Нормализация молока и молочных продуктов

Нормализация - процесс регулирования содержания и соотношения составных частей молока в сыром молоке или продуктах переработки молока для достижения показателей, установленных стандартами, нормативными документами федеральных органов исполнительной власти, сводами правил и (или) техническими документами.

Нормализация осуществляется путем изъятия из продукта или добавления в продукт составных частей молока, молочных продуктов и (или) их отдельных составных частей в целях снижения или повышения значений массовой доли жира, массовой доли белка и (или) массовой доли сухих веществ

Для понижения массовой доли жира используют обезжиренное молоко или пахту или молоко меньшей жирности. Для повышения массовой доли жира используют сливки, масло, молочный жир, сухие сливки.

Сначала нормализуют по массовой доле жира, затем по массовой доле СОМО и белка (если это требуется).По содержанию сухих веществ нормализуют, используя сухое обезжиренное молоко или ультрафильтрацию.

Нормализация по массовой доле жира может проводится:

1. При помощи сепараторов-нормализаторов, при этом сразу получают молоко заданной жирности (непрерывная нормализация, идет в потоке).

2. При помощи сепараторов-сливкоотделителей (прерывная нормализация). Сепараторы-сливкоотделители разделяют молоко на сливки и обезжиренное молоко, которые затем смешивают в нужной пропорции.

Расчет нормализации ведется или по правилу квадрата, или по правилу треугольника, или по формулам.

Расчеты при нормализации и переработке молока

Если требуется понизить массовую долю жира цельного молока, молоко нормализуют по жиру, добавляя обезжиренное молоко.

Массу обезжиренного молока, которое следует добавить к цельному молоку для нормализации, определяют по формуле:

О = Мц x (Жм - Жнм),

Жнм – Жо

где О – масса обезжиренного молока, необходимого для нормализации, кг;

Мц – масса цельного молока, подлежащего нормализации, кг;

Жм – массовая доля жира в цельном молоке, %;

Жнм – массовая доля жира в нормализованном молоке, %;

Жо – массовая доля жира в обезжиренном молоке (0,05 %), %.

Количество нормализованного молока рассчитывается при этом по формуле:

Мн = Мц + О,

где Мн – масса нормализованного молока, кг.

Если требуется повысить массовую долю жира цельного молока, молоко нормализуют по жиру, добавляя сливки.

Массу сливок, которых следует добавить к цельному молоку для нормализации, определяют по формуле:

Сл = Мц x (Жнм - Жм),

(Жсл - Жнм)

Количество нормализованного молока рассчитывается при этом по формуле:

Мн = Мц + Сл

При производстве топленого молока и ряженки жирность нормализованного молока занижают на 0,1 % (при производстве 4 %) продукта с учетом количества воды, испаряющегося при топлении.

Использование правила квадрата смешения для нормализации молока представлено на рисунке 1. В верхнем левом углу его указывают жирность продукта, подлежащего нормализации (Жм), например молока цельного. В нижнем левом углу — жирность продукта, с помощью которого хотят провести нормализацию, например, обезжиренного молока (Жо), в центре — жирность нормализованного молока (Жн.м).

Затем по диагонали из больших чисел вычитают меньшие, и полученные разности проставляют по углам правой стороны квадрата.

Цифра в верхнем правом углу показывает, сколько частей цельного молока, а в нижнем правом углу – сколько частей обезжиренного молока необходимо смешать, чтобы получить смесь нужной жирности.

В данном примере 1000 кг цельного молока – это 2,45 части смеси, а количество обезжиренного молока, которое необходимо добавить к цельному молоку, чтобы получить смесь жирностью 2,5% (Ко) – 1,4 части.

 

 

Рисунок 1 – Расчет нормализации молока по правилу квадрата.

Решив пропорцию, находим, что обезжиренного молока необходимо добавить 571 кг:

Ко = (1000х1,4)/2,45= 571 кг.

Количество нормализованного молока (Кнм) рассчитывают по сумме цельного молока (Км) и обезжиренного молока, необходимого для нормализации (Ко):

Кнм =1000+571 = 1571 кг.

Нормализацию сливок для производства сметаны и молока для производства кисломолочных продуктов проводят с учетом того, что закваска приготовлена на цельном или обезжиренном молоке и с учетом количества вносимой закваски:

 

Жсл = 100 х Жсм - З х Жз,

З

 

где Жсл – массовая доля жира в сливках до внесения закваски;

Жсм – массовая доля жира в сметане, %;

З – количество вносимой закваски, %;

Жз – массовая доля жира в закваске, %.

Расчет необходимого количества сухого молока для производства молочного напитка ведется по формуле:

 

Мсух = 100 х Н х Жм

Рсм х Жсм

где Н – норма расхода сырья на производство 1 т пастеризованного молока с учетом потерь при 100% растворимости сухого молока, кг;

Жм – массовая доля жира в восстановленном молоке, %;

Рсм – фактическая растворимость сухого цельного молока, %;

Жсм – фактическое значение массовой доли жира в сухом молоке, %.

Массу воды, необходимую для восстановления находят по формуле:

Мв = Н – Мсух

Нормализация молока для производства творога – производится путем добавления обезжиренного молока, пахты или сливок. Жирность нормализованного молока устанавливается по таблицам ВНИМИ, в которых учитывается содержание белка в молоке. Можно рассчитывать жирность нормализованного молока по следующей формуле, учитывающей содержание белка в молоке:

Жнмт = Бм х Кпер,

где Бм – содержание белка в молоке, %;

Кпер - коэффициент пересчета (для творога с м. д. жира 18,0% - 1,1, для творога с м. д. жира 9% - 0,55, для 5%-ного - 0,2-0,28).

Если творог получен стандартный, то можно пользоваться далее этим коэффициентом, если нет, то проводят уточнение переводного коэффициента, путем проведения пробных (контрольных) выработок продукта. Получив продукт, сначала вычисляют поправочный коэффициент:

 

Кпопр = Жтс ^х (100 - Втф);

Жтф ^х (100 – Втс)

где Жтс -жирность творога стандартная, %;

Жтф -жирность творога фактическая, %;

Втс – влажность творога стандартная, %;

Втф -влажность творога фактическая, %.

Потом проводят уточнение жирности смеси:

Жнмт = Жнмт ^х К попр

^{факт. пробн}

Затем уточняют переводной коэффициент: Кпер= Жнм / Бм

^факт.

Для окончательного уточнения коэффициента пересчета проводят 3-4 контрольные выработки продукции и находят средний коэффициент пересчета, которым и пользуются в дальнейшем до тех пор, пока продукция получается стандартная.

Количество сливок, которое нужно добавить к творогу для нормализации его по жиру при производстве зерненного творога или производстве его раздельным способом, рассчитывают по следующей формуле:

 

Ксл = Ктв х Жтв,

Жсл – Жтв

 

где Ктв – количество обезжиренного творога;

Жтв – количество жира в твороге, требуемое стандартом, %;

Жсл – содержание жира в сливках, %.

Теоретический выход масла определяется по формуле:

Км = Сл х (Жсл – Жп),

Жмасла – Жп

где Км – расчетное количество масла, которое можно получить из определенного количества сливок определенной жирности, кг;

Жп – массовая доля жира в пахте (нормативное значение 0,6 % - при производстве масла методом сбивания и 0,4 % при производстве масла путем преобразования высокожирных сливок), %;

Жмасла – массовая доля жира в масле по стандарту.

Нормализация масла по влаге проводится по формуле:

Вл = Км х (Вмс – Впл) – Н,

Впл

 

где Вл – количество влаги (пахты, воды или обезжиренного молока), которое необходимо добавить к масляному пласту для нормализации масла по влаге, кг;

Км – теоретический вес масла, кг;

Вмс – требуемое стандартом содержание влаги в масле, %;

Впл - фактическое содержание влаги в масле, %;

Н – количество воды на стенках маслоизготовителя в свободном состоянии в момент отбора пробы (определяется опытным путем).

Для нормализации масла, полученного путем преобразования высокожирных сливок по влаге, используют пахту, цельное и обезжиренное молоко, сливки 30—35%-ной жирности или топленое масло и при пониженном либо повышенном содержании влаги соответственно. В заводской практике чаще используют пахту и сливки,

При нормализации по СОМО используют сгущенное (сухое) обезжиренное молоко либо пахту, которые предварительно восстанавливают в натуральном обезжиренном молоке или пахте. Расчетные формулы приведены ниже.

Для нормализации по влаге:

М_вл = М_вс ^х Н_в ^х К_н

Для нормализации по жиру:

М_ж = М_вс ^х (В_вс1 - В_вс2)

В_мс - В_ж

Для нормализации по СОМО:

М_сом = М_вс ^х (С_мсн – С_мсф)

С_сом - С_мсн

 

где М_вл, М_ж, М_сом — требуемое для нормализации высокожирных сливок количество влаги, топленого масла, СОМО, кг;

М_вс — масса нормализуемых высокожирных сливок, кг;

В_вс1, В_вс2 — массовая доля влаги в высокожирных сливках до и после нормализации, %;

В_мс — массовая доля влаги в вырабатываемом масле, %;

В_ж —желаемое содержание влаги в высокожирных сливках, которое должно быть после нормализации, %

С_мсн, С_мсф — нормативное и фактическое содержание СОМО в масле, %;

С_сом — массовая доля СОМО в сгущенном (сухом) обезжиренном молоке (пахте), используемых для нормализации, %;

К_н — коэффициент нормализации, определяющий массу пахты (сливок), которую требуется добавить на каждые 100 кг высокожирных сливок для повышения в них влаги на 1%. Коэффициент определяют по формуле:

 

К_н = _ 100__

В_ин - Н_в

 

где В_ин — массовая доля влаги в используемом для нормализации ингредиенте, %;

Н_в — недостающее количество влаги в нормализуемых высокожирных сливках (%), определяется как разность между нормативным содержанием влаги в масле и высокожирных сливках:

Н_в = В_мс – В_вс2 - С_в

где С_в — поправка на неполное испарение влаги в процессе лабораторного анализа высокожирных сливок, %. В процессе анализа из высокожирных сливок часть влаги, так называемая связанная влага, не испаряется. Количество связанной влаги непостоянно. Оно зависит от химического состава и качества исходных сливок, массовой доли жира и СОМО в высокожирных сливках, химического состава масла, периода года и колеблется от 0,4 до 1,2%.

Нормализация молока в сыроделии. Согласно стандарту сыры должны содержать определенное количество жира в сухом веществе, в связи с этим содержание жира в молоке, предназначенном для сыра, устанавливают с учетом уровня в нем белка. Расчет ведут по таблицам или по формуле, лежащей в основе этих таблиц:

 

Жн.м. = Б х К х Жсв,

 

где Б – содержание белка в молоке; %;

Жсв – содержание жира в сухом веществе сыра (по стандарту), %;

Жсв = Жсыра х 100;

СВсыра

 

К - коэффициент для уточнения жирности смеси для сыра с содержанием жира в сухом веществе: при массовой доле жира в сухом веществе сыра 50 % - К=2,09 – 2,15 %, при 45 % - К=1,98-2,02 %, при 40 % - К=1,9 %;

СВсыра – массовая доля сухих веществ в сыре, %.

Нормализация молока по жиру и сухим веществам при производстве сгущенных, концентрированных и сухих молочных консервов:

Нормализацию продукта производят с таким расчетом, чтобы соотношение Жир к СОМО в исходном сырье было таким же, как и соотношение Жир к СОМО в готовом продукте. Так как при сгущении изменяется концентрация компонентов, но не их соотношение.

Жирность нормализованной смеси рассчитывают по формуле:

Жсм= Жпр*СОМОсм

СОМОпр

 

где Жпр и Жсм - жирность продукта и смеси, %;

СОМОпр и СОМОсм - содержание сухого обезжиренного молочного остатка в продукте и смеси, %.

Гомогенизация

Гомогенизация молока – это раздробление жировых шариков на более мелкие с целью предотвращения отстаивания сливок. Для гомогенизации используются гомогенизаторы клапанного типа. В них нагретое молоко под давлением проходит с большой скоростью через узкую щель гомогенизирующего клапана. Жировой шарик в щели разрушается под действием механических и гидродинамических сил.

Оптимальная температура проведения гомогенизации 60-65 ^оС. При температуре ниже 30^оС гомогенизация практически не происходит.

Виды гомогенизации. Гомогенизация бывает одно- и двухступенчатая, а также обычная (когда гомогенизируют нормализованное молоко) и раздельная (когда гомогенизируют только сливки, а затем в нужной пропорции смешивают с обезжиренным молоком).

При двухступенчатой гомогенизации эффективность гомогенизации выше, а воздействие на молоко меньше. Сумма давлений на двух ступенях должна быть примерно равной давлению при одноступенчатой гомогенизации. Чем выше массовая доля жира в молоке, тем ниже должно быть давление при гомогенизации.

Режим проведения одноступенчатой гомогенизации при производстве пастеризованного молока: давление 15 + 2,5 МПа, температура - 45-70^оС.

Пример раздельной двухступенчатой гомогенизации: получают сливки 16-20% жирностью, гомогенизируют на 1 ступени при 8-10 МПа, на второй ступени 2-2,5 МПа (температура 55-65^оС).

Гомогенизировать можно не только молоко, но и молочные продукты, придавая им однородную консистенцию: масло, творог, десерты.