Главная страница Публикации Просмотр информации

А.В. Твердохлеб В маслодельной отрасли промышленности мне пришлось работать с 1980 года. Это было время интенсивной работы молочной промышленности и ее отраслевых научно-исследовательских институтов. В маслоделии гармонично развивались два способа производства сливочного масла: сбиванием сливок и преобразованием высокожирных сливок. Последний метод широкое промышленное применение получил исключительно в отечественном маслоделии с прочно закрепившимся за ним названием “Мелешинский” в честь автора. Благодаря внедрению этого метода удалось увеличить объемы производства сливочного масла и повысить экономическую эффективность его производства. Сущность метода заключается в концентрации жировой фазы продукта до уровня ее содержания в готовом продукте с помощью сепараторов-сливкоотделителей и последующем преобразовании полученных высокожирных сливок (природной эмульсии жир/вода) в продукт с диспергированной влагой и частично затвердевшей жировой фазой путем термомеханической обработки в маслообразователе. В процессе обработки высокожирных сливок в маслообразователе происходит преобразование фаз эмульсии и частичная кристаллизация жира. На выходе из маслообразователя получается вязкий продукт, который после розлива в жесткую упаковку затвердевает и преобразуется в готовый продукт при последующем холодильном хранении. От режимов термомеханической обработки высокожирных сливок в маслообразователе зависит степень дисперсности водной фазы, характер кристаллизации глицеридов молочного жира, степень их переохлаждения и другие свойства. То есть закладывается основа для формирования структуры продукта в статическом состоянии. С.С. Гуляев-Зайцев для характеристики результата работы маслообразователя удачно применил термин “первичное формирование структуры сливочного масла”. Дальнейшее формирование структуры сливочного масла происходит в статических условиях при холодильном хранении после его расфасовки. Метод совершенствовался в течение многих лет. Для преобразования высокожирных сливок первоначально использовался фризер, затем скребковый теплообменник с охлаждением рассолом. Завершающим этапом разработки данного способа — от идеи до промышленного применения — было создание маслообразователя цилиндрического типа марки Т1-ОМ-2Т, который Московский завод молочного оборудования выпускает и до настоящего времени. В нем воплотились основные принципы конструкции предназначенных для этого аппаратов: теплообменник скребкового типа (с подачей промежуточного хладоагента в теплообменную рубашку), который позволяет осуществлять термомеханическую обработку высокожирных сливок, вследствие чего они преобразуются в дисперсию вода/жир с частично закристаллизовавшейся жировой фазой. При создании маслообразователя Т1-ОМ-2Т был разработан принцип действия аппарата, но не дифференцировались режимы работы отдельных его узлов в зависимости от особенностей преобразования продукта на различных стадиях процесса. То есть был разработан принцип преобразования высокожирных сливок в сливочное масло, который заключался в применении механической обработки при охлаждении продукта, а все происходящие при этом стадии его преобразования воспринимались как следствие этой обработки. Целенаправленного воздействия на протекание каждой стадии процесса при этом не осуществлялось. Во ВНИИМСе были проведены исследования процесса преобразования высокожирных сливок в маслообразователе и сделаны первые теоретические выводы о формировании структуры готового продукта, в результате которых совершенствовалась технология продукта, но принципиальные изменения в конструкцию аппарата при этом не вносились. В дальнейшем разработкой конструкции маслообразователей занимались ВНИИЭКИпродмаш (г. Москва) и УкрНИИмясомолпром (г. Киев). В результате исследований, проведенных в этих институтах, был разработан способ производства сливочного масла, который предусматривал две стадии преобразования высокожирных сливок: на первой стадии высокожирные сливки охлаждают до температуры 11-14°С, при этом начинается кристаллизация высокоплавкой группы триглицеридов молочного жира, что вызывает быстрое разрушение эмульсии; на второй стадии осуществляется массовое отвердевание триглицердов молочного жира при интенсивной механической обработке с целью формирования пластичной консистенции. То есть процесс организовывался в две стадии: первая — охлаждение и дестабилизация высокожирных сливок; вторая — первичное формирование структуры сливочного масла. Преимуществом данного метода являлось то, что были применены различные режимы термомеханической обработки в процессе преобразования высокожирных сливок. Применение дифференцированного подхода для подбора оптимальных режимов термомеханической обработки позволило оптимизировать сам процесс и получить более качественный продукт. На основе нового способа производства указанными институтами была разработана конструкция маслообразователей Р3-ОУА, Я5-ОУБ и Я5-ОМД. Конструктивным новшеством этих аппаратов было то, что первая стадия процесса осуществлялась в скребковом теплообменнике пластинчатого типа, а вторая стадия процесса в перемешивающем устройстве цилиндрического типа. Пластинчатые скребковые теплообменники позволяют эффективно охлаждать вязкий продукт за счет развитой поверхности теплообмена, но не пригодны для его интенсивной механической обработки. Поэтому при преобразовании фаз в пластинчатых теплообменниках не обеспечивалось тонкое диспергирование влаги. Эта работа выполнялась в устройстве цилиндрического типа с лопастной мешалкой и отражателями на стенке цилиндра. Такая конструкция позволяет осуществлять интенсивную механическую обработку продукта, но при этом отсутствует возможность его охлаждения. Недостатком данных маслообразователей является то, что “охлаждение и дестабилизация высокожирных сливок” выполняются в одном узле аппарата, и режимы термомеханической обработки продукта при охлаждении высокожирных сливок и при преобразовании в них фаз регулируются взаимосвязано. На практике это означает, что две различающиеся по своей физико-химической сущности стадии процесса выполняются в одном узле аппарата, и режимы их термомеханической обработки нельзя регулировать индивидуально. Например, если необходимо увеличить интенсивность механической обработки на стадии преобразования фаз, то при этом она увеличивается и на стадии охлаждения высокожирных сливок. Одним из нежелательных следствий такого воздействия является частичное разрушение жировой эмульсии на стадии их охлаждения. При таких условиях частичная кристаллизация жира происходит в среде непрерывной жировой фазы, что способствует образованию более крупных кристаллоагрегов и противоречит представлениям об оптимальной структуре сливочного масла. Как правило, в аппаратах (указанных марок) интенсивность механической обработки на стадии преобразования фаз не достаточна для тонкого диспергирования водной фазы и формирования мелкокристаллической структуры продукта. Следствием этого служит возникновение пороков консистенции продукта, в частности — крошливой. Для того чтобы улучшить консистенцию сливочного масла, приходится занижать номинальную производительность аппаратов. Но при этом возникает риск получения сливочного масла с “засаленной” консистенцией, так как излишняя механическая обработка на третьей стадии (формирования первичной структуры продукта) приводит именно к таким нежелательным результатам. Приведенные примеры иллюстрируют ограниченные возможности в оптимизации технологических режимов для указанных аппаратов. Вполне естественным путем для решения указанной проблемы является применение индивидуальных режимов термомеханической обработки продукта на каждой стадии преобразования высокожирных сливок. На мой взгляд, первым, кто практически осуществил применение такой концепции (но не сформулировал при этом теорию процесса), был М.М. Березанский, работа проводилась в УкрНИИмясомолпроме под руководством С.С. Гуляева-Зайцева. Инициирующим мотивом для изобретения М.М. Березанского послужила широкая реклама в эти годы так называемого “дезинтегратора”. Это устройство можно считать разновидностью коллоидной мельницы, и оно позволяет осуществлять интенсивную механическую обработку продукта в течение нескольких секунд. Устройство с такими характеристиками было использовано для осуществления преобразования фаз в высокожирных сливках. В процессе разработки конструкции маслообразователя этот узел претерпел существенную реконструкцию и в конечном виде имел мало общего со своим прототипом, получив название “дестабилизатор” из-за влияния старых представлений о стадийности процесса маслообразования, чтобы подчеркнуть его предназначение для дестабилизации дисперсии высокожирных сливок, а не для обращения фаз. В действительности, режимы работы дестабилизатора были оптимизированы для работы в составе маслообразователя для осуществления преобразования фаз в течение 2-5 сек при удельной мощности механической обработки 1700-3500 Вт/кг. К сожалению, трагический уход из жизни М.М. Березанского на взлете своей творческой мысли не позволяет нам говорить о том, как автор представлял окончательные результаты работы. В то же время особенности конструкции созданного на основе его работ аппарата Я5-ОМС-2 производительностью 2000 кг/час (ведущий конструктор — Н.Н. Сиродан) указывают на то, что он придерживался концепции преобразования высокожирных сливок в маслообразователе в три стадии. Аппарат имеет три основных узла, которые выполняют определенные функции: скребковый пластинчатый теплообменник с умеренной частотой вращения мешалки — для охлаждения высокожирных сливок; дестабилизатор — для преобразования фаз высокожирных сливок; 3 — второй скребковый пластинчатый теплообменник (структурообразователь) с более интенсивным перемешиванием — для формирования первичной структуры сливочного масла. Такая конструкция аппарата позволяет более гибко подобрать режимы термомеханической обработки на каждой стадии процесса. Существенным преимуществом данного маслообразователя является то, что имеется возможность получения продукта, пригодного к поточной расфасовке в брикеты на автоматах типа АРМ. Такая возможность достигается за счет того, что интенсивная механическая обработка с помощью “дестабилизатора” способствует образованию большого количества центров кристаллизации и тем самым увеличивает скорость отвердевания продукта. Помимо этого, более тонко диспергируется водная фаза, что уплотняет продукт за счет сил поверхностного натяжения. Последнее обстоятельство очень важно также при выработке низкожирных видов сливочного масла. Применение интенсивной механической обработки на стадии преобразования фаз позволяет вырабатывать низкожирные виды сливочного масла, при этом не требуется инициализировать процесс с помощью “предшественников” повышенной жирности. В дальнейшем УкрНИИмясомолпромом был создан маслообразователь Я5-ОМС-1 производительностью 1000 кг/час, согласованный по производительности с расфасовочным автоматом АРМ. Процесс преобразования высокожирных сливок в данном аппарате построен так же, как и в Я5-ОМС-2. Автор статьи участвовал при эксплуатационных испытаниях и совершенствовании конструкции маслообразователей Я5-ОМС-2 и Я5-ОМС-1. Надо отметить, что существующие тогда взгляды не поддерживали идею о трех стадиях процесса преобразования высокожирных сливок в маслообразователе, и способ получения сливочного масла формулировался в две стадии. Вполне определенно три стадии преобразования высокожирных сливок при получении сливочного масла были сформулированы при разработке маслообразователей ООО “Тетра-ОТИЧ” марки МСО-100 и более совершенной модификации ТВФ-1. В данных аппаратах процесс преобразования высокожирных сливок в маслообразователе осуществляется в три стадии: 1. Охлаждение высокожирных сливок до температуры, при которой снижается их стабильность, как эмульсии; 2. Преобразование высокожирных сливок в дисперсию обратного типа (вода/жир); 3. Формирование первичной структуры сливочного масла. Каждая стадия процесса осуществляется в отдельном узле маслообразователя с индивидуально подобранными режимами термомеханической обработки. В основе конструкции маслообразователей указанной марки был использован скребковый теплообменник цилиндрического типа. Статьи журнала "Масла и жиры" Замена обычного пальмового жира на полученный с соблюдением принципов устойчивого развития при производстве кондитерской выпечки Принцип устойчивого развития Тема устойчивого развития (см. рисунок) приобретает с каждым днем все ... Оценка влияния жирнокислотного состава биодизельного топлива на его характеристики В последнее время проблема необходимости экономии топлива нефтяного происхождения транспортными двиг... Экспресс-контроль показателей качества и безопасности в растительных маслах Регламентируемыми  показателями безопасности для растительных масел являются  кислотное и перекисно... Электрофизическая интенсификация рафинации хлопковой мисцеллы Масложировая отрасль занимает одно из ведущих мест в структуре пищевой промышленности Республики У... Обжаривание мучных изделий во фритюре. Механизмы впитывания жира В предыдущей статье (2014, № 1–2) были рассмотрены общие механизмы впитывания жира продуктом при об... Экологические и инновационные способы экстракции: безопасный подход к производству вместе с ООО «Агросалон-Ч» ООО «Агросалон-Ч» – одна из крупнейших инжиниринговых компаний, занимающаяся проектированием, строит... Об институте жиров и его старейшем отделе – отделе производства растительных масел После окончания Краснодарского политехнического института в 1972 году я получил направление на работ... Реальность и перспективы применения пищевых красителей в производстве масложировых продуктов Современное промышленное производство пищевых продуктов, в том числе и масложировых продуктов, нево...