С помощью узла напыления частицы циклонной фракции напыляются на увлажненный псевдоожиженный слой частиц продукта. С помощью регулируемой заслонки высота псевдоожиженного слоя поддерживается на уровне 0,1-0,2 м. Агломераты влажного порошка для досушивания направляются в первую вибрационно-конвективную сушилку. Досушивание порошка проводится в псевдоожиженном слое.

В месте соединения первой конвективной сушилки со второй с помощью специального узла вносят смесь ПАВ и молочного жира (пищевые соевые фосфатидные концентраты и топленое масло), имеющую температуру 70-60 °С. Тремя форсунками эта смесь напыляется на частицы молочного порошка воздухом с температурой 100-140 °С. Равномерность напыления обеспечивается при скорости движения воздуха в месте напыления около 0,5 м/с. Высокая относительная скорость растворения достигается в том случае, если массовая доля влаги в продукте в момент внесения ПАВ составляет 5,5 %, продолжительность обработки не превышает 5-7 мин и доза ПАВ – 0,5 %.

Высушенный и просеянный на вибросите продукт направляется в контейнеры промежуточного хранения, откуда при фасовании он высыпается в бункер фасовочного автомата, что позволяет полнее сохранить агломерированную структуру продукта. Для того чтобы жир во время хранения продукта не окислялся, его фасуют в среде азота в картонные пачки с вкладышами из влаго- и воздухонепроницаемого комбинированного полимерного материала.

В основном по технологической схеме сухого цельного быстрорастворимого молока вырабатывается также сухое быстрорастворимое молоко 15 % жирности.

Сухие многокомпонентные смеси

Сухие многокомпонентные смеси (смеси сухие для различных видов мороженого, смеси сухие для пудинга) представляют собой молочные порошки, получаемые высушиванием на распылительных сушилках подвергнутых тепловой обработке смесей, приготовленных из свежих цельного и обезжиренного молока и сливок, сахара, стабилизаторов и наполнителей после их сгущения выпариванием или смешиванием сухой молочной основы с сахарной пудрой. По составу смеси характеризуются большой массовой долей сухого вещества (96 %), представленного молочным жиром, СОМО, сахарозой, крахмалом и для смесей с наполнителями – сухими веществами какао, сухими экстрактивными веществами кофе. Крахмал используется в качестве стабилизаторов или наполнителя. Общим для смесей, за исключением продуктов с использованием набухающего крахмала, является требование к растворимости, которая по индексу должна быть не более 0,7 см³ сырого осадка. Растворение смесей в холодной воде обеспечивается внесением фосфатов или цитратов натрия. Кислотность смесей в восстановленном виде не более 24 °Т (сливочно-белковых не более 29 °Т).

По структуре сухие смеси для мороженого – мелкий или мелкозернистый порошок. По сравнению с сухим цельным молоком частицы продукта крупнее. Массовая доля воздуха от 10 до 24 %, объемная масса от 500 до 300 кг/м³.

По основным физико-химическим показателям сухие смеси для мороженого должны отвечать требованиям, приведенным в таблице 5.9.

Таблица 5.9 – Массовая доля компонентов сухих смесей, %

Сухие смеси для мороженого и пудинга вырабатывают по технологии сухого цельного молока. Особенности технологии заключается в приготовлении добавок и смешивании их с нормализованной смесью или с сухой молочной основой. Режим тепловой обработки нормализованных смесей перед выпариванием – 90-97 °С без выдержки – обеспечивает необходимую эффективность воздействия на микрофлору и ферменты.

Нормализованные смеси смешивают с сахарным сиропом в процессе выпаривания в вакуум-выпарной установке или после их раздельного сгущения. В первом варианте сгущение проводится до 46-48 сухих веществ, во втором – 36-37 %. При смешивании компонентов в сухом виде (сухая молочная основа и сахарная пудра) нормализованные смеси сгущаются без сахара до 40-43 % сухих веществ.

Улучшение консистенции мороженого обеспечивается внесением перед сгущением фосфатов или цитратов натрия (0,4 % массы сухой смеси). Требования к сахару и технология приготовления сахарного сиропа – те же, что и в производстве сгущенных молочных консервов с сахаром. Раздельно при температуре 95 °С в течение 10 мин частью нормализованной смеси заваривается модифицированный картофельный или кукурузный крахмал(при производстве смеси для пудинга – крахмал кукурузный окисленный). после чего он смешивается со всей сгущенной нормализованной смесью. Наполнители (какао, кофе, агар или агароид) готовят в соответствии с технологической инструкцией. Общую смесь гомогенизируют при температуре 55-60 °С и давлении: 5-6 МПа – для сухих смесей мороженого и 2-3 МПа – сухих смесей пудинга.

1 – емкости для хранениямолока; 2- насосы; 3 – трубчатый пастеризатор; 4 – емкость с усиленной мешалкой для смешивания сгущенного молока с агаром; 6 – гомогенизатор; 7 – емкость с усиленной мешалкой для гомогенизированной смеси; 8 – смеситель для смешивания сухих компонентов; 9 – вакуум-выпарная установка; 10 – распылительная сушилка

Рисунок 5.6 – Схема технологической линии производства сухой молочной смеси для пудинга

Для повышения стойкости продуктов перед гомогенизацией в общую смесь вносят аскорбиновую кислоту (0,1 % массы жира). Как вкусовой наполнитель для смеси пудинга вносят ванилин. Исключением выдержки сгущенной смеси перед сушкой и поддерживанием в ней температуры не менее 50 °С обеспечивается требуемая ее вязкость. Смеси сушат на распылительных сушилках, в одну стадию, температура поступающего воздуха 150-155, отработанного – 70-80 °С. Высушенные смеси охлаждают и фасуют при соблюдении герметизации укупоривания в транспортную и потребительскую тару.