Охлаждение, очистка и хранение молока в танках

После дойки молочному сырью необходима первичная обработка. При правильном выполнении сохраняются исходные характеристики молока, увеличивается срок хранения. Обработка включает охлаждение и очистку молокопродукта на предприятии, его временное хранение. Парное молоко подаётся в молочные залы, где фильтруется и моментально остывает до 4 градусов Цельсия, хранится в танке охладителе молока с компрессорно-конденсаторным агрегатом. Остужать сырьё необходимо мгновенно после доения (не позднее 16-20 минут).

Важно сохранять температуру продукции и в молокоперерабатывающих предприятиях. Часто переработать весь объём невозможно. Температура хранения должна соответствовать нормам, не превышать 4 гр Цельсия. Сырьё в перерабатывающие предприятия поступает из животноводческих организаций и закупается у частных лиц. Переработчикам невыгодно принимать молокопродукт у большого числа клиентов. Частным лицам проще сдавать его в местах производства. Остужение молока важно и в приёмных пунктах, там устанавливают открытые танки охладители молока. В зависимости от объёмов, расположения и т.п., бывают мобильные или стационарные, крупные и небольшие приёмные молочные пункты.

Цели и методы охлаждения молока в танках охладителях

На молочных предприятиях, заводах и молокоприёмных пунктах применяют разные способы охлаждения - естественное и искусственное. Естественное происходит без охладителей молока, холодильного оборудования. В небольших хозяйствах остужают водой. Загруженные ванны помещают в бассейн со льдом, где проходит проточная вода. Лёд берут из чистого водоёма, на тонну молока – кубический метр льда. Зимой возможно нагнетание холодного воздуха вентиляторами. Правильная организация естественного остывания на небольших предприятиях будет эффективной. С помощью ледяного бассейна продукт охлаждается до 5 градусов за час.

Средние и крупные фермы, молочные заводы, приёмные пункты применяют специальное оборудование для остывания. Существуют три вида охладителей молока. Первый – пластинчатые, трубчатые теплообменники поточного типа, быстро снижающие температуру молокопродукта. Чаще используются для предварительного охлаждения, снижая температурный режим молока на 3 градуса выше хладагента. Второй вид – установки мгновенного остужения орошением ёмкости ледяной водой. Их называют льдоаккумуляторами или генераторами льда. Хладоноситель – вода, рассол. Намораживается лёд фреоном, охлаждающим воду, остужая сырьё. Третий вид – танки охладители молока, ванны. Молочные танкеры в разных режимах быстро охлаждают до 4 гр, поддерживают температуру в течение трёх суток. Остывает свежее сырьё за 3 часа, сохраняя все свойства.

Назначение танка охладителя молока

Зачем производить первоначальную обработку молока? Это не просто, относительно дорого, теряется время и трудовые ресурсы. Для эффективного процесса необходима покупка оборудования первичной обработки с электроэнергией и водоснабжением. Очистка нужна, а для чего охлаждение? Всё просто. Молоко – скоропортящийся продукт, идеальная среда для развития болезнетворных микроорганизмов. Оптимальная температура развития бактерий – 25-40 градусов при кислотности 6,8-7,4. Свежее сырьё имеет температуру 35 гр, кислотность 6,5-6,8. Высокопатогенная микрофлора делает непригодным для переработки парное молоко за несколько часов. При рассмотрении процессов, происходящих после доения и фильтрации, получается следующее.

В свежевыдоенном молоке две группы микроорганизмов – молочнокислые и патогенные микробы. Патогенные содержатся в молокопродукте изначально, попадают при доении и после него (вредные микробы обитают в воздухе). Эта группа микробов приводит к скисанию, порче сырья. В свежевыдоенном продукте содержатся естественные антибиотики (антитела, лизоцим, иммуноглобулины, ферменты), препятствующие развитию микроорганизмов. В течение нескольких часов после дойки сырьё имеет бактерицидные свойства, поэтому микрофлора не растёт, или не значительна. Продолжительность 1 фазы изменения количества микроорганизмов в молоке называется бактерицидной (статической), зависит от температуры:

• Если не изменяется (около 37 гр Цельсия), то продолжается фаза 2 часа.
• Быстрое понижение до 10 гр приостанавливает рост микрофлоры до 1,5 суток.
• Снижаясь до 5 градусов, 1 фаза длится 2 суток.
• Охлаждение до 0 градусов продлевает фазу до 3 суток.

Предприятия остужают молокопродукт в танках охладителях молока до 2- 4 гр, останавливая развитие болезнетворных микробов и увеличивая хранение до 3 дней. В миллилитре молочного продукта содержится 11500 микробов. Если температура остаётся на уровне 37 градусов, то за сутки количество микроорганизмов достигнет 1300000, при быстром охлаждении до 5 гр - всего 62000. Количество вредных микроорганизмов, температура влияют на продолжительность фазы. Повышенное содержание бактерий, даже при своевременном охлаждении, может сократить первую фазу в два раза. Присутствующие в молоке антибиотики постепенно разрушаются. Наступает вторая фаза – смешанная микрофлора, продолжительностью 12-18 часов. В этой фазе патогенная микрофлора активно размножается. Микроорганизмы, портящие сырьё, в зависимости от температуры на втором этапе, классифицируются на:

• Криофлору – микроорганизмы, активно размножающиеся при температуре меньше 8 градусов.
• Мезофлору – 10-35 градусов.
• Термофлору – не менее 40 гр Цельсия.

Окончание смешанной фазы - количество молочнокислых бактерий становится больше количества других микробов. Третья фаза – молочнокислая, наступающая при хранении в танке охладителе молока при температуре 10 градусов и более. Активное размножение молочнокислых бактерий при такой температуре подавляет остальные микроорганизмы. В начале третьей фазы при обработке возможно получение качественного продукта, но при дальнейшем хранении сквашивается, получается кисломолочный продукт. Заключительная фаза, четвертая – развитие дрожжей и плесневых грибов. При накоплении большого количества отходов жизнедеятельности молочнокислая микрофлора погибает. Кроме изменения кислотности, разлагаются белки, исчезает сгусток, размножаются дрожжеподобные и плесневые грибы. Появляется благоприятная среда для распространения гнилостных микроорганизмов. Следовательно, мгновенное остывание в танке после дойки – значимый этап получения молокопродукта.

Пастеризация молокопродукта

Необходимо ли охлаждать пастеризованный продукт? Пастеризация - термическая обработка без кипячения. Учитывая температуру и время выдержки, выделяют несколько режимов пастеризации. Цель – уничтожение болезнетворной микрофлоры, сохранение полезных микробов, исходных органолептических характеристик. Для чего остужать продукт, расходовать финансы, если пастеризация уничтожила патогенную флору? Ни пастеризация, ни охлаждение (два технологических этапа производства молочной продукции) по отдельности не гарантируют отсутствие болезнетворных микроорганизмов. Остужение свежевыдоенного молока обеспечивает срок хранения – 3 суток, достаточных для доставки на перерабатывающее предприятие. В дальнейшем сырьё следует пастеризовать, так как возможно развитие вредоносных микроорганизмов на последующих этапах производства из-за изменения температурного режима.  

Пастеризация стопроцентно не уничтожает все вредные микроорганизмы. В молокопродукте остаётся вегетативная микрофлора с повышенной устойчивостью к высокой температуре. Не охлаждая пастеризованное молоко, микроорганизмы размножаются, приводят к порче, нарушению санитарных норм. Поэтому после пастеризации быстро охлаждают в танках. Естественные методы недопустимы - при такой обработке молокопродукт нагревается до 90 градусов. Остывание естественными методами медленное, микробы успевают распространиться до недопустимых показателей.

Технология остужения молочных продуктов

Молокоохладители с ККУ имеют одинаковый принцип работы. Хладагент направляется в испаритель, где контактирует с сырьём (остывает через непосредственный контакт или промежуточный хладоноситель). Снижается температура за счёт изменения агрегатного состояния хладагента, поглощается его теплота. Затем хладагент перемещается в конденсатор с компрессором, где принимает изначальное состояние. Выделяется тепло, рассеивающееся в окружающую среду, или используемое для отопления, нагревания воды и т.п. Оборудование с таким принципом работы - ванны открытого типа и танки охладители молока закрытого типа.

Холодильные установки открытого типа с непосредственным охлаждением имеют недостатки. Основной - время остывания сырья до 4 гр около 3 часов. Поэтому предприятия используют танкеры с промежуточным охлаждением. Охладители молока с промежуточным охлаждением с таким же принципом, что и молочные танки. Хладагент нужен для намораживания льда, то есть ледяная вода – это промежуточный теплоноситель, орошающий ёмкость с молочным сырьём. Охлаждается быстро, сохраняя свойства молока без изменений. Это льдогенераторы или льдоаккумуляторы. Танки охладители молока с поточным принципом действия работают проще. В теплообменниках не происходит изменений с хладагентом, а охлаждается при теплообмене двух жидкостей через стенку труб. Оборудование для охлаждения молочной продукции (молочные танкеры охладители, льдогенераторы, теплообменники) имеет сходство в необходимости источника низкой температуры. Сейчас используют искусственные и природные вещества.

К искусственным относят фреоны – соединения, образующиеся в результате синтеза на основе метана или этана. Фреоны не опасны для человека, пожаробезопасны, не образуют легковоспламеняемых, взрывчатых веществ. Запрещены некоторые фреоны из-за опасных парниковых газов. К природным веществам относят воду, аммиак, углекислоту, некоторые углеводороды. Аммиак опасен для человека и не применяется. Воду используют как хладагент (в теплообменниках) или хладоноситель (в льдоаккумуляторах).

Оборудование для остужения молока

Небольшие молочные предприятия применяют открытые охладители молока. Они бывают в виде вертикально расположенного цилиндра, горизонтально расположенного полукруга. Первые вмещают до 2000 литров молока, вторые до 5000 литров. Танки с ККУ. Верхняя крышка откидывается полностью, охлаждается загруженное сырьё с большими тратами энергии. При небольших объёмах производства это незаметно, цена меньше. Промывается вручную. Крупные молочные производители, средние предприятия используют танки охладители молока закрытого типа. Ёмкость танков – герметичная цистерна объёмом от 3000 до 20000 литров и выше, располагается вертикально или горизонтально. Танкеры, устанавливаемые вне помещения, могут иметь объём 50000 литров.

Льдоаккумулятор – устройство с фреоном в испарителе, намораживающем лёд. Благодаря льду получается холодная вода, орошающая и быстро охлаждающая ёмкость. Вода, забравшая тепло молока, стекает к испарителю, где вновь замерзает, и опять направляется к ёмкости. Вид системы со льдоаккумулятором. В её состав входят предварительный проточный теплообменник и охладитель молока. Распространённые теплообменники проточного типа - пластинчатые. Холодную воду, свежевыдоенное молоко направляют в противотоке в смежных каналах между пластин. Используются трубчатые теплообменники двух видов – с концентрическими трубами или множеством мелких трубок внутри одной. По внутренним трубам течёт молочное сырьё, вокруг них по внешним, вода в противотоке. Система танка охладителя молока с проточным охлаждением.

Хранение молока

На молокоперерабатывающих предприятиях для охлаждения и хранения служит одна ёмкость. Остужая молокопродукт во флягах, хранить нужно в них же (при переливании возможно попадание патогенной микрофлоры, вызывающей порчу, скисание). Молочный танк – универсальное оборудование для моментального охлаждения свежевыдоенного молока до 4 гр и хранения в автоматическом режиме, при такой температуре, трое суток. Рынок сельскохозяйственной техники имеет большой выбор танков охладителей для молока и систем, снижающих температуру пищевых продуктов. Любое молокоперерабатывающее предприятие может купить то, что необходимо.