Способ производства мягких несозревающих сыров и установка для его осуществления Советский патент 1988 года по МПК A23C19/68 A01J11/00 

SG-

г./

со

00

|

со ел

Nj

/J /Изобретение относится к молочной промышленности, в частности, к производству мягких несозревающих сыров.

Цель изобретения - улучшение качества и повышение выхода продукта и со- крашение технологического процесса.

Выдержку исходного сырья при 90-95°С осушествляют в течение 5-20 мин, так как именно при этих условиях происходит максимальная степень дестабилизации белковой системы исходного сырья, а следовательно, и максимальное выделение белков при термокислотной коагуляции. При снижении температуры и продолжительности выдержки (температура ниже 90°С с выдержкой менее 5 мин) степень выделения белков значитель- но снижается. При температурах более 95°С и выдержке свыше 20 мин происходит глубокая денатурация белков, выпадение белков и,нерастворимых фосфорнокислых солей, что приводит к отложению их на нагревающихся поверхностях пастеризатора.

Температура коагуляции 50-70°С обеспечивает оптимальные прочностные характеристики сгустка и консистенцию готового продукта. При температуре ниже 50°С ввиду значительного снижения энергии свя- зей получается очень мягкий «расплывающийся сгусток, трудно подвергающийся дальнейшей обработке. Получение такого сгустка сопряжено с большими потерями белка в виде пыли из-за его незначительной прочности.

При температуре коагуляции свыше 70°С увеличивается энергия связей, за счет чего получается чрезмерно уплотненный сгусток, обуславливающий грубую консистенцию продукта.

Кислотность используемой в качестве коа- гулянта молочной сыворотки должна составлять 125-175°Т. При кислотности коагулянта менее 125°Т образуется очень мягкий непрочный сгусток, так как при снижении кислотности, т.е. концентрации молочной кислоты, количество коагулянта значительно увеличивается и при внесении его в исходное сырье «центры коагуляции рассредоточиваются и энергии связей становится недостаточно, чтобы эти «центры полностью -срабатывали и образовывали прочную струк- туру. При кислотности коагулянта более 175°Т образуется очень прочный сгусток, придающий продукту грубую консистенцию.

Величина рН коагуляции должна составлять 4,6-5,4. В указанных пределах рН при термокислотной коагуляции белков ис- ходного сырья в потоке для получения мягких несозревающих сыров было получено зерно, которое склеивалось и легко формовалось, в то же время оно в меру отдавало влагу, т.е. не было очень сухим и очень влажным, массовая доля влаги сое- тавляла около 60%.

При более низких значениях рН зерно получается резинистое, кисловатое, плохо

склеивающееся, что неприемлемо для мягких сыров.

При более высоких значениях рН зерно получается непрочное, мягкое, плохо формирующееся, т.е. трудно подвергающееся дальнейшей обработке, а следовательно, и неприемлемое в производстве мягких сыров.

Соотношение исходного сырья и коагулянта при коагуляции должно составлять соответственно 10:1-20:1. Указанное соот- нощение выбрано для достижения величины рН коагуляции 4,6-5,4. Уменьшение или превышение этого соотношения приводит к таким же нарушениям технологического процесса, которые описаны выше при обосновании величины рН коагуляции 4,6-5,4.

Переносные скорости при движении сгустка с сывороткой должны соответствовать числам Рейнольдса 3000-9000, поскольку при величине числа Рейнольдса менее 3000 сгусток не поддерживается во взвешенном состоянии в сыворотке, а опускается к стенке трубы выдерживателя, где происходит его перетирание при движении.

При величине числа Рейнольдса более 9000 происходит дезагрегация образовавшегося сгустка и образование большого количества белковой пыли в сыворотке, что приводит к большим потерям белка.

Соотношение диаметров выхода и входа расширительной камеры в устройстве для ввода коагулянта в исходное сырье должно составлять 1,1 -1,9.

При одинаковых диаметрах, т.е. при их соотношении 1,0, условия коагуляции не позволяют сгустку агрегировать в сплошной жгут, из-за постоянно действующего напора смеси.

При соотношении диаметров 2,0 получается аналогичная картина, но уже за счет быстрого рассредоточения в разные стороны образующегося сгустка.

Длина расширительной камеры составляет 4-6 диаметров ее выхода. Меньшие значения неприемлемы ввиду отрицательных воздействий на структуру сгустка, а большие нежелательны из-за необходимости создания правильного конструктивного решения для перехода от диаметра входа к диаметру выхода и стыковки с диаметром выдерживателя.

Турбулизирующая головка расположена в устройстве для ввода коагулянта в исходное сырье на расстоянии от оси патрубка для ввода исходного сырья, равном 5-8 диаметра-м вертикальной трубы. При этом создаются оптимальные условия для сглаживания завихрений в потоке после подачи исходного сырья и образования направленного напора потока для дальнейшей максимальной турбулизации в турбу- лизирующей головке. Если турбулизирующая головка расположена от оси патрубка для ввода исходного сырья на расстоянии ме

нее 6 диаметров вертика.тьной трубы, то завихрения сглаживаться не будут, а интенсивность турбулнзации значительно уменьшится. При расположении турбулизирующей головки от оси патрубка для ввода исходного сырья на расстоянии более 8 диаметров вертикальной трубы резко падает величина напора потока, что также понижает эффективность турбулизации.

Наряду с этим расстояние между турбулизирующей головкой и расширительной камерой устройства для ввода коагулянта в исходное сырье должно составлять не более 2 диаметров вертикальной трубы устройства. В противном случае образование сгустка осуш,ествляется в трубе одного диаметра, т.е. при одних переносных скоростях, а последующее формирование сгустка - в трубе другого диаметра, т.е. при других переносных скоростях, при этом скоагулиро- ванный сгусток подвергается дезагрегации с образованием большого количества белковой пыли.

Выдерживатель молочно-белкового сгустка представляет собой металлическую трубу, свернутую змеевиком, с наружным диаметром змеевика, равным не менее 24 диаметрам трубы, и соотношением общей длины трубы и ее диаметра не менее 500. Если наружный диаметр змеевика меньше 24 диаметров трубы, то радиальная составляющая скорости перемещения сгустка возрастает настолько, что сгусток отбрасывается к внутренней стенке трубы и разбивается в пыль. При соотношении общей длины трубы и ее диаметра менее 500 продолжительность периода пребывания сгустка в выдерживателе недостаточна для окончательного формирования и закрепления сгустка.

На фиг. 1 изображена установка, общий вид; на фиг. 2 - устройство для стабилизации давления исходного сырья и коагулянта; на фиг. 3 - устройство для ввода коагулянта в исходное сырье; на фиг. 4 - турбулизирующая головка для турбулентного смещивания исходного сырья с коагулянтом.

Установка состоит из резервуара 1 для исходного сырья, пластинчатой пастериза- ционно-охладительной установки 2, промежуточной емкости 3 для подвергнутого высокотемпературной обработке исходного сырья, резервуара 4 для коагулянта, устройства 5 для стабилизации давления исходного сырья и коагулянта на всасывающей стороне насосов 6 и 7, устройства 8 для ввода коагулянта в исходное сырье, вы- держивателя молочно-белкового сгустка 9, отделителя сыворотки 10, чувствительного элемента 11 для контроля величины рН коагулянта на выходе сыворотки из отделителя сыворотки 10, формующего устройства 12, ванны 13 для сбора отделенной сыворотки, насоса 14 для перекачивания отделенной сыворотки в секцию регенерации тепла пластинчатой пастеризационно-охла- дительной установки 2.

Устройство 5 для стабилизац11И дав- ления исходного сырья и коагулянта на всасывающей стороне насосов 6 и 7 состоит (фиг. 2) из емкости 15 для нс.ходного сырья, внутри которой установлен -поплавковый регулирующий клапан 16, выполненный в виде двухстенного сосуда с виут- ренней стенкой 17, образующей камеру 18 для коагулянта, в которой установлен поплавковый регулирующий клапан 19. Камера для коагулянта снабжена входным 20 и выходным 21 гибкими трубопроводами. 5 Емкость для исходного сырья содержит патрубок 22 для ввода и трубопровод 23 для вывода исходного сырья.

Устройство 8 для ввода коагулянта в исходное сырье представляет собой (фиг. 3) систему, состояп 1.ую из вертикальной трубы 0 24 с размещенным по ее оси патрубком 25 для подачи коагулянта, выполненным в виде трубки 26 с турбулизирующей головкой 27, содержащей пазы 28 и отверстия 29 (фиг. 4) для турбулентного 5 смешивания исходного сырья с коагулянтом, при этом в верхней части вертикальной трубы 24 перпендикулярно к ее оси размещен патрубок 30 для исходного сырья, в нижней части .вертикальной трубы 24 установлена расц ирительная камера 31 с соот- 0 ношением диаметров выхода и входа 1,1 1,9 и длиной, равной 4-6 диа.метрам выхода, турбулизирующая головка 27 расположена от оси патрубка 30 для ввода исходного сырья на расстоянии, равном 5-8 диаметрам вертикальной трубы 24, и от расщиритель- 5 ной камеры 31 на расстоянии не более двух диаметров вертикальной трубы 24.

Выдерживатель молочно-белкового сгустка 9 представляет собой металлическую трубу, свернутую змеевиком, с наружным диаметром змеевика,равным не менее 24 диамет- рам трубы и соотношением общей длины трубы и ее диаметра не менее 500.

Устройство 8 для ввода коагулянта в исходное сырье и Выдерживатель молочно- белкового сгустка 9 выполнены теплоизо- с лированными.

Отделитель сыворотки 10 выполнен в виде бункера для сбора сыворотки с установленной в верхней его части фильтрующей сеткой.

Чувствительный элемент 1 1 для контроля 0 величины рН коагуляции на выходе сыворотки из отделител сыворотки 10 представляет собой ячейку, в которой находятся электроды рН-метра, в качестве такого чувствительного эле.мента можно использовать применяемый в промышленности эле- 5 мент марки ДМ-5М-1.

Формующее устройство 12 включает стол с опорами, корпус с опорами, смотровыми окнами и отводными патрубками для сыворотки, загрузочное устройство с распределительным конусом,стол подачи форм с пнев- моцилиндром, отсекающее устройство с пнев- моцилиндром,лоток для удаления наполненных форм с пневмоцилиндром, электрооборудование и пневмооборудование. Примером исполнения конструкции формующего устройства 12 может служить аппарат для отделения сыворотки и формования сырной массы марки РЗ-ОСО.

В качестве пастеризационно-охладитель- ной установки 2 можно использовать любой из известных в промышленности пластинчатых теплообменников, в котором есть секция регенерации тепла, например, пластинчатую пастеризационно-охладительную установку марки А1-ОПК-5.

Способ производства мягких сыров реализуется на предлагаемой установке следующим образом.

Исходное сырье, в качестве которого используют либо цельное, либо обезжиренное молоко, либо смесь обезжиренного молока с пахтой, из резервуара 1 для исходного сырья поступает в пластинчатую пастеризационно-охладительную установку 2, где его подвергают теплой обработке при 90-95°С с выдержкой в течение 5-20 мин и охлаждают в потоке до 50-.70°С (температура коагуляции) за счет регенерации тепла.

Из пластинчатой пастеризационно-охла- дительной установки 2 подвергнутое высокотемпературной обработке исходное сырье подают в промежуточную емкость 3, откуда оно самотеком поступает в устройство 5 для стабилизации давления исходного сырья и коагулянта на всасывающей стороне насосов б и 7, после чего насосом 6 исходное сырье подают в устройство 8 для ввода коагулянта в исходное сырье. Коагулянт - молочная сыворотка кислотностью 125-175°Т - из резервуара 4 самотеком поступает в устройство 5 для стабилизации давления исходного сырья и коагулянта на всасывающей стороне насосов 6 и 7, и насосом 7 подается в устройство 8 для ввода коагулянта в исходное сырье. Непрерывную дозировку исходного сырья и коагулянта осуществляют путем поддержания равенства разности гидростатических давлений с помощью устройства 5 на всасывающей стороне насосов 6 и 7 следующим образом. Исходное сырье -из промежуточной емкости 3 че рез входной патрубок 22 поступает в емкость устройства 5, а из нее в вертикальную трубу 24 устройства 8 для ввода коагулянта в исходное сырье. Коагулянт из резервуара 4 через гибкий трубопровод 20 попадает в камеру 18 устройства 5 и через отверстия 29 турбулизирующей головки 27 в исходное сырье, проходящее по вертикальной трубе 24 устройства 8 для ввода коагулянта в исходное сырье. Если в емкости 15 уровень исходного сырья изменится в ту или иную сторону, то поплавковый регулирующий клапан 16 переместится в соот- ветствующую сторону и разность уровней коагулянта и исходного сырья сохранится. Таким образом, происходит автоматическое поддержание равенства разности гидростатических давлений исходного сырья и коагулянта на всасывающей стороне насосов 6 и 7.

0 Коагуляцию осуществляют в устройстве 8 для ввода коагулянта в исходное сырье путем смещивания движущихся перпендикулярно один другому лотков исходного сырья и коагулянта при соотношении соответственно 10:1-20:1 и рН 4,6-5,4.

Подачу коагулянта осуществляют через

трубу 26 и турбулизирующую головку 27 патрубка 25. Исходное сырье с температурой 50-70°С подают через патрубок 30 в вертикальную трубу 25. При прохождении коагуQ лянта через отверстия 29 и исходного сырья через пазы 28 турбулизирующей головки 27 создаются условия для максимальной степени турбулизации, а следовательно, тщательного перемешивания коагулянта и исходного сырья. Образующийся сгусток

5 поступает в расширительную камеру 31, где происходит снижение переносных скоростей до значений, соответствующих числам Рей- нольдса 3000-9000, и агрегирование сгустка в сплошной жгут, который далее располагается по центру трубы выдерживателя мо0 лочно-белкового сгустка 9.

Выдерживание образовавшегося сгустка осуществляют при температуре коагуляции 50-70°С в динамических условиях при скоростях, соответствующих числам Рей- нольдса 3000-9000, при этом сгусток, аг5 регированный в жгут, движется по центру трубы выдерживателя, а сыворотка, полностью окружая сгусток, движется около стенок трубы.

Затем белковый сгусток вместе с сыво0 роткой направляют в отделитель сыворотки 10. После частичного отделения сыворотки сгусток подают в формующее устройство 12, где сгусток накапливается, под- прессовывается, затем формуется в формы. Отделенная от сгустка сыворотка из отдели5 теля сыворотки 10 и формующего устройства 12 поступает в ванну 13 для сбора сыворотки, откуда насосом 14 ее перекачивают в секцию регенерации тепла пластинчатой пастеризационно-охладительной установки 2.

Пуск и остановка насосов, контроль и регулирование рН коагуляции осуществляют с пульта управления. Для контроля величины рН коагуляции на выходе сыворотки из отделителя сыворотки 10 установлен чув5 ствительный элемент 11 марки ДМ-5М-1. Способ производства мягких несозревающих сыров иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1. Исходное сырье (молоко цельное или обезжиренное, или смесь обезжиренного молока и пахты) подвергают тепловой обработке при 90°С с выдержкой в течение 20 мин и охлаждают в потоке за счет регенерации тепла до 50°С. Непрерывную дозировку исходного сырья и коагулянта - молочной сыворотки кислотностью 125°Т - осуществляют раздельно двумя насосами путем поддержания равенства разности гидростатических давлений на всасывающей стороне насосов.

Коагуляцию осуществляют путем смещи- вания движущихся перпендикулярно друг другу потоков исходного сырья и коагулянта при соотнощении компонентов 10:1 (на 5000 л/ч исходного сырья 500 л коагулянта) и рН 4,6. Выдержку образовавще- гося сгустка осуществляют при температуре коагуляции 50°С в динамических условиях при скорости, соответствующей числу Рейнольдса 3000.

Формование осуществляют непрерывно путем частичного регулируемого отделения сыворотки и подачи сгустка с оставщейся сывороткой в перфорированный цилиндр диаметром, соответствующим диаметру головки сыра, и высотой, соответствующей 1 - 10 высотам головки сыра, из цилиндра ве- Дут подачу подпрессованной сформованной массы в формы для мягких сыров.

Пример 2. Исходное сырье (молоко цельное или обезжиренное, или смесь обезжиренного молока и пахты) подвергают тепловой обработке при 95°С с выдержкой 5 мин и охлаждают в потоке за счет регенерации тепла до 70°С. Непрерывную дозировку исходного сырья и коагулянта - молочной сыворотки кислотностью 175°Т - осуществляют раздельно двумя насосами путем поддержания равенства разности гидростатических давлений на всасывающей стороне насосов.

Коагуляцию осуществляют путем смещи- вания движущихся перпендикулярно друг другу потоков исходного сырья и коагулянта при соотнощении компонентов 20:1 (на 5000 л/ч исходного сырья 250 л коагулянта) и рН 5,4. Выдержку образовав- щегося сгустка осуществляют при температуре коагуляции 70°С в динамических условиях при скоростях, соответствующих числу Рейнольдса 9000.

Формование осуществляют непрерывно путем частичн«9го регулируемого отделения сыворотки и подачи сгустка с оставщейся сывороткой в перфорированный цилиндр диаметром, соответствующим диаметру головки сыра, и высотой, соответствующей 1 -10 высотам головки сыра, из цилиндра ведут подачу подпрессованной сформованной массы в формы для мягких сыров.

Полученный согласно примерам 1 и 2 мягкий сыр имеет следующие органолептичес0

кие показатели: вкус и запах - чистый, пряный, слегка кисловатый, с выраженным вкусом и запахом патеризации; консистенция - тесто в меру плотное, нежное; цвет

теста - от белого до слегка кремова- того с наличием кремовы.х пятен на разрезе сыра; рисунок - глазки неправильной формы, допускается отсутствие г.-1азков. Массовая доля жира в сухом BcmccTiic 45%, 30%, 20% (в зависимости от массовой доли жира в исходном сырье); массовая доля влаги, не более 60%.

Преимущества предлагаемого способа производства мягких несозреваюнщх и установки для его осуществления ;и1клю5 чаются в следующем.

Увеличивается выход продукта за счет термокислотной коагуляции белков молока. Термокислотная коагуляция позволяет осуществлять комплексное осаждение белков исходного сырья, повысить степень их исгюль0 зования и получить молочно-белковые основы, ценные в биологическом и питательном отношении за счет обогащения их серосодержащими аминокислотами и снижения микробиологического обсе.менения.

5 Увеличивается выход продукта в результате снижения отхода белковой пыли с сывороткой при отсутствии подогрева смеси пе- посредственной инжекцией пара, расположения, сгустка в центре, а сьпп)ротки около стенок трубы выдерживателя и формо0 вания белка с незначите.мьным количеством сыворотки.

Упрощается, сокращается технологический процесс за счет формирования, выдержки и упрочнения сгустка в одном трубчатом металлическом выдерживателе, подачи,

5 дозирования компонентов и их смешивания в одном потоке. Следствием упрощения и сохранения технологического процесса является снижение эгерго- и металлоемкости. Улучшается качество готового продукQ та за счет правильного структурообразова- ния сгустка при термокислотной коагуляции белков исходного сырья в потоке.

Обеспечивается продолжительная, многочасовая, безостановочная работа всей установки, без наслоения денатурированного,

5 скоагулировавшего белка на стенках труб выдерживателя благодаря предлагаемому конструктивному решению устройства для ввода коагулянта в исходное сырье с расширительной камерой и са.мого выдерживателя для фор.мирования, закрепления и вы0 держки сгустка в сыворотке.

Формула изобретения

. Способ производства мягких несозревающих сыров, предусматривающий термооб- работку исходного сырья, коагуляцию белков при смешивании исходного сырья с коагулянтом, выдержку полученного сгустка, отделение сыворотки и формование, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества и повышения выхода продукта и сокращения технологического процесса, термообработку исходного сырья ведут при температуре 90-95°С в течение 5-20 мин с по- следуюшим охлаждением до 50-70°С, коагуляцию белков путем смешивания исходного сырья с коагулянтом ведут путем соединения двух взаимно перпендикулярных потоков, причем в качестве коагулянта берут молочную сыворотку кислотностью при соотношении 10:1-20:1 и рН 4,6-5,4, выдержку полученного сгустка осуществляют при температуре 50-70°С в потоке при скорости, соответствующей числу Рейнольдса 3000-9000.

2. Установка для производства мягких несозревающих сыров, включающая резервуары соответственно для исходного сырья и коагулянта, устройство для ввода коагулянта в исходное сырье, устройство для стабилизации давления исходного сырья и

коагулянта, выдерживатель молочно-белко- вого сгустка, отличающаяся тем, что, с целью улучшения качества и повышения выхода продукта и сокращения технологического процесса, устройство для ввода коагулянта в исходное сырье выполнено в виде вертикальной трубы с размещенным по ее оси патрубком подачи коагулянта с укрепленной на его выходном участке турбули- зирующей головкой, имеющей пазы и отверстия, при этом в верхней части вертикальной трубы перпендикулярно к ее оси размещен патрубок для ввода исходного сырья, а в нижней части вертикальной трубы установлена расширительная

камера с соотношением диаметров выхода и входа, равных 1,1 -1,9, и длиной, равной 4-6 диаметрам выхода, турбулизи- рующая головка расположена от оси патрубка для ввода исходного сырья на расстоянии, равном 5-8 диаметрам вертикальной

трубы.

Изобретение относится к молочной промышленности, в частности к производству мягких несозревающих сыров. Целью изобретения является улучшение качества и повышение выхода продукта и сокраш,ение технологического процесса.. Исходное сырье (цельное или обезжиренное молоко, или смесь обезжиренного молока с пахтой) из резервуара 1 подают в пастеризационно-ох- ладительную установку 2, где его подвергают тепловой обработке при 90-95°С с выдержкой в течение 5-20 мин и охлаждают в потоке до 50-70°С (температура коагуляции). После этого исходное сырье и коагулянт (сыворотка кислотностью 125-175°Т) поступают в устройство 5 для стабилизации давления исходного сырья и коагулянта, а затем - в устройство 8 для ввода коагулянта в исходное сырье. Коагуляцию осу- шествляют при соотношении исходного сырья и коагулянта (10:1) -(20:1) и рН 4,6-5,4. Образовавшийся сгусток выдерживают в вы- держивателе 9 нри 50-70°С в динамических условиях при скоростях, соответствующих числам Рейнольдса 3000-9000. Затем сгусток направляют в отделитель сыворотки 10, а после частичного отделения сыворотки его подают в формующее устройство 12. 2 с.п. ф-лы, 4 ил. (Л

сриг.г

J/

фиг.

29

фиг Л