Молочная сыворотка после получения независимо от того, как она будет в дальнейшем использована, должна подвергаться обработке одним или несколькими способами. На рис. 2.1. показаны основные способы и направления использования молочной сыворотки.

Рисунок 2.1.

Рисунок 2.1. – Методы обработки и направления использования молочной сыворотки

Тепловые методы

Тепловые методы используются для охлаждения молочной сыворотки с целью сохранения ее качества при временном хранении, подогрева сыворотки с целью пастеризации, выделения сывороточных белков, проведения некоторых других технологических процессов.

2.1.1. Охлаждение. В значительной мере предотвращает развитие нежелательных микробиологических процессов при временном хранении сырья и продуктов, в частности в случаях, когда их пе­реработка, использование или реализация задерживаются.

Охлаждение необходимо проводить немедленно после получе­ния молочной сыворотки или после ее сепарирования, не допус­кая обсеменения посторонней микрофлорой.

Для охлаждения можно использовать охладительные установ­ки любой конструкции (рис. 2.2.). Охлаждение непосредственно в танках дает гораздо меньший эффект, так как протекает мед­ленно и затягивается на длительное время, в течение которого в сыворотке происходят нежелательные процессы, приводящие к снижению ее качества.

Наилучшие результаты дает охлаждение в сочетании с пастеризацией (см. разд. 1.2.).

Рисунок 2.2.

Рисунок 2.2. – Общий вид пластинчатой пастеризационно-охладительной установки мар­ки А1-ОКЛ-10:

1 - штуцер выхода молока из секции регенера­ции; 2 - станина; 3 - секция пастеризации; 4 - штуцер входа молока в секцию пастеризации: 5 - штуцер выхода молока из аппарата; 6 - штуцер входа ледяной воды; 7- зажимной механизм; 8 - ножка; 9 - секция охлаждения; 10 - штуцер входа молока в секцию охлажде­ния; 11 - штуцер выхода молока из секции пастеризации; 12 - секция регенерации; 13 - штуцер входа сырого молока в секцию регене­рации

2.1.2. Пастеризация. Процесс па­стеризации молочной сыворотки в боль­шинстве случаев об­условлен необходимостью подавить развитие нежелательной микрофлоры. Источ­никами микрофлоры могут быть специально вводимые закваски при производстве основного продукта; возможно также обсеменение посто­ронней микрофлорой при сборе и хранении молочной сыворотки.

Кроме того, при пастеризации подсырной сыворотки инактивируются остатки сычужного фермента, присутствие которого в ряде слу­чаев при дальнейшей переработке молочной сыворотки нежелательно. Пастеризация и высокотемпера­турный нагрев (температура и про­должительность) молочной сыво­ротки обусловлены требованиями технологического процесса произ­водства продукта или полуфабрика­та. Для молочной сыворотки этот процесс имеет некоторые особенно­сти в сравнении с цельным или обезжиренным молоком. Это обус­ловлено тем, что при температуре, начиная с 60—65°С (порог тепловой денатурации сывороточных белков) и выше, в пластинчатых пастеризаторах на греющих по­верхностях интенсивно образуется трудноудаляемый пригар. По­этому на практике рекомендуется использовать трубчатые пасте­ризационные установки (рис. 2.3.) которые легко поддаются раз­борке для ручной чистки. Они выпускаются производительностью от 300 до 10000 л/ч. В этих аппаратах сыворотку целесообразно подогревать до температуры не более 60—65 °С. Для подогрева до более высокой температуры используется непосредственный ввод пара (при необходимости через специальные фильтры). Таким образом производят нагрев сыворотки до температуры 93±2°С для коагуляции сывороточных белков в процессе производства мо­лочного сахара. Молочную сыворотку подогревают в две стадии: до 60—65 °С в трубчатом подогревателе и направляют в резервуар (ванну) для отваривания альбумина (рис. 2.4.), а затем путем подачи пара через паровой барботер. Подогрев сыворотки лишь путем прямой подачи пара через барботер нежелателен, так как при этом сыворотка разбавляется паровым конденсатом, что в дальнейшем приводит к увеличению времени и затрат энергии на ее выпаривание, а следовательно, и к увеличению себестоимости конечного продукта.

Рисунок 2.3.

Рисунок 2.3. – Трубчатая пастеризационная установка: 1 – трубчатый пастеризатор; 2 – насос; 3 – пластинчатый генератор

Расчеты показывают, что при нагревании 1 т сыворотки в диа­пазоне температур от 20 до 95 °С и при давлении пара 0,3 МПа путем прямой подачи пара в продукт попадает до 120 кг влаги в виде конденсата. Предварительный нагрев сыворотки до 60 °С в трубчатом теплообменнике позволяет снизить количество вводимой влаги до 50 кг.

Рисунок 2.4.

Рисунок 2.4. – Резервуар (ванна) для отваривания альбумина: 1 - резервуары для хранения коагулянта; 2 - привод; 3 - подогреватель: 4 - корпус; 5 – мешалка

Пастеризацию молочной сыворотки на практике проводят по одному из режимов: низкотемпературному (медленному), то есть при температуре 63—65 °С с выдержкой 30 мин, или быстрому при температуре 72 °С с выдержкой 15—20 с.

Оба метода имеют свои преимущества и недостатки. При па­стеризации по первому режиму не происходит интенсивного обра­зования пригара на греющих поверхностях пастеризационных ап­паратов, однако метод требует значительных затрат времени или дополнительных емкостей для выдержки сыворотки при темпера­туре пастеризации. При пастеризации по второму режиму про­цесс происходит достаточно быстро, однако требуется более ча­стая чистка пастеризационных установок от пригара. Тот или иной метод пастеризации молочной сыворотки используют в за­висимости от конкретных условий на производстве.

В настоящее время ведутся поиски по созданию конструкции пастеризаторов, позволяющих проводить высокотемпературную пастеризацию или подогрев сыворотки без образования пригара на его греющих поверхностях.