Молочные консервы представляют собой продукты, вырабо­танные из молока и пищевых добавок и подвергнутые тепловой обработке (выпариванию, стерилизации, сушке), при которой со­храняются их свойства в процессе длительного хранения в упако­ванном (закатанном) виде. Выпускаемые молочные консервы можно разделить на три группы: сгущенные с сахаром, стерили­зованные и сухие.

Основное сырье для молочных консервов — цельное молоко кислотностью не более 20 °Т, а для стерилизованных консервов — 19 °Т. Последнее должно быть термоустойчивым. Кроме того, для выработки консервов используют обезжиренное молоко, сливки и пахту, полученную при производстве сладкосливочного масла. В качестве пищевых добавок и вкусовых наполнителей применя­ют сахар-песок, сахар-рафинад, белковые концентраты (казеинат натрия), растительное масло, кофе, какао-порошок, витамин С, лимонную кислоту, низин и др. Для затравки при выработке сгу­щенного молока с сахаром используют лактозу (молочный сахар). Чтобы повысить термоустойчивость молока стерилизованных консервов, к нему добавляют соли-стабилизаторы.

Выпаривание

Цель выпаривания — концентрирование (сгущение) молока и молочных продуктов путем удаления части воды испарением. При этом по мере удаления воды из выпарного аппарата в виде пара концентрация нелетучих сухих веществ в продукте повыша­ется. Следует отметить, что при выпаривании между отдельными компонентами молока сохраняется то же соотношение, что и пе­ред его сгущением. Движущей силой выпаривания является раз­ность температур теплоносителя (греющего пара) и кипения кон­центрируемого продукта.

Для нагревания молока до температуры кипения используют водяной пар, который называют греющим или первичным в от­личие от вторичного пара, образующегося из выпариваемого продукта. Выпаривание происходит при кипении, т. е. в услови­ях, когда давление пара под продуктом равно давлению в рабо­чем объеме аппарата (корпуса) вакуум-выпарной установки.

Выпаривание проводят при избыточном давлении и под ваку­умом. При избыточном давлении вторичный пар имеет высокую температуру, поэтому его часто используют для нагревания в раз­личных теплообменных аппаратах, работающих под меньшим давлением. В этом случае эффективность выпарной установки возрастает. Однако повышение температуры и давления вторич­ного пара связано с соответствующим увеличением расхода гре­ющего пара и стоимости установки.

При выпаривании под вакуумом температура в точке кипения жидких пищевых продуктов снижается, что позволяет использо­вать для обогрева вакуум-выпарных установок пар низкого дав­ления. Этот способ широко применяют для выпаривания молока. Достоинствами выпаривания под вакуумом являются сокраще­ние потерь теплоты в окружающую среду и увеличение полезной разности температур греющего пара и кипящего продукта. Это позволяет уменьшить поверхность теплообмена и габаритные размеры аппарата.

По мере концентрирования изменяются физико-механичес — кие свойства продукта: температура кипения, теплопроводность, теплоемкость, вязкость и др. С ростом концентрации сухих ве­ществ уменьшаются теплопроводность, теплоемкость продукта и увеличивается вязкость. При этом улучшаются условия теплоот­дачи от поверхности нагрева аппарата к кипящему продукту, что необходимо учитывать при определении режимов обработки, а также при расчете, конструировании и эксплуатации выпарных установок.

Для более полного использования теплоты вторичного пара, образующегося в вакуум-аппарате, установки комплектуют теп­ловым насосом. В частности, применяют пароструйные инжек­торы, которые устанавливают на однокорпусные установки или на первый корпус многокорпусных установок. Основным пара­метром, характеризующим эффективность работы инжектора, является коэффициент инжекции. Он показывает, какое количе­ство вторичного пара может быть сжато в инжекторе до необхо­димых параметров 1 кг греющего пара.

Технология выпаривания при производстве молочных консер­вов заключается в подборе температур испарения воды из молока в корпусах вакуум-выпарной установки. В процессе выпарива­ния увеличивается содержание сухих веществ молока, а количе­ство воды в продукте уменьшается.

Отношение конечной концентрации какого-либо компонента молока к его начальной концентрации принято называть степе­нью сгущения. При выработке консервов сгущенных с сахаром и стерилизованных степень сгущения составляет 2,5—3, а сухих консервов — 4—5. Сгущение молока приводит к увеличению тит­руемой кислотности, так как повышается концентрация солей и других компонентов, обладающих кислыми свойствами. Частицы казеина при сгущении сближаются. Это создает условия для бо­лее легкой коагуляции казеина, и продукт становится менее тер­моустойчивым.

Технологические режимы выпаривания при производстве мо­лочных консервов различны. При изготовлении консервов с са­харом пастеризованное молоко и сахарный сироп или их смесь перед направлением в вакуум-выпарную установку фильтруют. Температура кипения молока в вакуум-аппарате установки цир­куляционного типа в течение всего процесса сгущения должна быть не выше: для однокорпусной установки 55—58 °С (в середи­не варки) и 60—63 °С (в конце варки); для двухкорпусной 70— 80 °С (в первом корпусе) и 50—52 °С (во втором корпусе). При непрерывном способе изготовления консервов с сахаром и на­полнителями (кофе и др.) нормализованную и пастеризованную смесь сгущают в первом и третьем корпусах вакуум-выпарной ус­тановки при 78 и 48 °С, а затем во втором и четвертом корпусах при 60 и 50 ‘С.

Температура кипения молока в пароотделителях вакуум-вы­парной установки в первом корпусе не должна превышать 78— 80 °С, во втором — 65—67, в третьем — 48—56 °С. Сгущение мо­лока рекомендуется проводить до достижения плотности 1061 — 1063 кг/м3 (при 20 °С) при производстве сгущенного стерилизо­ванного молока и 1066—1068 кг/м3 для концентрированного молока и молока с наполнителями.

При производстве сухих молочных консервов пастеризован­ное молоко перед сгущением фильтруют. Температура кипения молока составляет: для циркуляционной двухкорпусной установ­ки в первом корпусе 68—70 °С, во втором — 50—52 "С; для пле­ночной трехкорпусной вакуум-выпарной установки в первом корпусе 72—74 °С, во втором — 60—72, в третьем — 46—48 °С; для четырехкорпусной: в первом корпусе 74—80 "С, во втором — 68— 73, в третьем — 56—62 и в четвертом — 42—46 °С. Рекомендуемая степень сгущения молока в циркуляционной вакуум-выпарной установке составляет 43—48%, а в пленочной — 52—54 %, про­должительность сгущения — соответственно 50 и 3—4 мин. Если сушка обезжиренного молока или пахты будет осуществляться на вальцовых сушилках, то сгущение проводят до концентрации су­хих веществ 30—32 %.

При производстве сухих молочных консервов повышенной растворимости процесс выпаривания ведут непрерывно до кон­центрации сухих веществ 45—55 %. Температура кипения норма­лизованного и пастеризованного молока в четырехкорпусной ва­куум-выпарной установке по корпусам для быстрорастворимого молока составляет: в первом — 73 ± 2 °С, во втором — 67 ± 2, в третьем — 55 ± 2, в четвертом — 42 ± 2 °С, в пятикорпусной ваку­ум-выпарной установке для сухого молока «Смоленское»: в пер­вом — 69 + 2 °С, во втором — 65 ± 2, в третьем — 52 ± 2, в четвер­том и пятом — 42 ± 2 °С.

Сушка

Сушку проводят в специальных сушильных установках. Влаж­ный продукт поступает в камеру установки, где обогревается су­шильным агентом (воздухом, перегретым водяным паром). Су­шильный агент подводит к продукту теплоту и отводит из су­шильной камеры установки испаренную влагу. Количество по­глощенной сушильным агентом влаги зависит от его свойств и способности растворять водяные пары.

Наиболее распространены способы сушки, основанные на контакте высушиваемого продукта с нагретой поверхностью (кондуктивный подвод теплоты); создании теплового излуче­ния, направленного на поверхность высушиваемого продукта; контакте высушиваемого продукта с нагретым газом (конвек­тивный подвод теплоты). Сушка может происходить при атмос­ферном и пониженном давлении. В последнем случае теплота подводится только за счет контакта высушиваемого продукта с нагретой поверхностью путем теплового излучения. Высушива­ние при пониженном давлении применяют для термолабильных продуктов, не выдерживающих интенсивного теплового воздей­ствия.

Сушка замороженных продуктов в глубоком вакууме при от­рицательной температуре (сублимация) происходит в результате прямого перехода воды из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое. При увлажнении такие продукты приходят в со­стояние, близкое к первоначальному. Часто материалы перед сушкой замораживают. В сублимационных сушилках обычно ис­пользуют подвод теплоты к влажному продукту двумя способами: за счет контакта с нагретой поверхностью и теплового излучения. Образовавшийся водяной пар конденсируется в виде льда на по­верхности конденсатора, охлаждаемого низкотемпературным хладагентом.

Увеличение удельной поверхности продукта при сушке позво­ляет интенсифицировать выделение влаги. Для увеличения удельной поверхности жидкие продукты при сушке распыляют, разбрызгивают или создают из них тонкие пленки, а влажные материалы дробят или гранулируют.

Плотность потока теплоты у поверхности влажного продукта при сушке увеличивают следующим образом:

Повышением скорости движения нагретого воздуха возле по­верхности продукта с помощью специальных побудителей;
Ворошением и разрыхлением слоя высушиваемого продукта за счет использования механических ворошителей, создания полу­взвешенного слоя зернистого продукта (путем продувки восходя­щим потоком нагретого воздуха);

Сушкой зернистых материалов в закрученном потоке нагрето­го воздуха.

Для сушки используют молоко, предварительно нормализо­ванное, пастеризованное, гомогенизированное и сгущенное до концентрации сухих веществ 50 %. Такое молоко или молочная смесь представляют собой коллоидную систему. Соли и углеводы содержатся в молоке в состоянии молекулярного раствора, бел­ки—в коллоидном, а жир — в виде эмульсии.

В распылительных сушильных установках молоко диспергиру­ется при помощи вращающихся дисков или форсунок до мелких капель. Вследствие малого размера капель молока (40—50 мкм) поверхность влагообмена достигает 150—250 м3 на 1 м и продол­жительность сушки не превышает 4—6 с. Сушка производится горячим воздухом.

В контактных сушилках молоко высыхает при непосредствен­ном контакте с горячей поверхностью барабанов (вальцов). В за­висимости от конструкции этих установок молоко можно сушить при атмосферном давлении и в вакууме. Температура сушки при атмосферном давлении составляет 110—130 "С, а в вакууме — 60—70 °С. В качестве сушильного агента используют водяной пар, подаваемый во внутреннюю часть вальцов (барабанов) и на­гревающий их. Основное требование к такой сушке — равномер­ное нанесение продукта в виде пленки на горячую поверхность вальцов. При высоких температурах продукт может пригорать в том месте, где он имеет минимальную толщину. Молоко наносят на вальцы наливом, накатыванием валиками и распылением. Два последних способа обеспечивают наиболее равномерный по тол­щине слой продукта на вальцах.