Нормализация молока

Нормализацию молока по массовой доле жира, сухих веществ или сухих обезжиренных веществ, а также белка проводят с целью получения молочных продуктов стандартного состава.

По массовой доле жира молоко нормализуют при производстве всех молочных продуктов, кроме нежирных, а также тех, которые вырабатывают из цельного молока. В соответствии с Федеральным законом «Технический регламент на молоко и молочную продукцию» цельное молоко – молоко, составные части которого не подвергались воздействию посредством их регулирования.

По массовой доле белка молоко нормализуют при производ­стве продуктов, у которых белок является нормируемым показателем.

По массовой доле сухих или сухих обезжиренных веществ мо­локо нормализуют при производстве некоторых молочных продуктов (молочных консервов, сыров, молочных продуктов с повышенной долей сухих обезжиренных веществ).

Нормализацию молока по массовой доле жира выполняют периодическим или непрерывным способами.

Нормализация молока периодическим способом.При перио­дическом способе нормализации молока по массовой доле жира в ре­зервуаре смешивают определенное количество цельного молока с рассчитанным количеством обезжиренного молока или сливок в за­висимости от массовой доли жира в нормализованном молоке.

Уравнения материального баланса, описывающие данный про­цесс, имеют вид:

при нормализации цельного молока обезжиренным молоком –

М_н.м = М_ц.м + М_о.м;

М_н.м ∙ Ж_н.м = М_ц.м∙ Ж_ц.м + М_о.м ∙ Ж_о.м;

при нормализации цельного молока сливками –

М_н.м = М_ц.м + М_сл ,

М_н.м ∙ Ж_н.м = М_ц.м ∙ Ж_ц.м + М_сл ∙ Ж_сл,

где М_н.м, М_ц.м, М_о.м, М_сл – масса нормализованного, цельного, обез­жиренного молока и сливок, кг; Ж_н.м, Ж_ц.м, Ж_о.м, Ж_сл – массовая доля жира в нормализованном, цельном, обезжиренном молоке и слив­ках, %.

Исходя из этих формул, массу обезжиренного молока или сли­вок, необходимых для нормализации, рассчитывают следующим об­разом:

;

.

При расчете массы нормализующих компонентов на практике пользуются графическими методами – треугольником Баркана и квадратом Пирсона.

При расчете по треугольнику в его вершинах записывают мас­совую долю жира компонентов, входящих в уравнение материаль­ного баланса. Например, при нормализации цельного молока обезжи­ренным молоком в вершинах треугольника записывают М_н.м, М_ц.м, М_о.м ; при нормализации сливками – Ж_н.м, Ж_ц.м, Ж_сл.

На внешних сторонах треугольника указывают разности ме­жду большим и меньшим содержанием жира компонентов, записан­ных в прилегающих вершинах, а на внутренних сторонах треуголь­ника массу компонентов, массовая доля жира в которых записана в противолежащих вершинах.

Например, Ж_н.м < Ж_ц.м, тогда М_н.м = М_ц.м + М_о.м. Заполняем треугольник (см. рис. 2.9).

Ж_н.м

Ж_ц.м – Ж_н.м Ж_н.м – Ж_о.м

М_о.м М_ц.м

М_н.м

Ж_ц.м Ж_о.м

Ж_ц.м – Ж_о.м

Рис. 2.9. Расчетный треугольник Баркана

Из треугольника составляем пропорцию в соответствии с пра­вилом расчетного треугольника: отношение внутренних сторон к внешним – величина постоянная. Для полученного треугольника:

.

Если М_ц.м известна, то, объединяя члены пропорции попарно, выводим расчетные формулы для М_о.м и М_н.м.

При расчете по квадрату в центре его записывают М_н.м. По уг­лам квадрата с левой стороны – массовую долю жира в компонентах: Ж_ц.м и Ж_о.м – при нормализации обезжиренным молоком и Ж_ц.м и Ж_сл – при нормализации сливками. В углах с правой стороны квадрата указывают разности по диагоналям между большей и меньшей вели­чинами. Эти разности показывают количественное отношение между компонентами смеси: Ж_ц.м и Ж_о.м , Ж_ц.м и Ж_сл.

Например, Ж_н.м < Ж_ц.м, тогда М_н.м = М_ц.м + М_о.м. Квадрат имеет вид (см. рис.2.10):

Ж_ц.м Ж_н.м – Ж_о.м

Ж_н.м

Ж_о.м Ж_ц.м – Ж_н.м

Рис. 2.10. Расчетный квадрат Пирсона

Если известна масса смеси и необходимо определить массу ее компонентов, то суммируют полученные разности в правой части квадрата, например:

Ж_н.м – Ж_о.м + Ж_ц.м – Ж_н.м = Ж_ц.м – Ж_о.м.

Затем записывают соотношение:

, из которого

.

Нормализация молока непрерывным способом (в потоке).Непрерывный способ предусматривает нормализацию состава молока на сепараторе-сливкоотделителе с нормализующим устройством. Цельное молоко сепарируют с разделением на сливки и обезжирен­ное молоко, которые смешивают в нормализующем устройстве сепа­ратора в пропорциях, необходимых для получения определенной массовой доли жира в нормализованном молоке. При этом из сепара­тора отводят остаток либо обезжиренного молока, либо сливок в за­висимости от массовой доли жира в цельном и нормализованном мо­локе (рис. 2.11).

Рис. 2.11. Схема нормализации с применением сепаратора

сливкоотделителя, снабженного нормализующим устройством:

а – при Ж_ц.м > Ж_н.м; б – при Ж_ц.м < Ж_н.м

Если требуемая массовая доля жира в нормализованном мо­локе меньше, чем в цельном исходном молоке, то из сепаратора от­водят нормализованное молоко и избыток сливок.

В этом случае процесс можно описать следующим уравнением материального баланса:

М_ц.м = М_н.м + М_сл или М_н.м = М_ц.м – М_сл.

Массу нормализованного молока и массу сливок, которую не­обходимо отобрать от цельного молока, можно найти с помощью расчетного треугольника Баркана:

;

;

.

Если требуемая массовая доля жира в нормализованном мо­локе больше, чем в цельном исходном молоке, то из сепаратора отво­дят нормализованное молоко и остаток обезжиренного молока.

Материальный баланс нормализации в этом случае выглядит следующим образом:

М_ц.м = М_н.м + М_о.м или М_н.м = М_ц.м – М_о.м.

Массу нормализованного и обезжиренного молока можно найти с помощью расчетного треугольника Баркана:

;

;

.

Нормализацию молока по сухим веществам проводят путем добавления к исходному молоку сухого или сгущенного обезжирен­ного молока в соответствии с уравнениями материального баланса. При определении массы сухого молока (М_с.м) учитывают его растворимость и содержание влаги:

М_с.м = 100 ∙ М / Р,

где М – масса сухого молока по рецептуре, кг; Р – растворимость сухого молока, %.

Особенности нормализации молочного сырья при производстве различных молочных продуктов рассматриваются в рамках дисциплины «Технология продуктов животного происхождения».

Контрольные вопросы:

1. С какой целью проводят нормализацию молока?

2. Какими способами проводят нормализацию молока?

3. Приведите расчетные формулы нормализации молока по массовой доле жира.