Охлаждение, очистка и хранение молока в танках охладителях

После дойки молочному сырью необходима первичная обработка в танке охладителе молок. 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 в молокоперерабатывающих предприятиях. Часто переработать весь объём невозможно, нужны молочные танки охладители молока. 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, танки охладители молока 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, без танка охладителя молока, 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 такие танки охладители молока используются для предварительного охлаждения, снижая температурный режим молока на 3 градуса выше хладагента. Второй вид молочных танков  – 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 – ванны. Молочные танкеры в разных режимах быстро охлаждают до 4 гр, поддерживают температуру в течение трёх суток. Остывает свежее сырьё в танке охладителе молока за 3 часа, сохраняя все свойства.

Назначение танка охладителя молока

Зачем производить первоначальную обработку молока в танках охладителях? 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 в танке охладителе молока? 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 без охлаждения в танках охладителях молока, 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, без охлаждения в танке охладите молока, 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 или в молокоприёмных пунктах, 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 в танке охладителе молока, 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 в танке охладителе молока 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 охладителе молока 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 в танках охладителях молока, 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 в танке охладителе 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 охладителях молока. Естественные методы недопустимы - при такой обработке молокопродукт нагревается до 90 градусов. Остывание естественными методами, без танка охладителя молока, медленное, микробы успевают распространиться до недопустимых показателей.

Технология остужения молочных продуктов в танках

Молокоохладители с ККУ имеют одинаковый принцип работы. Хладагент направляется в испаритель танка охладителя молока, где контактирует с сырьём (остывает через непосредственный контакт или промежуточный хладоноситель). В танке охладителе молока снижается температура за счёт изменения агрегатного состояния хладагента, поглощается его теплота. Затем хладагент перемещается в конденсатор с компрессором молокоохладителя, 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 танков охладителей молока открытого типа с непосредственным охлаждением имеют недостатки. Основной - время остывания сырья до 4 гр около 3 часов. Поэтому предприятия используют танкеры охладители молока 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 (генераторы ледяной воды) 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 танков охладителей молока не опасны для человека, пожаробезопасны, не образуют легковоспламеняемых, взрывчатых веществ. Запрещены некоторые фреоны для использования в танках охладителях молокаиз-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 танки охладители молока. Они бывают в виде вертикально расположенного цилиндра, горизонтально расположенного полукруга. Первые вмещают до 2000 литров молока, вторые до 5000 литров. Танки охладители молока с ККУ. Верхняя крышка откидывается полностью, охлаждается загруженное сырьё с большими тратами энергии. При небольших объёмах производства это незаметно, цена меньше. Промывается охладитель молока 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 охладители молока, 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 танка охладителя молока. Вода, забравшая тепло молока, стекает к испарителю, где вновь замерзает, и опять направляется к ёмкости. Вид системы молокоохладителя со льдоаккумулятором. В её состав входят предварительный проточный теплообменник и охладитель молока. Распространённые теплообменники танков охладителей молока проточного типа - пластинчатые. Холодную воду, свежевыдоенное молоко направляют в противотоке в смежных каналах между пластин. Используются в танках охладителях молока 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 охладитель – 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.