Table Of ContentWestfalia Separator
Food Tec GmbH
Mechanical Separation
Division
Дипл. инж.. Arnold Uphus
Переработка молочного
жира
Масло и молочный жир / AMF (Anhydrous Milk Fat –
безводный молочный жир)
1 Введение
В области производства молочного жира Westfalia Separator в настоящее время предлагает целый ряд
способов для производства различных конечных продуктов. Эти способы могут быть разделены на 2
главные группы:
1.1 Продукты, содержащие молочный жир, производимые с использованием
маслоизготовительной машины
Сливк и 40%
Пастеризация
Кристалл изация
Нагрев сливок
Сбивание масла
машины BUD
Распределение Сепарация
масла пахты
Упаковщик Пахта
масла
Потребители Товарное масло
Переработчик Растопление
масла масла
Упаковщик Восстановленное Производство
масла масло молочного жира
Потребители
Фиг. 1: Пример процесса переработки молочного жира фирмы Westfalia Separator с
использованием маслоизготовителя
1
1.2 Продукты, содержащие молочный жир, производимые по технологии
молочного жира
Сливки 40%
Пастеризация
Концентрирование
сливок
Сепарация Фазовая
пахты инверсия
Пахта Концентрирование Система
жи ра охлаждения
Полировка Pin
жира изготовитель
Вакуумная Отстойная
обработка труба
Молочный Масло
жир (GoldenFlow
)
Потребители Кристаллизация
Сепарация /
Фильтрация
Стеарин Олеин
Мягкое
масло
Фиг. 2: Пример процесса переработки молочного жира фирмы Westfalia Separator по технологии
производства молочного жира
2
2 Изготовление масла
2.1 История
Фирма Westfalia Separator производит и поставляет оборудование для изготовления масла с 1920-х годов.
Производство первого деревянного масляного чана емкостью 25 л сливок началось в 1929 г. и было
закрыто только в 1950 г.
В 1941 г. был подписан контракт между фирмами Westfalia Separator AG и Др. Фритцем (Dr. Fritz) –
изобретателем непрерывно действующего маслоизготовителя, что позволило нам использовать систему
Фритца на промышленной основе.
В том же году первые образцы непрерывно действующего маслоизготовителя появились на рынке.
Последовательно было налажено серийное производство машин типа BUA производительностью 500
кг/ч., затем – машин типа BUB 1500 производительностью 750 кг/ч. и типа BUA производительностью
400 кг/ч., которые производились примерно до 1960/1963 г.
В ответ на потребность рынка в более производительном оборудовании для кислого сливочного масла
была разработана серия типа BUC, производство которой началось с конца 1950-х годов. Машина BUC
800 производительностью 800 кг/ч. масла производилась в период 1960 – 1972 гг.
В 1964 также была разработана машина BUC 1500 производительностью 1,500 кг/ч.
В 1969 г. появилась машина BUC 3000 производительностью 3,000 кг/ч. В 1974 г. программа продаж
была дополнена машиной BUC 4000 производительностью 4,000 кг/ч.
Разработка нового поколения машин типа BUD бала начата в конце 1970-х годов.
3
2.2 Линия переработки масла
Ниже представлена схема линии переработки масла.
Сливки
40%
Обработка сливок
Хранение сливок
Система CIP Нагрев сливок Обработка культуры
Маслоизготовитель BDSB дозирующая система
Распределение масла Подготовка солевого
Упаковка масла
Фиг. 3: Схема изготовления масла
4
2.3 Обработка сливок
Основной целью обработки сливок является кристаллизация жировых шариков для достижения
достаточной фазовой инверсии.
H2 O
белок
Ядро жира
Вода
(Триглицериды
твердые или лецитин
жидкие)
H2 O
Фиг. 4: Сечение жирового шарика по Криермеру (Kiermeier)
Процессы кристаллизации или обработки сливок проводятся в зависимости от традиций, сложившихся в
конкретной стране.
В прошлом в центральной Европе производили в основном кислое сливочное масло, тогда как в
настоящее время в основном для сбивания масла используются сладкие сливки.
Слегка подкисленное масло может быть получено путем добавление соответствующих культур,
например, с использованием NIZO метода. Когда масло изготавливается из сладких сливок, получается
сладкая пахта, которая может очень эффективно использоваться в последующей технологии.
Правовые требования в отношении, например, текстуры, непрерывно приводят к изменениям обработки
сливок в Германии.
В других странах в основном производится сладкое сливочное масло. В соответствии с национальным
законодательством отдельных стран сливки пастеризуются, а затем охлаждаются до 5 - 6° C.
5
Механизм формирования масла (Kiermeier)
H O
Целый жировой 2 белок
шарик
жировой
шарик лецитин
H O
2
воздух
H O
2
воздух
жир
жир
пена
воздух
воздух
воздух
H O
2
Разрушение пены
жир
Зерно масла
жир
жир
Фиг. 5: Пенная теория формирования гранулы масла
Охлажденные сливки хранятся в изолированных танках. Теплота кристаллизации (скрытая теплота),
которая выделяется в процессе кристаллизации, повышает температуру сливок на 1 - 2° C. Во время
заполнения танков сливки должны оставаться в танке в течение 8 - 12 часов (время кристаллизации).
6
Во время заполнения танков и в течение времени кристаллизации мешалки не должны включаться; это
позволяет избежать повреждения жировых шариков, а также препятствует росту кристаллов.
T Пастеризация
[ °C ]
Температура сбивания
10 Температура кристаллизации
5
Кристаллизация
время [ ч. ]
ti
Фиг. 6: Кривая температура-время для изготовления традиционного сладкого сливочного масла
Незадолго перед процессом сбивания содержимое танков тщательно перемешивается. С другой стороны,
мешалка должна работать в определенные интервалы в процессе выгрузки. Во время процесса
пастеризации может использоваться вакуумная обработка для удаления неприятного запаха. Эти методы
применяются в Новой Зеландии и в США. Содержание жира в пахте примерно на 0.2 - 0.3% выше
вследствие неизбежного разрушения жировых шариков.
Специальное кондиционирование сливок является необходимым для улучшения намазываемости масла.
Специальная программа температура-время применяется в зависимости от точек плавления и
затвердевания жира.
После процесса пастеризации температура сливок понижается до 5 - 6° C. Сливки можно оставлять в
таком состоянии, по крайней мере, в течение 2-х часов, а затем их температура повышается примерно до
18 - 21° C (зависит от характеристик плавления-затвердевания). Это может быть достигнуто путем
перекачивания продукта из танка хранения к танку подогрева через пластинчатый теплообменник.
Сливки можно оставлять в таком состоянии приблизительно в течение 2-х часов после нагрева, а затем
температура должна быть понижена до приблизительно 6° C в пластинчатом теплообменнике.
Сливки можно оставлять в таком состоянии, по крайней мере, в течение 12 часов в танке, до начала
процесса сбивания.
7
Пастеризация
T
[ °C ]
min 2 ч. min 2 ч. min 12 ч.
20
Температура кристаллизации
10
5
кристаллизация Время [ ч. ]
Фиг. 7: Кривая температура – время для кристаллизации по схеме холод – тепло - холод
8
2.4 Обработка сливок для изготовления кислого сливочного масла
В процессе изготовления традиционного кислого сливочного масла молочные культуры добавляются в
танки созревания.
Пастеризация
T
[ °C ]
min 12 ч.
20
Температура сбивания
Температура кристаллизации
10
5
Кристаллизация
Фиг. 8: Кривая температура – время для изготовления кислого сливочного масла
Пастеризованные сливки перекачиваются в танки созревания при температуре приблизительно 18 - 20°
C. После добавления культур контролируется значение pH.
При величине pH равном приблизительно 4.8 - 5.0 окислительный процесс останавливается путем
охлаждения сливок. Танк сливок оборудуется соответствующими устройствами нагрева и охлаждения, а
также специальной мешалкой и устройством измерения величины pH.
2.5 Нагрев сливок
Кристаллизованные сливки подогреваются до приемлемой температуры перед маслоизготовителем. С
целью обеспечения максимально возможной эффективности процесса изготовления масла необходимо
избегать нестабильности любой природы.
Тесты показали, что колебание температуры верхнего потока маслоизготовителя приводит к появлению
воды в масле, даже если все остальные параметры остаются постоянными (содержание жира, скорости,
текстура масла и т.д.).
Поток на входе в маслоизготовитель поддерживается постоянным посредством насоса с управляемой
производительностью и индуктивного расходомера, устанавливаемого на выходящем потоке. Факторы
9
