Масложировая промышленность

Механическая обработка сливочного масла

В этой статье:

Механическая обработка сливочного масла состоит из двух последовательно выполняемых технологических операций: механической обработки масляного зерна и механической обработки пласта масла. Несоленое масляное зерно подвергают механической обработке сразу же после самопроизвольного стекания и отделения пахты, а соленое – после посолки или параллельно с ней.

Назначение механической обработки заключается в том, чтобы удалить из масляного зерна пахту и воду, оставшуюся после промывки, сформировать из разрозненных масляных зерен сплошной пласт (монолит) масла с требуемым содержанием влаги и равномерным ее распределением в объеме пласта, с определенной физической структурой и физико-химическими свойствами: пластичностью, твердостью, вязкостью и другими, обеспечивающими высокое качество масла.

Во время механической обработки осуществляются диспергирование и капсулирование капелек плазмы и добавленной влаги, вработка и диспергирование газовых пузырьков, удаление и вработка пахты, формирование структуры и консистенции масла.

Способы обработки

Механическая обработка масляного зерна, а затем пласта масла осуществляется различными способами в зависимости от конструкции маслоизготовителя.

В маслоизготовителях с вальцами обрабатывают масляное зерно и пласт масла с помощью вальцов, в безвальцовых маслоизготовителях многократными ударами комка масла о стену маслоизготовителя, в маслоизготовителях непрерывного действия применяется экструзионно-шнековая обработка.

При экструзионно-шнековой обработке масляное зерно шнеками транспортируется к камерам обработки. Во время транспортирования отпрессовывается часть плазмы и вместе с пахтой удаляется из текстуратора, формируется пласт масла, который подвергается вакуумированию с целью частичного удаления газовой фазы и далее продавливается через отверстия решетки, отделяющей камеру вакуумирования от блока, где пласт перемешивается лопастными мешалками, расположенными между решетками. Интенсивное диспергирование плазмы и влаги достигается во время перемешивания и срезания слоев масла в момент их выхода из отверстий решетки. Равномерное распределение компонентов осуществляется в объеме пласта при перемешивании лопастными мешалками. Далее масляный пласт поступает в коническую насадку, откуда удаляется из маслоизготовителя. При движении через насадку масло уплотняется.

Во время механической обработки в безвальцовых маслоизготовителях комки масла подвергаются многократным ударам при падении после отрыва от стены или лопастей, расположенных внутри вращающегося маслоизготовителя. В течение одного оборота маслоизготовителя масло лопастями поднимается вверх, затем скользит по поверхности лопасти, отрывается от нее и свободно падает вниз. При каждом ударе о стенку масло деформируется, спрессовывается, отдельные его слои перемещаются относительно друг друга. Вследствие этого возникает сдвиговая деформация масла. Удары осуществляются периодически, с разными интервалами времени.

Стадии механической обработки масла

В настоящее время процесс механической обработки масла в маслоизготовителях непрерывного и периодического действия условно делят на три стадии.

Первая стадия механической обработки масла

Первая стадия (стадия формирования пласта масла, пластование). На первой стадии механически связанная влага (плазма сливок) удаляется из крупных капилляров, образуемых при сдавливании масляных зерен во время формирования пласта масла. Эта стадия обработки характеризуется резким снижением содержания влаги в масляных зернах. Процесс выделения влаги из массы масляных зерен во время механической обработки представляет собой процесс фильтрации жидкости в деформируемой пористой среде (В.А. Березко).

При сдавливании масляных зерен разрушаются оболочки жировых шариков, и из них выделяется жидкий жир, образуя непрерывную жировую фазу (капилляры, заполненные жидким жиром), частично разрушается кристаллическая структура масляных зерен, увеличивается количество коагуляционных контактов, в результате чего пласт масла становится более мягким.

Капли плазмы сливок капсулируются в жидком жире. Происходит смена фаз. Процесс капсулирования заключается в том, что растянутые тонкие пленки влаги плазмы, расположенные между деформируемыми масляными зернами, при их сдавливании распадаются на мелкие капли и эмульгируются в жидком жире. Капли плазмы сливок капсулируются в жидком жире.

Для процесса капсулирования имеют значение жидкий жир и соответствующее этому соотношение вода/жидкий жир. По мере увеличения количества жидкого жира, выделяющегося из масляного зерна, капсулируются также крупные капли влаги.

Процесс капсулирования влаги имеет место и на других стадиях механической обработки, но особенно интенсивно на первой. К концу первой стадии формируется пласт масла гомогенной структуры с непрерывными жировой и водной фазами в виде капилляров во всем объеме пласта масла.

Рыхлая, преимущественно коагуляционная структура масляных зерен превращается в компактную структуру смешанного типа коагуляционно-кристаллизационную. Возрастает прочность коагуляционных контактов между частицами дисперсной фазы.

Во время механической обработки только некоторая часть механически связанной влаги удаляется из масляных зерен, а другая часть удерживается ими внутри вновь образованных капилляров и капелек влаги. Количество отжатой из масляных зерен влаги на этой стадии превышает количество влаги, удержанной ими в результате капиллярного всасывания. По истечении некоторого времени прекращается выпрессовывание влаги из пласта масла, сформировавшегося во время этой стадии. Первая стадия заканчивается после достижения критического момента. Критический момент – момент обработки, соответствующий минимальному содержанию влаги (10,5–14,0 %).

Критический момент во время механической обработки масла в маслоизготовителе непрерывного действия наступает, когда масло находится в конце второй шнековой камеры.

Уровень минимального содержания воды в пласте в критический момент зависит от размеров, плотности, упругости и структуры масляного зерна, а также от физико-химических свойств жира. Содержание влаги в пласте масла в критический момент увеличивается с увеличением содержания влаги в массе масляных зерен и уменьшается при увеличении твердости масляного зерна.

Вторая стадия механической обработки масла

На второй стадии влаги врабатывается больше, чем отжимается через свободную поверхность пласта масла. Необходимым условием механической обработки является наличие свободной влаги (пахты), которая могла бы врабатываться в пласт масла после критического момента.

На второй стадии наряду с вработкой влаги осуществляются диспергирование, в первую очередь, крупных капелек влаги на более мелкие и равномерное их распределение в объеме масла.

Капсулирование капиллярной влаги, в результате чего достигается завершение процесса смены фаз, уменьшается степень непрерывности водных капилляров, происходят диспергирование и незначительная вработка газовых пузырьков.

На второй стадии частично разрушается кристаллизационная структура, которая сформировалась на предыдущей стадии. Однако для масла на этой стадии не требуется предельного разрушения кристаллизационных контактов между дисперсными частицами и образуемыми ими пространственными структурами. В этом состоит важная особенность механической обработки сливочного масла.

Преобладающим типом контактных взаимодействий на первой и второй стадиях структурообразования остаются коагуляционные связи между частицами. Вторая стадия обработки заканчивается, когда содержание влаги в масле близко к желаемому пределу. К этому моменту свободная влага должна оставаться только на стенках емкости маслоизготовителя. Она врабатывается в масло во время третьей стадии обработки.

Третья стадия механической обработки масла

Третья стадия характеризуется увеличением содержания влаги в масле за счет свободной влаги, находящейся в контакте со свободной поверхностью пласта масла во время обработки, и почти полным прекращением отжатия влаги. В связи с уменьшением твердости масла интенсивность вработки влаги увеличивается к концу обработки (количество влаги врабатывается за один оборот маслоизготовителя).

На второй и третьей стадиях увеличивается число коагуляционных контактов в объеме и понижается их прочность, что способствует повышению пластичности масла. На третьей стадии продолжаются диспергирование капелек плазмы и их равномерное распределение в объеме. Продолжительность третьей стадии обработки должна быть строго ограничена.

При излишней продолжительности третьей стадии обработки увеличивается содержание воздуха в масле выше нормы и появляется порок – засаленность масла.

В течение третьей стадии достигается высокая дисперсность капелек плазмы, должна быть вработана и диспергирована вся влага, необходимая для стандартизации масла по влаге.

Степень дисперсности капелек плазмы является важным показателем завершенности процесса механической обработки масла.

Механическую обработку можно считать завершенной при дисперсности капелек плазмы в масле, выработанном в маслоизготовителе непрерывного и периодического действия, соответственно 1,37–1,41 и 1,28 м2/см3.

В производственных условиях для определения размеров капель и распределения капель используют индикаторные бумажки. Отсутствие отпечатков на индикаторной бумажке считается хорошим распределением влаги. Конец обработки определяют по состоянию поверхности. Поверхность хорошо обработанного масла должна быть сухой на вид. Последняя стадия характеризуется достижением высокой степени диспергирования водной фазы.

Закономерность диспергирования плазмы в сливочном масле

Во время механической обработки стремятся к получению масла с высокой дисперсностью капелек плазмы и их равномерным распределением, чтобы воспрепятствовать возникновению порчи микробиологического происхождения и выработать масло хорошей консистенции. На всех стадиях механической обработки протекают два противоположных процесса: слияние капелек с образованием более крупных и дробление (диспергирование), в первую очередь, крупных капелек влаги на более мелкие.

Слияние и дробление капелек подчинено правилу СмолуховскогоСлияние и дробление капелек подчинено правилу Смолуховского

С увеличением радиуса капли меньше сопротивляются изменению формы, чем мелкие, и становятся менее устойчивыми к разрыву. И наоборот, с уменьшением радиуса капель капиллярное давление 2σ/r возрастает, капли становятся жесткими и сопротивляющимися изменению формы. В ходе обработки объем капли экспоненциально уменьшается до предельного значения. При недостаточно высоких значениях dv/dx и получается масло с недостаточно высокой степенью дисперсности влаги. Когда длина вытянутой капли превышает ее поперечник в 3–4 раза, она в соответствии с теорией устойчивости капель жидкости распадается на несколько мелких капель. Дробление капель преобладает при высоких величинах градиента скорости, при низких величинах преобладает процесс слияния капель.

Степень дисперсности капель плазмы и их равномерное распределение в объеме масла зависят от продолжительности механической обработки. С увеличением продолжительности механической обработки уменьшается число крупных капель плазмы в масле и возрастает количество мелких. Обеспечивается более равномерное их распределение в объеме. Степень дисперсности повышается при повышении скорости экструзии и при уменьшении диаметра отверстий в решетке вследствие увеличения скорости сдвига на стенках каналов. Чем больше продолжительность механической обработки масла, тем выше степень дисперсности плазмы.

Механическая обработка масла в маслоизготовителях периодического действия (безвальцовых)

Механическая обработка сливочного масла в маслоизготовителях периодического действия (безвальцовых) осуществляется посредством многократных ударов. В течение одного оборота емкости маслоизготовителя завершается цикл обработки, который состоит из трех периодов: подъема, падения и удара комка (пласта) масла, находящегося внутри емкости маслоизготовителя.

Комки масла поднимаются вверх лопастями или стенкой на высоту, при которой начинается свободное падение масла (период подъема), затем скользят по поверхности лопасти, отрываются от нее (или от стенки) и свободно падают вниз с различной высоты.

Падение комка (пласта) масла завершается ударом о стенку емкости (период удара). Сила удара зависит от высоты сбрасывания пласта масла и его массы. При каждом ударе о стенку емкости в масле возникают сдвиговые деформации с определенным распределением градиента скорости.

Под воздействием деформации в масле протекают процессы смены фаз, диспергирования плазмы, равномерного распределения капель плазмы в объеме масла. Интенсивность этих процессов находится в зависимости от химического состава жира и свойств масляных зерен, конструкции, частоты вращения и степени загрузки рабочей емкости маслоизготовителя. Несоленое масло обрабатывают сразу же после промывки, а соленое после посолки или одновременно с ней.

Параметры механической обработки в маслоизготовителях периодического действия

Параметры механической обработки масляного зерна и пласта масла устанавливают в зависимости от химического состава жира, режимов созревания и сбивания сливок.

Частота вращения емкости маслоизготовителя

От частоты вращения емкости маслоизготовителя зависит высота сбрасывания пласта масла. Частота вращения должна быть такой, чтобы пласт сбрасывался с наибольшей высоты. Частоту вращения, при которой обеспечивается максимальная высота падения, можно вычислить по формуле:

Механическая обработка сливочного масла

где R – радиус рабочей емкости маслоизготовителя.

Высоту свободного падения H масла определяют по формуле:Высоту свободного падения H масла определяют по формуле

Максимальное значение Н будет при λ= 54°40′. В современноммаслоизготовителе периодического действия можно регулировать  частоту вращения рабочей емкости в широких пределах и, тем самым, направленно регулировать процесс механической обработки.

Продолжительность механической обработки

Продолжительность механической обработки зависит от частоты вращения рабочей емкости маслоизготовителя. С увеличением частоты вращения рабочей емкости маслоизготовителя продолжительность обработки сокращается до тех пор, пока увеличивается высота падения масла до момента достижения максимальной высоты падения пласта масла.

Продолжительность механической обработки зависит от загрузки емкости маслоизготовителя. С уменьшением загрузки емкости маслоизготовителя сила удара уменьшается, вследствие чего продолжительность обработки увеличивается.

Продолжительность механической обработки зависит от жирнокислотного состава молочного жира. В весенне-летний период, при низкоплавком молочном жире (йодное число 39–45), механическая обработка масла в металлических безвальцовых маслоизготовителях продолжается 15–25 мин, а в осенне-зимний период, при высокоплавком молочном жире (йодное число 29–39), – 25–50 мин.

В осенне-зимний период года необходимо увеличить продолжительность механической обработки масла в связи с тем, что при высокоплавком жире уменьшается интенсивность вработки влаги (количество влаги, врабатываемой за один оборот маслоизготовителя). Продолжительность механической обработки зависит от консистенции масла. С повышением твердости масла уменьшаются его способность к смачиванию и интенсивность вработки влаги, в результате чего требуется больше времени на механическую обработку масла.

Температура обрабатываемого масла

Рекомендуемая температура должна составлять 11–14 °С. Температуру масла регулируют путем орошения водой поверхности металлического маслоизготовителя. При твердом масляном зерне после достижения критического момента обработки поверхность маслоизготовителя орошают водой температурой 18–20 °С, при мягком – 3–5 °С. Устройство для орошения размещается над емкостью масло-изготовителя. В целях снижения содержания воздуха в масле во время его механической обработки рекомендуется создавать разрежение воздуха внутри маслоизготовителя. Остаточное давление следует поддерживать 0,029 МПа.

Для оценки результатов механической обработки масла можно использовать, по предложению Ф.А. Вышемирского, обобщенный показатель под названием эффективность механической обработки, включающий характеристику пластичности обработанного масла и степень дисперсности плазмы.

Регулирование содержания влаги в масле

В течение первых 5–8 мин массу масляных зерен подвергают механической обработке при закрытых кранах, а с образованием пласта краны открывают для вытекания свободной влаги.

При достижении критического момента (влага из крана не вытекает) рабочую емкость маслоизготовителя останавливают, открывают люк и отбирают из разных мест среднего пласта пробу для определения массовой доли влаги. По данным анализа рассчитывают количество недостающей влаги и вносят ее в рабочую емкость, закрывают люк и краны, а затем продолжают обработку до полной вработки влаги и необходимой степени дисперсности. Для стандартизации масла по влаге используют пахту, допускается использование воды.

Влага, внесенная в маслоизготовитель, и влага, находящаяся на внутренних стенках емкости маслоизготовителя, должна быть полностью вработана в масло и равномерно диспергирована. Недостающее количество влаги определяют по данным анализа масла, пользуясь уравнением:

Механическая обработка сливочного масла

где mмсмасса масла по теоретическому расчету, кг; Вмс требуемое содержание влаги в масле, %; Впл содержание влаги в пласте масла; Н — количество влаги на стенках изготовителя в момент отбора пробы, кг (определяют опытным путем).

Механическая обработка масла в маслоизготовителях непрерывного действия

Механическая обработка осуществляется в текстураторе. В маслоизготовителе А1-ОЛО текстуратор состоит из двух камер с вращающимися шнеками, экструзионного устройства и конической насадки. Масляное зерно поступает вместе с пахтой в первую шнековую камеру для отделения пахты и промывки, во второй камере отпрессовывается влага и формируется пласт масла, далее шнеками он транспортируется в камеру обработки масла, где под вакуумом уплотняется в пласт масла.

Из вакуум-камеры масло через специальные отверстия продавливается шнеками в каналы экструзионного устройства для интенсивного перемешивания и диспергирования влаги.

Далее масло поступает в коническую насадку, где уплотняется и затем в виде непрерывного пласта выдавливается из текстуратора через выводное отверстие.

Характерной особенностью механической обработки масла в маслоизготовителях непрерывного действия являются различные условия механической обработки на отдельных стадиях процесса обработки и интенсификация физических процессов формирования пласта масла из массы масляных зерен, поступающих на механическую обработку, для завершения процесса обработки в наиболее короткое время и обеспечения непрерывного действия маслоизготовителя.

К особенностям процесса обработки относятся включение в технологическую схему обработки операции по удалению газовой фазы из масла, уплотнение масла при вакуумировании и на выходе из аппарата. Процесс удаления влаги из масляного зерна ускоряется путем быстрого ее опрессовывания с помощью шнеков. Интенсификация процесса диспергирования влаги (плазмы) достигается с помощью экструзионного устройства.

Параметры механической обработки масла в маслоизготовителях непрерывного действия

Параметрами механической обработки масла являются: частота вращения шнеков обработника, производительность маслоизготовителя, температура масла на выходе из аппарата, разрежение в вакуумкамере, скорость экструзии, диаметр отверстий в перфорированных пластинах, частота вращения мешалок, расположенных в экструзионном устройстве.

Частота вращения шнеков

Частоту вращения шнеков, характеризующую интенсивность механического воздействия, выбирают с учетом конструкции маслоизготовителя и периода года.

Для серийных маслоизготовителей, применяемых в промышленности, частоту вращения шнеков следует поддерживать в весеннелетний период года в пределах 0,41–0,7 с, в весенне-зимний период года 0,5–1,0 с.

В весенне-летний период года при содержании в жире повышенного количества низкоплавких глицеридов (йодное число 39–45) во избежание выработки мягкого масла частоту вращения шнеков снижают. В осенне-зимний период при содержании в жире повышенного количества высокоплавких глицеридов (йодное число 29–39) во избежание выработки излишне твердого масла частоту вращения шнеков увеличивают.

Производительность маслоизготовителя

От производительности маслоизготовителя зависят продолжительность механической обработки, степень заполнения шнековой камеры масляным зерном, а также размеры и свойства масляного зерна. Производительность маслоизготовителя устанавливают с учетом химического состава жира по периодам года. В весенне-летний период при низкоплавком жире (йодное число 39-45) производительность маслоизготовителя увеличивают, что приводит к сокращению продолжительности механической обработки масляного зерна и пласта. Таким способом можно избежать выработки масла с мажущейся консистенцией.

В осенне-зимний период при высокоплавком жире следует уменьшить производительность маслоизготовителя и, тем самым, увеличить продолжительность механической обработки, исключить возможность выработки излишне твердого масла.

С увеличением продолжительности обработки уменьшается доля кристаллизационных контактов, возрастает содержание жидкого жира, достигается его равномерное распределение, понижается твердость масла, повышается степень дисперсности плазмы и газовых пузырьков.

Температура масла

При выходе из маслоизготовителя масло должно иметь температуру, при которой аутогезионное давление, характеризующее силы слипания, является максимальным. По данным Литовского филиала ВНИИМС, максимальное аутогезионное давление получается в масле, выработанном в зимний период при температуре 15,5–16 °С, а в летний – 13–14 °С.

Первоначальная производительность маслоизготовителя должна соответствовать данным технического паспорта каждого аппарата. Для маслоизготовителя А1-ОЛО паспортная производительность –1000 кг масла/ч при выработке масла с массовой долей влаги 16 %.

При фасовании масла в транспортную тару монолитами по 20 кг  температуру масла на выходе из аппарата поддерживают в весеннелетний период года 12–15 °С, а в осенне-зимний период 13–16 °С.

При фасовании в потребительскую тару температуру масла снижают на 1,0–1,5 °С.

При повышенной температуре масла ухудшается работа фасовочных автоматов, повышаются потери готового продукта, ухудшается его консистенция (масло становится засаленным) и снижается формоустойчивость (термоустойчивость масла). Для регулирования температуры масла во время обработки подают охлажденную воду в рубашку разделительного цилиндра и обработника. Допускается охлаждение масляного зерна холодной пахтой (температурой 5–8 °С), подаваемой через коллектор для промывной воды.

Разрежение в вакуумной камере

Разрежение в вакуумной камере аппарата должно находиться в пределах 0,04–0,05 МПа. Путем изменения разрежения в вакуум-камере регулируют содержание газовой фазы в сливочном масле. С увеличением степени разрежения содержание газовой фазы в масле уменьшается.

Скорость экструзии и диаметр отверстий в перфорированных пластинах

От этих параметров зависят степень дисперсности капель плазмы, пластичность масла, расход мощности на продавливание масла через отверстия в решетках. При изменении скорости экструзии от 1 до 16 см/с и диаметра отверстий решеток от 10 до 2,5 мм степень дисперсности капель плазмы повышается от 3 до 32 % по сравнению со степенью дисперсности плазмы в необработанном масле. Резкое возрастание мощности начинается со скорости экструзии 8·10–2 м/с. При увеличении скорости экструзии в два раза мощность, затрачиваемая на обработку масла, возрастает почти в три раза. По энергетическим затратам и степени дисперсности плазмы в масле наиболее выгодными являются скорость экструзии от 1·10–2 до 8·10–2 м/с и диаметр отверстий от 5·10–3 до 2,5·10–3 м.

Регулирование содержания влаги в масле

В маслоизготовителях непрерывного действия свободная влага, отжатая из масляного зерна на стадии формирования пласта масла, непрерывно удаляется из маслоизготовителя. В этом случае большое значение для стандартизации масла по влаге имеет влагоемкость масляного зерна в момент его поступления в текстуратор. Влагоемкость масляного зерна должна быть такой, чтобы можно было обеспечить стандартное содержание влаги в масле, удалить из масляного зерна в текстураторе столько влаги, сколько необходимо для стандартизации сливочного масла по влаге. Практически эта задача решается путем учета влияния различных факторов на влагоемкость масляного зерна при выборе режимов созревания и сбивания сливок, механической обработки масла. Применяют следующие способы регулирования влаги в масле.

Регулирование содержания влаги насосом-дозатором

Насос-дозатор используется для вработки в масло небольшого количества недостающей влаги (до 2 %). Применение насоса-дозатора для вработки в масло более 2 % влаги приводит к неудовлетворительному диспергированию капель плазмы и их распределению в монолите масла.

Регулирование содержания влаги изменением частоты вращения мешалки сбивателя

От частоты вращения мешалки сбивателя зависит влагоемкость масляного зерна: с повышением частоты вращения мешалки сбивателя влагоемкость масляного зерна повышается благодаря быстрому увеличению размеров масляного зерна, что способствует механическому удержанию влаги в образующихся капиллярах.

По данным ВНИИМС, массовая доля влаги в масле ориентировочно увеличивается на 1 % при увеличении частоты вращения мешалки сбивателя на каждые 0,9–1,0 с–1 в весенне-летний период, 0,5–0,66 с–1 в осенне-зимний период при производства масла на маслоизготовителе А1-ОЛО. При использовании этого показателя необходимо учитывать зависимость частоты вращения мешалки сбивателя от содержания жира в сливках и начальной температуры сбивания сливок.

С уменьшением содержания жира в сливках массовая доля влаги в масляном зерне снижается, и соответственно снижается массовая доля влаги в масле. В этом случае, по данным ВНИИМС, чтобы повысить содержание влаги в масле на 1 % следует уменьшить содержание жира в сливках с 42 до 34 %, частоту вращения мешалки сбивателя увеличить с 0,1 до 0,025 с–1.

Со снижением температуры сбиваемых сливок на каждый 1 °С соответственно увеличивают частоту вращения мешалки сбивателя на 0,9–2,5 с–1, чтобы повысить содержание влаги на 1 %. Необходимо учитывать ширину зазора между краем лопасти мешалки и стенкой сбивательного цилиндра, так как от ширины зазора зависит интенсивность сбивания сливок.

При увеличении ширины зазора более чем на 1,5–2,0 мм частота вращения мешалки должна быть увеличена в связи с уменьшением скорости агрегации жировых шариков, чтобы избежать снижения влаги в масляном зерне. Для сливок с различным содержанием жира имеется своя оптимальная ширина зазора, при которой достигается максимальная интенсивность сбивания.

Регулирование содержания влаги изменением температуры сливок при физическом созревании, сбивании и механической обработке

С повышением температуры сливок при физическом созревании уменьшается количество отвердевшего жира. В результате этого при сбивании сливок, созревавших при повышенной температуре, образуется мягкое, более влагоемкое масляное зерно.

Аналогичное влияние на влагоемкость масляного зерна оказывает повышение температуры сбиваемых сливок. По данным ВНИИМС, при изменении температуры созревающих сливок на 0,8 °С и повышении температуры сбиваемых сливок на 0,4 °С содержание влаги в масле повышается на 1 %.

Содержание твердого жира уменьшается с повышением температуры масляного зерна в первой шнековой камере, в результате чего увеличивается массовая доля влаги в масле.

Степень отвердевания жира в масляном зерне, а следовательно, в готовом продукте регулируют подачей в охлаждающую рубашку первой шнековой камеры прессующего давления шнеков на массу масляных зерен, а также временем его контакта с пахтой.

С увеличением частоты вращения шнеков уменьшается прессующее давление шнеков из-за уменьшения степени заполнения шнековой камеры масляным зерном, сокращается время пребывания масляного зерна в первой шнековой камере обработника, вследствие чего уменьшается количество удаленной пахты из масляного зерна, что, в свою очередь, приводит к увеличению влагоемкости масляного зерна и содержанию влаги.

В случае снижения частоты вращения шнеков увеличивается степень заполнения шнековой камеры, увеличивается время пребывания масляного зерна, увеличивается при этом повышается прессующее давление шнеков, ускоряется переадресовывание пахты из масляного зерна, что приводит к снижению влагоемкости масляного зерна и содержания влаги в масле. По данным ВНИИМС, при изменении частоты вращения обработника текстуратора на 0,3–0,13 с–1 содержание влаги в масле может измениться в пределах 0,5–1,0 % в сторону увеличения или снижения.

Регулирование содержания влаги изменением производительности маслоизготовителя

Регулирование связано с изменением степени заполнения масляным зерном первой шнековой камеры. С повышением производительности увеличиваются степень заполнения масляным зерном первой шнековой камеры и прессующее давление шнеков, ускоряется выпрессовывание пахты, в результате чего снижаются влагоемкость масляного зерна и содержание влаги в масле. Содержание влаги в масле увеличивается при уменьшении производительности маслоизготовителя в связи с уменьшением степени заполнения шнековой камеры маслом, в результате чего снижается прессующее давление шнеков, замедляется выпрессовывание пахты.

При уменьшении производительности маслоизготовителя на 10 % содержание влаги в масле ориентировочно повышается на 1 %. Регулирование содержания влаги в масле с использованием технологических параметров осуществляют в потоке. Непредвиденные отклонения содержания влаги в масле могут быть вызваны прилипанием масла к шнекам, попаданием холодной воды или смешиванием масляного зерна с охлажденной пахтой в шнековой камере текстуратора. Изменением температуры масляного зерна можно снизить содержание влаги в масле от 7,0 до 2,5 % или, наоборот, увеличить.

Регулирование содержания влаги изменением уровня пахты в первой шнековой камере

С повышением уровня пахты в первой шнековой камере увеличивается поверхность контакта масляного зерна и пахты, что способствует повышению эффективности капиллярного всасывания пахты маслом, в результате чего массовая доля влаги в масле увеличивается. В процессе обработки шнеки должны быть погружены в пахту на 1–2 см. При снижении уровня пахты на 2 см можно изменить содержание влаги в масле на 0,4 %. Уровень пахты в первой шнековой камере регулируют с помощью сифона – поднятием или опусканием.

Регулирование содержания влаги изменением частоты вращения шнеков (обработка в текстураторе)

Для регулирования содержания влаги в масле рекомендуется использовать один из перечисленных параметров, чтобы избежать колебания содержания влаги в масле.

Регулирование состава масла по содержанию газовой фазы

Содержание газовой фазы в масле регулируют вакуумированием масла с помощью вакуум-насоса, а также на стадии его обработки.

Масло вакуумируют в вакуум-камере обработника при разрежении 0,02–0,08 МПа. При степени разрежения выше 0,08 МПа наблюдается подсос плазмы и масла в вакуум-провод, что нарушает его работу.

Вакуум-камера должна быть постоянно заполнена маслом приблизительно до половины. Для снижения газовой фазы в масле рекомендуется получать при сбивании масляное зерно размером 1–2 мм, увеличивать степень заполнения обработника маслом, повышать уровень пахты в первой шнековой камере; температура во время обработки и вакуумирования должна быть не выше 15 °С с учетом того, что в мягкое масло лучше врабатывается газовая фаза.

Во время механической обработки в маслоизготовителе непрерывного действия содержание воздуха в масле снижается по сравнению с содержанием воздуха в масляном зерне.

По данным Ф.А. Вышемирского, масляное зерно, поступающее из сбивателя в обработник, содержит в 100 г 7,9 мл газовой фазы (при массовой доле влаги в нем 28,8 %), масло после первой шнековой камеры – 6,1 мл; после вакуум-камеры – 4,4 мл; после выхода из аппарата – 3,9 мл.

Масло, выработанное в маслоизготовителях непрерывного действия, содержит больше воздуха по сравнению с маслом, выработанным в маслоизготовителях периодического действия: соответственно 6–10 и 2–6%. Сладкосливочное масло, выработанное в маслоизготовителе А1-ОЛО, содержит 6,2–7,4 мл/100 г воздуха.

117
На содержание воздуха в масле влияет интенсивность механического воздействия на него во время дополнительной обработки в гомогенизаторе.

Повышение интенсивности механического воздействия в гомогенизаторе способствует уменьшению содержания воздуха в масле.

Влияние механической обработки на хранимоспособность масла

Влияние механической обработки на хранимоспособность масла связано с изменениями степени дисперсности плазмы и количества капсулированной влаги, происходящими при механической обработке масла.

С увеличением степени дисперсности плазмы увеличивается общее количество капель, появляется больше изолированных стерильных капель, увеличивается количество мельчайших капель плазмы, внутри которых микроорганизмы прекращают свою жизнедеятельность из-за отсутствия необходимых условий для этого.

По данным Ф.А. Вышемирского, в непромытом масле, выработанном в маслоизготовителе непрерывного действия, количество капель размером до 5 мкм составляет 94,1 %.

В хорошо обработанном масле уменьшается поверхность жира, на которую могут воздействовать ферменты, выделяемые микроорганизмами, в результате чего повышается сохраняемость качества масла. Масло с хорошо вработанной влагой в меньшей степени подвергается плесневению.

Вместе с тем следует иметь в виду, что при значительном увеличении степени дисперсности плазмы образуется большая поверхность ее соприкосновения с жиром, что может способствовать развитию химических процессов порчи жира, протекающих на поверхности раздела фаз.

Опасность развития пороков химического происхождения повышается с увеличением степени дисперсности плазмы при переработке низкокачественного сырья, особенно когда плазма содержит металлы-катализаторы окислительных процессов.

При переработке высококачественных сливок, содержащих естественные антиокислители, увеличение поверхности раздела фаз способствует сохранению жира от порчи.

Отрицательное влияние механической обработки на хранимоспособность масла может быть связано с обогащением масла воздухом, в состав которого входит кислород, ускоряющий окислительные процессы и тем самым способствующий появлению таких пороков, как салистый, олеистый и др. В масле с пониженным содержанием газовой фазы при его механической обработке под вакуумом развитие пороков химического происхождения, а также плесневение замедляются; при этом получается более твердое масло.