procesarea industriala a laptelui

43
Prof. dr. ing CONSTANTIN §ef lucrari. drd. CAMELIAVIZIREANU ALA Ul EDITURATEHNICA

Upload: ion-nicolae-madalin

Post on 19-Feb-2015

1.267 views

Category:

Documents


119 download

TRANSCRIPT

Page 1: Procesarea Industriala a Laptelui

Prof. dr. ingCONSTANTIN

§ef lucrari. drd.CAMELIAVIZIREANU

ALAUl

EDITURATEHNICA

Page 2: Procesarea Industriala a Laptelui

Procesul tehnologic de obtinere a laptelui de consum pasteurizat are locdupa schema prezentata ?n fig. 9.1.

9.1. RECEPTIA CANTITATIVA §l CALITATIVA ALAPTELUI MATERIE PRIMA

Intreaga cantitate de lapte care intra in fabrica trebuie receptionatacantitativ prin metode gravimetrice sau volumetrice. Masurarea cantitatii de lapteprin metode gravimetrice are avantajul ca greutatea laptelui nu este influentata detemperatura, dar prezinta dezavantajul caracterului discontinuu si costului ridicat-alaparaturii. Masurarea gravimetrica se poate face cu ajutoru! bascule! romane - podpentru vehiculul rutter pe care se realizeaza cantarirea statica a vehiculelor rutierecu sarcina maxima de 30 de tone, cantitatea de lapte receptionat rezuitand prindiferenta dintre masa totala si masa proprie a autocisternei. Un alt mijloc decantarire a laptelui este bascula semiautomata cu rezervor, in care caz lapteieadus in fabrica cu bidoane sau autocisterne este golit In bazinul cantarului,citindu-se pe un cantar cantitatea Tn kilograme. Receptionarea volumetrica sepoate face discontinuu prin verificarea umplerii bidonului pana la semn si,respectiv, cu ajutorul unei stangi gradate ce se introduce Tn fiecare compartiment alcisternei. In flux continuu, masurarea volumetrica se face cu precizie cu ajutorulgalactometrelor care pot fi cu pistoane de rostogolire si cu piston excentric oscilant.Aceste galactometre mregistreaza pe cadran cantitatea de lapte Tn litri ce trece princamera dispozitivului volumetric utilizat, Pentru evitarea erorilor de masurare lafolosirea gaiactometrelor, este necesar sa se evite patrunderea aerului Tnconductele de transport, iar temperatura laptelui sa fie < 60 °C. Galactometrelefolosite la noi Tn tara asigura debite de 1500 - 15 000 l/h, eroarea de masurarefiindde±0,^ %.

Page 3: Procesarea Industriala a Laptelui

Receptia cantitativa §i calitativa a laptetui materie prima 117

Receptie calitativa

Dezodorizare

examinarea iaptelui din punct de vederesenzoria!, fizico-chimic $/ microbiotogicsortare

Receptie cantitativa

gravimetric sauvolumetric

Cur5ttre de impurit3ti • R3cire-Depozitare

filtrare

centrifugare

INormalizare -* Omogenizare (facuftativ)

Paste uriza re

RScire

Depozitare in tancuri

Ambalare

Depozitare frigorificS

Expediere

Fig.9.1. Schema tehnologica de obtinere a laptelui pasteurizat de consum.

Receptia calitativa a laptelui sosit in fabrica se face pe baza_aprecierilorsenzoriaie (observarea gradului de jmpurificare, culoare, vascozitaie, miros, gust)§i a analizelorde laborator (densitate, grad de impurificare, aciditate, continut degrasime si proteine ale lapteiui). Se controleaza si temperatura laptelui sosit' infabrica, care nu trebuie sa depaseasca 10 ... 12 °C. In general, in yederea obtineriilaptelui de consum, materia prima trebuie salndeplineasca urmatoarele conditii:

- sa prezinte proprietati senzoriaie normale;- sa aiba un grad de prospetime ridicat cu aciditate de maximum 20 °T,

astfei meat sa reziste te tratament termic;- sa corespunda normelor In vigoare din punct de vedere al compozitiei

chimice;- sa nu contina substante conservante, neutralizante sau alte substante

straine.

Page 4: Procesarea Industriala a Laptelui

118 Tehnologia laptelui de consum

Dupa receptia cantitativa/calitativa, laptele poate fi trecut direct laprelucrare, iar ?n caz contrar se raceste si se depoziteaza pana la intrarea infabricate, dupa ce In prealabii este supus curatirii.

9.2. CURATIREA LAPTE

Curatirea Tn fabrica" se face Tn scopul eliminarii impuritatilor ramase in laptedupa filtrarea acestuia In zona de producere si la colectarea lui Tn centrelerespective.

Curatirea Tn fabrica se realizeaza Tn urmatoarele etape:- la golirea bidoanelor si cisternelor Tn bazinul de receptie ai cantarului,

cand laptele este trecut prin tifon Tmpaturit Tn patru straturi, fixat pe rama, tifon careapoi se spala, se dezinfecteaza prin fierbere si clatire cu apa clorinata si, apoi, esteuscat;

- la golirea bazinului de receptie prin folosirea de filtre de conducts Tnvarianta drept si cu cot.

Procedeul eel mai eficace de curatire a laptelui este Tnsa curatireacentrifugala care se bazeaza pe diferenta dintre greutatea specifica a laptelui si aimpuritatilor. Se realizeaza, totodata, si Tndepartarea leucocitelor din lapte precumsi, partial, a microorganismelor. Tn toba curatitoarelor centrifugate, namolul sedepoziteaza la periferia tobei, Tn timp ce laptele este evacuat prin parteasuperioara" a tobei. Curatitorui centrifugal se diferentiaza de separatorui desmantana prin urmatoarele:

- numarul de talere este mai redus;- distanta dintre talere este mai mare;- talerele nu prezinta orificii;- spatiul dintre toba si carcasa este mai mare §i aici se aduna namolul.De regula, se rnonteazS doua curatitoare Tn paralel, pentru a se Tndeparta

namolul din toba dupa doua trei ore de functionare, fara a se Tntrerupe fluxuitehnologic. Exista §i curatitoare centrifugale cu descarcare automata a namoluluipe masura acumularii lui.

Curatitoarele centrifugale lucreaza un timp mai Tndelungat daca iapteleeste rece (4 °C) decat daca laptele este cald (~ 50 .°C), de§i curatirea este maieficienta dacatemperatura laptelui este de 35 ... 65 °C.

Realizarea separarii optime se obtine la o turatie a tobei de 4000 -7000 rot / min si numai daca Tn prealabii laptele a fost filtrat.

Dupa modul de realizare a alimentarii §i evacuarii, curatitoarelecentrifugale pot fi: deschise (alimentarea si evacuarea se reaiizeaza Tn contact cuatmosfera); semiermetice (alimentarea Tn contact cu atmosfera sub influentapresiunii hidrostatice a lichidului, iar evacuarea laptelui curatat se face princonducta, sub influenta presiunii imprimate de forta centrifuga); ermetice(alimentarea §i evacuarea se face Tn sistem Tnchis, sub presiune).

Dupa modul de evacuare a namoiului, curatitoarele pot fi: cu descarcarediscontinue (dupa demontarea tobei); cu descarcare automata discontinue: cuevacuare continua a namolului.

Page 5: Procesarea Industriala a Laptelui

Racirea laptelui 119

9.3. RACIREA LAPTELUI

Daca iapteie nu se prelucreaza imediat dupa receptia cantitativa / calitativasi filtrare, acesta se raceste la 2 ... 4 °C si se depoziteaza" in tancuri izotermeorizontale sau verticale cu capacitate mica (500 - 2500 I), medie (5000 - 15 000 I)si mare (25 000 - 100 000 i). Aceste tancuri trebuie sa corespunda urrnatoarelorcerinte:

- materialul din care este confectionat tancu! izoterm sa fie inactiv fata delapte (inox, polstif);

- sa realizeze o izolare termica buna (cresterea de temperatura maxima3 °C / 24 h la o temperatura exterioara de + 25 °C);

- sa fie perfect neted la exterior si la interior;- sa nu contina unghiuri sau curbe mici, care acumuleaza resturi de lapte

si nu permit o spalare buna;- golirea sa se realizeze perfect, fara a ramane resturi;- agitarea laptelui sa se faca lent si uniform;- sa permita controlui nivelului lapteiui, a! temperaturii acestuia si

recoltarea probelorln conditii aseptice;- sa nu fie deformabil atunci cand se umple cu iapte;- sa poata fi vizitat Tn interior pentru inspectia igienizarii.Atat dispozitivul de agitare cat si eel de antrenare trebuie sa fie capsulate

pentru a nu permite impuritatilorsi aerului sa ajunga Tn lapte.Caracteristicile tancurilor orizontale si verticale sunt aratate Tn tabelele 9.1

si 9.2.

Tabelui 9.1

Caracteristicile tancurilor verticale

Caracteristici

Capacitate, I

Numar agitatoare, buc.

Temperature Saptetui depozitat, °C

Schimbarea temperaturii laptelui fntanc, °C/24 h

Puterea motorului agitatorului, kW

Turatie agitator, ture / min

Diametru! elicei agitatorului, mm

Racord de alimentare, mm

Racord de evacuare, mm

Masa neta, kg

Tipul

TTIV-2,5

2500

1

2-6

3-5

1

750

180

DN50

DN 50

600

TTIV-10

10000

1

4-6

3 -5

1

750

180

DN 50

DN 50

1 760

TIV-30

30000

2 (la nivelurid if e rite)

6-10

1

2,3

920

180

DN 60

DN 50

2290

Page 6: Procesarea Industriala a Laptelui

120 Tehnologia laptelui de consum

Tabelul9.2

Caracteristicile tancurilor orizontale

Caracteristici

Capacitate, I

Putere electromotor, kW

Racord de alimentare, mmRacord de evacuare, mm

Masa neta, kgDimensiuni de gabarit, mm

Tipul

TTI-5

5000

1,1DN50

DN50

1 7903 190 x 1 858 x

2500

TTI-10

10000

1,1DN50

DN50

24404630x2 158 x

2900

TTI-15

15000

1,1DN50

DN50

28754 620 x 2 552

X3200

9.4. NORMALIZAREA LAPTELUI

Prin normalizarea laptelui se Tntelege operatia prin care taptele este adusla procentul de grasime don't. Normalizarea laptelui se poate face pe doua cai: princre§terea sau mics.orarea continutului de grasime.

Cre§terea continutului de grasime se realizeaza prin: ;; "- adaugarea de smantana proaspata" in lapte;-. amestecarea unui lapte cu un continut de grasime mai scazut cu altul

mai gras.Scaderea continutului de grasime se realizeaza prin;- extragerea unei cantitati de grasime din lapte;- amestecarea laptelui integral cu lapte smantanit.Calculul normalizarii laptelui se face prin metoda patratului lui Pearson sau

pe baza unui bilantde materiale.Normalizarea laptelui trebuie Tntotdeauna precedata de analiza laptelui din

punct de vedere al continutului de grasime.fn cazul folosirii patratului lui Pearson se pot Tntalni doua situatii:- cantitatea de lapte normalizat este mai mare decat cantitatea de materie

prim a;- cantitatea de lapte normalizat este egala cu cantitatea de materie prima.Exemple .pentru primul caz:

a) sa se normalizeze 1 200 I lapte cu 3,2 % grasime la 2,5 % grasime prin adaos de laptesmantanit cu 0,1 % grSsime:

3,2 2,4 —* Nr. parti lapte integral folosit pentru normalizare.

2,5

3,10.73,1

Nr. parti lapte smantanit folosit pentru normalizare

Page 7: Procesarea Industriala a Laptelui

Normalizarea laptelui 121

1 200 2,4x 0,7

x = — = 350 I lapte cu 0,1 % grasime .2,4

Cantitatea de lapte normalizat va fi:/_„ = L + L«Ln = U + Ls

Ln= 1200 + 350= 1550 I iapte normalizat cu 2,5 % grasime.

b) sa se obtina iapte de consum cu 2 % grasime dintr-o cantitate de 2480 I lapte integralcu 3,7 % grasime §i un iapte cu continut de 1,5 % grasime:

3,7 0,5 -> Nr. parti lapte integral cu 3,7 % grasime folosit pentru normalizare*^ _x

152,2

\7 -* Nr. parti lapte cu 1,5 % grasime folosit pentru normalizare

2,2

2480 0,5x 1,7

0400 -i 7x -JiL _ 843 / /ante cu 15% grasime ce trebuie folosit la normalizare.

0,5

Cantitatea de lapte normalizat va fi:Ln = 2480 + 843 = 3323 I lapte cu 2 % grasime.

Exemplu pentru eel de a! doilea caz, cu folosirea patratului lui Pearson: avem iadispozitie 2480 I lapte integral cu 3,7 % grasime sj lapte cu 1,5 % grasime. Se cere sa seafle ce cantitate de lapte cu 3,7 % grSsime sj cu 1,5 % grasime sunt necesare pentru aobtine 2480 I lapte normalizat la 2 % grasime.

3,7 0,5 -* Nr. parti lapte integral cu 3,7 % grasime

1,t> 1,7 —» Nr. parti lapte cu 1,5 % grasime2,2 2,22 480 : 2,2 = 1 127,2 —> valoarea unei singure parti1 127,2 - 0,5 = 563,6 I lapte cu 3,7 % grasime1 127,2 • 1,7 = 1 961.21 iapte cu 1,5% grasime

2 480,0 I lapte cu 2 % grasime ^

In cazu! folosirii biiantului de materiale sj aici ne putem afla in doua situatii;a) normalizarea laptelui de la un continut mai ridicat de grasime, la un continut mai scazut

de grasime prin adaos de lapte smantanit;b) normalizarea iaptelui de la un continut mai scazui de grasime ia un continut mai ridicat,

corectarea continutului de grasime reatizandu-se prin adaugarea unei anumite cantitatide smantana sau lapte mai gras.

Exemple de calcul pentru primul caz:a) sa se obtina 1 600 I iapte normalizat cu 2,7 % grasime din lapte integral cu 3,7 %

grasime sj iapte smantanit cu 0,1 % grasime.

Page 8: Procesarea Industriala a Laptelui

122 Tehnoiogia laptelui de consum

Ln - L, + Ls bilant cantitativ2JLn = 3,7 Li+ 0,1/.s bilant de grasime

Se rezolva sistemul de doua ecuatii cu doua necunoscute.

Ln ~ Li + Ls r Li - Ln- Ls f Li = Ln ' Ls

H2,7Ln = 3.7Z., +0,U5 [2,7Ln =3,7(Ln-Ls) + 0,1 Ls [ 2,7Ln=3,7Ln-3JLs + 0,U5

= L- +

3.7/.S - 0,US = 3,71,, + 2,7 tn 3,6 Ls = Ln

in = /./ +

L* =3.6

: 3,6 = 444,41

L,-=1 600-444,4 = 1 155,61

Ls = 444,4 I

b) se considera un caz de normalizare, in care laptele normalizat rezulta din amestecul adoua cantitati de lapte cu procente de grasime diferite.

Exemptu. Se dores.te a se obtine un lapte normalizat cu 3,4 % grasime dinamestecul unui lapte cu 2,5 % grasime ?i 670 I lapte cu 4 % grasime.

L-\ lapte cu 2,5 % grasime;/_2 = iapte cu 4 % grasime;

^ = 2,51! -M/.2+ L2) = 2,5Li +412

3,4L2 = 2,5Li + A L2

2.5/.1 =4/.2-3,4/.2

0,9 /.i= 0,6 /.2

. k . 4465,

/.„ = 690 + 441,6 = 1116,6 I.

c) se doreste a se obtine 480 I lapte normalizat, cu 1,2 % grasimej din lapte integral cu3,5 % grasime, prin extragerea grasimii (smantana cu 30 %) din laptele integral.

/ = / -— 9i~n '-i °/n

1 9i - ^ *)/ - + ?n ^\ O,Oi-/ vJW *-Jfr)

0 1,1 = 9fi ^^Z.pi-n *iu,uom

= Ln- Sm 1,2Ln =3,5Ln+3,5S<r>

,2Ln = 3,5(/.n + Sm) - 30 Sm 1 ,2/.n -3,5Ln =3,5Sm -30S

26.5 26.5

Ln — L, — Om

^=521-41,6 =In toate exempiele date, ia bilantul de materiale, proba exactitatii calcuiului se

poate dovedi prin efectuarea bilantului in unitati de grasime:

Page 9: Procesarea Industriala a Laptelui

Normalizarea laptelui 123

Pentru problema a)

2,7- 1600 = 3,7- 1155,6 + 0,1 • 444,44320 = 4275,72 + 44,444320 = 4320

Pentru problema b)

4 - 6 7 03,4- 1116,6 = 2,5-446,63796,44 = 1116,6 + 26803796,44 = 3796,44

Pentru problema c)

t2-480 = 3,5-521,6-30-41,6576 = 576

Normalizarea laptelui impiica, deci, folosirea unor utilaje de separare agrasimii in vederea obtinerii de lapte smantanit care trebuie sa se amestece culapte integral In proportii stabilite prin patratul lui Pearson sau prin calcul. Lapteiesmantanit se obtine prin separarea grasimii dintr-o anumita cantitate de iapteintegral. Separatoarele de grasime au tobele prevazute cu talere tronconice, larandul lor prevazute cu orificii. Viteza de separare In camp centrifugal este data derelatia:

,18 ' 11

Tn care: vs este viteza de separare a grasimii, In m / s;d - diametrul globulei de grasime, Tn m;n - turatia tobei separatorului, Tn rot /s;R - raza medie a tobei separatorului, Tn m;pi - masa specifica a plasmei laptelui, Tn kg / m3;p2 - masa specifica a grasimii laptelui, in kg / m3;T| - vascozitatea dinamica a laptelui, Tn kg.s / m2.

Din relatia mentionata rezulta ca viteza separarii este determinate decaracteristicile globulei de grasime (d si p2), de caracteristicile plasmei (p-\i rj).Raportul pi - p2 / TI este dependent de temperatura. La cresterea temperaturii,vascozitatea se rnicsoreaza si cre§te viteza de separare. Temperatura de separare- 40 °C. Dublarea razei tobei conduce la dublarea vitezei de separare. Dublareaturatiei to!?ei duce la cresterea de 4 ori a vitezei de separare.

Separarea grasimii din iapte este influentata de: calitatea laptelui, calitateaseparatorului, debitu! de iapte.

Lapteie cu impuritati sau cu aciditate mare se degreseaza greu, deoareceparticulele de impuritati si particuiele de cazeina .precipita pe peretii 'tobeiTmpiedicand circulatia norrnala a lapteiui, ceea ce impiica oprirea si spalareaseparatorului mult mat des. Uniformitatea spatiilor dintre talere si echilibrarea tobei

Page 10: Procesarea Industriala a Laptelui

124 Tehnologia laptelui de consum

separatorului influenteaza mult separarea globulelor de grasime. Cand spatiiledintre talere nu sunt egale sau toba vibreaza, se micsoreaza debitul de grasimeseparat. Micsorarea debitului de lapte duce la cresterea procentului de grasime dinsmantana.

9.5. OMOGENIZAREA LAPTELU

Procedeele moderne de obtinere a lapteiui de consum includ si faza deomogenizare prin care se urmareste stabilizarea emulsiei de grasime, evitandu-seastfel separarea grasimii !a suprafata laptelui In cursul depozitarii acestuia.

Practice omogenizarii consta Tntr-o maruntire avansata a globulelor degrasime de la <$med 5 - 9 \i la 0,75 - 1jj. (maximum 2 fa), ceea ce Tnseamna oscadere de 100 de ori a vitezei de separare a grasimii Tntrucat:

18

In care: vs este viteza de separare a globulelor de grasime, Tn m /s;d- diametrul globulei de grasime, Tn m;71 -greutatea specifica a plasmei laptelui, ?n kgf/m3;v2 - greutatea specifica a globulei de grasime, Tn kgf / m3;r| - vascozitatea dinamica a laptelui, Tn kg.s / m2;g - acceleratia gravitational^, Tn m / s2.

Gradul de omogenizare GO se poate determine cu relatia:

Tn care: a este continutul de grasime din stratul superior (lapte aflat Tn cilindrulgradat);b - continutul de grasime Tn laptele aflat Tn stratul mijlociu.

Procesul de omogenizare a globulelor de grasime are loc Tritr-o fractiunede secunda, el rea!izandu-se Tn urmatoarele faze:

- alungirea globulei initiale de grasime;- gatuirea globulei de grasime alungite Tntr-un lant care este format din

globule mai mici, urmata de fragmentarea iantului de globule in globule separate;- dispersarea globulelor mici de grasime Tn plasma laptelui.Alungirea globulelor de grasime apare, ia intrarea lapteiui Tn omogenizator,

ca o consecinta a vitezei de intrare a produsului.Faza a doua - gatuirea si fragmentarea Iantului de grasime - se realizeaza

la trecerea laptelui prin capul de omogenizare. Fiecare giobula nou-formata are onoua membrana care difera de membrana globulei initiale.

Page 11: Procesarea Industriala a Laptelui

Omogenizarea laptelui 125

Faza a treia reprezinta faza de dispersie a globulelor nou-formate Inplasma laptelui si are !oc atunci cand laptele iese din capu! de omogenizare.

Laptele de consum se omogenizeaza ia temperatura de 60 ... 80 °C si lapresiunea de 120-180 at, mai eficienta fiind omogenizarea In doua trepte: treaptaI ia 200 at si treapta a Il-a la 50 at.

Alte consecinte ate omogenizarii laptelui sunt urmatoarele:-rnembrana nou-formata la globulele de grasime nu mai are aceeasi

compozitie chimica ca cea initiala, deoarece o parte din fosfolipide tree in plasmaiar circa 25 % din proteinele membranelor nou-formate sunt reprezentate decazeina (rezulta ca membrana nou-formata nu mai are aceea§i actiuneantioxidanta ca membrana initiala);

~ stabilitatea proteinelor cazeinice scade deoarece la suprafata globulelorde grasime se absorb si fosfati si citrati din plasma;

- vascozitatea laptelui creste ca o consecinta a absorbtiei de cazeina lasuprafata globuleior de grasime nou-formate; t

- laptele omogenizat este mai susceptibil la oxidare din doua motive:cresterea suprafetei globulelor de grasime si pierderea capacitatii antioxidante amembranei;

- laptele omogenizat este mai susceptibil la actiunea luminii decat eel.neomogenizat (apare mai rapid gustul de Jumina");

- lapteie omogenizat este alb intens si apare opac fata de laptele ca atare,care este alb-galbui;

- gustul laptelui omogenizat este mai plin, ca si cand ar avea un continutmai mare de grasime;

- digestibilitatea laptelui omogenizat este mai mare, datorita dispersieipronuntate a grasimii si modificarii structurii micelelor de cazeina;

- laptele omogenizat coaguleaza mai repede, dar coagulul este rnaimoale, mai fin.

Trebuie avut ?n vedere ca la omogenizare temperatura laptelui creste cuA7:

AT-39,1'

In care: p este presiunea de omogenizare Tn atmosfere.Pentru a se obtine gradul de omogenizare dorit, presiunea de omogenizare

se calculeaza cu relatia:

c m

Tn care dm este diametrui rnediu a! particuiei de grasime, in mm.

Page 12: Procesarea Industriala a Laptelui

126 Tehnologia laptelui de consum

9 fi P&QTPI IPI7APPA 1 &PTPS HI.Q. r AD I CUr\l£.Mr\LlH LMr I CL.UI

Pasteu/izarea laptelui pentru consum se realizeaza, de regula, in aparatede pasteurizare cu placi, la a caror constructie se tine seama de urmatoareleconditii de baza:

- spatiul prin care circula laptele sa fie ermetic inchis, si sa nu permitaspumarea,,fiind indicat sa se lucreze chiar sub vid iejer pentru a se favorizadezodorizarea;

- circulatia tichidelor se va face uniform pentru a se evita formarea dedepozite;

- diferenta de temperatura dintre agentii de Tncalzire si lapte sa fie cat maimica, pentru a se evita brunificarea laptelui;

- pierderile de presiune sa fi cat mai mici, pentru a se evita consumulmare de energie;

- materialul din care este confectionat pasteurizatorul sa fie inert fata delapte;

- stratul de lapte Tn circulate sa fie cat mai subtire, pentru ca durata decontact a laptelui cu suprafata metalica incalzita" sa fie cat mai scurta;

- schimbul de caldura si recuperarea acesteia sa fie cat mai eficient,Aceste deziderate sunt realizate de pasteurizatoarele cu placi care sunt

cele mai utilizate la pasteurizarea/sterilizarea laptelui §i care, 'pentru fabricaprelucratoare de lapte, prezinta urmatoarele avantaje:

- simplitate In exploatare;- consum redus de agenti de Tncalzire, cu recuperare de 60 - 80 % din

caldura consumata;- functionare Tn flux cu debite mari;- automatizare completa atat la pasteurizare cat si la curatire-dezinfectare;- modificari reduse asupra componentelor laptelui, deoarece operatia se

desfasoara Jnchis" si este de scurta durata.Partea principals a pasteurizatorului o constituie placile metalice obtinute

prin presare , care au un anumit profil, placi ce se monteaza Tn pachete, aicatuinddiferite zone pentru diferite etape ale operatiei de pasteurizare. Canalele piacii (dinotel inox) au adancimea de 3 -6 mm si determina grosimea peliculei de lapte.

Fiecare placa (fig. 9.2) este prevazut^ cu orificii colectoare, Tn fiecare colta! piacii. De asemenea, pe una din fete, la marginea piacii, se afla un canal pentrugarnitura de etansare, care Tnchide Tntr-un spatiu delimitat un orificiu ,,de sus", unul,,de jos", ,,Tn diagonala" si fata activa a piacii.

Suprafata piacii prezinta sicane pentru prelungirea drumului lichidului peea. Unul dintre lichide circula pe un canal colector de sus, strabate spatiu! dintreplaci si se seurge prin eel de al doilea canal. Pe cealalta parte a piacii circufa aldoilea lichid, tot Tntre doua placi, venind de la al doilea canal colector si intrand Tneel de a[doilea canal. Circuiatia fiuidelor este prezentata in fig. 9,3.

fntre zone se monieaza piaci intermediare care permit intrarea si ie§ireafiuidelor din zona sau trecerea acestora.

Page 13: Procesarea Industriala a Laptelui

Pasteurizarea laptelui pentru consum 127

Fig.9.2. Diferite tipuri de placi pentru pasteurizatoru! de lapte cu placi.

In constructia pasteurizatoarelor mai exista si placi cu rol de mentinere atemperaturii, care au numai doua canale colectoare. De asemenea, exista 1 - 2placi de capat care servesc la strangerea pachetelorde piaci printr-un dispozitiv cu§urub sau hidraulic, pana la presiunea necesara etansarii corecte a spatiului dintreplaci. Ansamblul de placi este sustinut de 2 bare fixate pe un batiu de otel inox.

In Romania, ?n diferite fabric! sunt Tn functiune pasteurizatoare fabricate ?nfostele tari socialiste dar si cele fabricate Tn tara de Tehnofrig, sj anume: instalatiade pasteurizare lapte TIPL; instaia|ia de pasteurizare smantana tip TIPS sauinstalatia de pasteurizare lapte / smantana tip IPLS - 10/1,5 care au caracteristiciletehnice prezentate in tabelele 9.3, 9.4 si 9.5.

Tabe!u!9.3

Caracteristicile pasteurtzatorului TIPL

Caracteristici

1Capacitatea, I / h

Putere totals instalata, kW

TipuiTIPL -30

2

3000

10

TIPL -503

5000

20

Page 14: Procesarea Industriala a Laptelui

128 Tehnologia laptelui de consum

Tabelul 9.3 (continuare)1

Consum abur, k J / h

Consum apa curenta, I / h

Consum apa racita, i / h

Consum aer, m3 /h

Temperatura de pasteurizare, °C

Temperatura laptelui rScit, °C

Masa neta, kg

2

120

9000

9000

14,4

74 ... 76

6 ... 8

2800

3

200

15000

15000

14,4

74 ... 76

6... 8

3000

Fig.9.3. Circulatia fiuidelor mtr-un pasteurizator cu piaci.

Page 15: Procesarea Industriala a Laptelui

Pasteurizarea laptelui pentru consum 129

Tabe!ul9.4

Caracteristicile pasteurizatorului TIPS

Caracteristici

Capacitatea nominala, I / hSuprafata ocupata, m^Putere totala instalata, kWTemperatura aburului de Tncalzire, °CPresiunea minima admisibila, MPaConsum abur, k J / hConsum apa curenta (15 °C), I/ hConsum apa racita (0 - 1 °C), f / hConsum aer, m3 / hTemperatura de pasteurizare, °CMasa nets, kg

TtpulTIPS -20

2000128

105... 1200,17200

7000800014T4

74 ... 761554

TIPS -505000

128 .

105... 1200,17300

1200015000

14,474 ... 76

1800

Tabelu!9.5

Caracteristicile instalatiei de pasteurizare IPLS 10 /1,5

Caracteristici

Capacitatea, I / hSuprafata ocupata, m^Temperatura de pasteurizare, °CTemperatura de racire, °CConsum abur 0,15 MPa, kj / hTemperatura aburului, °CTemperatura aburului de Tncalzire a apei, °CPresiunea aburului de incalzire a apei, MPaConsum de abur pentru Tncalzirea apei, kg / hConsum apa de racire (20 °C), ! / hConsum apa racita (1 °C), I / hSuprafata totala de schimb termic, m^Coeficient de recuperare caiduraMasa neta, kg

TipulPentru lapte

1000020744

15095

110,80,15215

-15000

800,826300

Pentru smantana1 5006-8

92... 956

55110,8

--+

4500450013,50,60

Elemente de calcu! pentru pasteurizatoare cu placi. Calculul termic alpasteurizatoarelor cu placi presupune urmatoarele:

- stabilirea schemei functionate de tratare termica a laptelui / smantanii;- stabilirea regimufui de temperaturS care caracterizeaza termic fiecare

zona. Pentru zoneie de recuperare 1 §i 2, se va tine seama de coeficientul derecuperare e, definit ca raportui dintre cantitatea de caidura primita in zona derecuperare §i cantitatea de caidura necesara pentru incafzire de la temperatura deintrare In pasteurizator pana la temperatura de pasteurizare. Pentrupasteurizatoarele cu placi fabricate de Tehnofrig - Cluj, £ = 0,6 - 0,82.

Diferentele de temperatura Tn ce!e doua zone de recuperare se calcuieazacu relatiile:

RI,

Page 16: Procesarea Industriala a Laptelui

130 Tehnologia laptelui de consum

- stabilirea bilantului de materiale pentru operatia de normalizare. AvandTn vedere ca dupa prima zona de preincalzire laptele este dirijat la separatorulcentrifugal Tn vederea normalizarii, se poate scrie:

100J L100 100

- intocmirea bilantului termic cu determinarea necesarului de purtator decaldura (abur sau apa calda) §i a necesarului de agenti de racire (apa rece si aparacita), pe baza relatiilor cunoscute. Pentru debitele de fluide se recomanda:

- debitul de apa calda trebuie sa fie de 3 - 5 ori mai mare decatdebitul produsului Tn zona respectiva;

- debitul de apa de racire trebuie sa fie de 2 - 3 ori mai maredecat debitul produsului;

- debitul apei racite trebuie sa fie de 2 ori mai mare decat debitulprodusului;

- stabilirea diferentei medii logaritmice de temperatura pe zone, cu relatia:

relatia:

In

- calcuiul cantitcifii de cdldurS, schimbata pe zone, cu relatiile cunoscute;- stabilirea numSruiui de canale (sectiuni elementare/de curgere) cu

n- s-wTn care: S este sectiunea de trecere a cantitatii de lapte normalizat Ln, Tn m2;

W- viteza de circulate a fluidului, Tn m / s;- stabilirea regimului de curgere pe baza:

Tn care: Wr este viteza reala de circulate a fluidului, Tn m / s;de - diametrul echivalent, Tn m;v - vascozitatea cinematica, Tn m2 / s;

Se mai folosesc criteriile:

Pr =

Nu - c -

'p .

Tn care: ^ este vascozitatea dinamica, Tn Ns / m2;cp - caldura masica, Tn J/kg K;

.0,25

Page 17: Procesarea Industriala a Laptelui

Pasteurizarea laptelui pentru consum 131

Pr,

X - conductivitatea termica, Tn W / mK;c= 0,065m = 0,78n = 0,46

25

are valoarea 1,05 pentru iichidul care se Tncalzeste si 0, 95 pentrulichidul care se raceste;

- calculul coeficientilor partial! de transfer termic care se face cu relatia:

cc —

relatia:- calculul coeficientului total de transfer termic k, pe zone, care se face cu

1 6 1[_ . j

Se are Tn vedere ca /crea/ = (0,75 - 0,8)k;

- calculul suprafetei totale de schimb de cSldurS pe zone, care se face cu

Qrelatia:

(real '

- calculul numSrului de pISci (n) §i a num8rului de pachete (/) pe zone,care se face cu relatiile:

n = n

AQ z.m

Tn care: AQ este suprafata unei placi, care se ia din tabelul 9.6. Dupa calculuinumarului de placi se stabileste formula de aranjare a placilor Tn diferite zone alepasteurizatorului si Tn continuare se determina lungimea fiecarei zone cu relatia:

Tn care: n este numaru! de placi;5 - grosimea unei placi (tabelu! 9.6)d- distanta dintre doua placi (tabelul 9.6).

Tabelu! 9.6

"Caracteristicile placilor schimbatoare de caldura fabricate de Tehnofrig - Cluj

Caracteristica placii

1Lungime, mmLatime, mmGrosirne, mm

Tipul piaciiT - 5 000

2

990250

1

T- 10 0003

1530410

1

Page 18: Procesarea Industriala a Laptelui

132 Tehnologia iaptelui de consutn

Tabelu! 9.6 (continuare)

1Suprafata de transfer termic, m''Sectiunea transversala detrecere a fluiduiui, m^Diametrul hidraulic, mDistanta dinte placi, mGrosimea placii de capat, mGrosimea placii intermediare, m

2

0,18636'10'b

6-10^

3-10'3

110-1CT3

72- 10'3

3

0,5• 175-1CT5

9,5-10^

3-10'3110-10'3

72- 10'J

Placile unui schimbator de caldura cu piaci pot fi:- curente de lucru;- intermediare;- de mentinere a temperaturii (depozitare de scurta durata);- de capat (finale).PlScile curente de lucru sunt fabricate din tabla din otel inox 8 TMoNC 140,

cu grosimea de 1 mm (placa Tehnofrig). Pe fata placii se imprima prin presare oserie de ondulatii de diferite forme (vezi fig. 9.2) care maresc suprafata de schimbde caldura, ajuta la dirijarea curgerii fluidelor sub forma de pelicula si intensifiedturbulenta necesara maririi coeficientului de transfer termic. In cele 4 colturi aleplacii gofrate sunt dispuse orificii de alimentare, care formeaza prin alaturareaplacilor canale de trecere si / sau canale pentru intrarea, respectiv ie§irea lichiduluide pe suprafata placii. Lateral §i Tn zona orificiilor se practica prin presare canale incare se introduc garnituri profilate din cauciuc alimentar, evitandu-se astfeiscurgerea lichidului Tn exterior sau amestecarea lichidelor; prin deformarea plasticaa garniturilor placilor se realizeaza etansarea aparatului pana la presiuni de 0,4 Pa.Garniturile se lipesc de placa cu un adeziv, astfel ca la montare si demontare sa nuexiste portiuni dezlipite ale garniturii. Pentru majorarea aderentei garniturilor lacanalul respectiv, in zona respective placile se sableaza.

PiStile intermediare au rolul de a permite divizarea pacheteior de placi side a asigura trecerea fichidului de la un grup de placi al altul, de a schimba sensulde circulate al fluiduiui, de a dirija lichidele de la o zona la alta si de a realizaintroducerea si/sau evacuarea lor din aparat.

Aceste placi sunt prevazute cu cate un orificiu in fiecare colt,corespunzator orificiilor placilor de lucru; grosimea placilor intermediare este maimare decat diametrul orificiilor pentru a permite montarea racorduriior externe.Interiorul placilor intermediare este realizat sub forma de fagure, pentru a asigura omasa mai redusa.

PIScile de mentinere au acelea§i dimensiuni exterioare, dar grosimea sinumarul for variaza Tn functie de durata necesarS de mentinere, fiind prevazute cuo serie de nervuri care dirijeaza de fapt circulatia produsului in interiorui placii. Semonteaza dupa zona de pasteurizare a pasteurizatorului cu placi.

PIScile de capSt sunt mai groase, au o fata prevazuta cu nervuri (sau faranervuri) sj numai doua orificii prin care intra sau iese cate unul din cele doua fluide.Toate placile unui pasteurizator sunt numerotate de la 1 la n, pentru a fi posibilarespectarea ordinii de montaj necesara circulatiei corecte a fluideior.

Fixarea placilor gofrate (cu nervuri) se face cu ajutorui piaciior de capat,care se strang fie cu o bara de presare centrala, fie cu tiranti laterals. Barele depresare sunt actionate cu ajutoru! cheilor speciaie, strangerea pacheteior de piacifiind limitata de contactul metalic al placilor.

Page 19: Procesarea Industriala a Laptelui

Pasteurizarea laptelui pentru consum 1 33

Exploatarea unui pasteurizator cu placi cu mai mutte zone. Exploata-rea acestor pasteurizatoare are locdupa cum urmeaza:

- premcalzirea initiala a laptelui de la 6 ... 10 °C la 35 ... 40 °C §i chiar maimult, prin circulate Tn contracurent cu laptele cald pasteurizat (zona de recuperareI). Din aceasta zona, laptele este preluat de separatorul centrifugal care esteacordat capacitiv cu aparatul de pasteurizare;

- premcalzirea a doua a laptelui de la 35 ... 45 °C la 55 ... 60 °C, tot peseama laptelui pasteurizat (zona de recuperare II);

- pasteurizarea propriu-zisa, unde iaptele atinge temperatura depasteurizare In functie de regimul ales; ?n aceasta zona, laptele primeste caldurade la apa fierbinte sau de !a abur;

- men^inerea de scurta durata a laptelui !a temperatura de pasteurizare,functie de regimul de pasteurizare ales. Laptele pasteurizat intra, in continuare, Tnzona de recuperare II, cedand o parte din caldura, racindu-se la 50 ... 55 °C si apoiTn zona de recuperare I unde se raceste la 25 ... 35 °C;

- zona de racire cu apa, unde temperatura laptelui scade la 15 ... 25 °C,Tn functie de temperatura apei potabile de care se dispune;

- zona de racire finala, Tn care laptele ajunge !a temperatura de 4 ... 6 °C,pe seama circulatiei Tn contracurent cu apa racita sau cu saramura (- 4 ... - 5 °C).

De regula, pasteurizatoru! este echipat cu boiler pentru preparare apacalda si sistem hidraulic de automatizare format din: termometre cu rezistenta carecomanda valva de reglare pentru recircularea laptelui, care nu are temperaturaprescrisa si valva de reglare a debitului de aburin functie de temperatura apei dinboiler.

Punerea ?n functiune a pasteurizatorului. In aceasta faza se respectaurmatoarele etape:

- umplerea pasteurizatorului cu apa rece;- pornirea Tn regim de spalare pana ce apa se Tncalzeste la 80 ... 85 °C;- trecerea pe regim automat si alimentarea cu lapte, cu evacuarea apei

din aparat.Dupa utilizare, pasteurizatorui se spaia prin recircularea sub presiune a

unor solutii chimice.Desfacerea pasteurizatorului se face Tn perioada de revizie si mai ales

cand curgerea laptelui este blocata din cauza precipitarii proteinelor datoritafolosirii unui lapte cu aciditate mai mare decat cea normala.

Demontarea pasteurizatorului. In timpul demontarii se vor respectaurmatoarele:

- desfacerea pieselor de racordare la diferite retele de alimentare;- slabirea treptata a piulitelor dispozitivului de strangere, astfel Tncat pla-

cile sa se desfaca usorfara ruperea garniturilor;- scoaterea placilor pentru curatire, verificare, reparare garnituri; la cura-

tirea placilor de crustele de piatra de lapte nu se foiosesc scule ascutite, ci serealizeaza Tnmuierea placilor Tn solutie de acid azotic 1 % si apoi acestea se freacacu peria de nailon ; garniturile uzate se mlocuiesc cu altele noi;

- la reasamblarea placilor, suprafata garnituriior se pudreaza cu talcpentru a evita lipirea lor de partile metalice ale placilor;

- suruburile de strangere ale placilor se mentin unse pentru evitarearuginirii si pentru usurarea strangerii placilor;

Page 20: Procesarea Industriala a Laptelui

134 Tehnologia laptelui de consum

- garniturile de cauciuc ale placilor uzate sau deteriorate se mlocuiesc cualtele noi ce se lipesc cu solutie speciala.

k

Defectiunile. Cele mai frecvente defectiuni care se pot' produce laexploatarea pasteurizatorului cu placi sunt urmatoarele:

- trecerea laptelui in curentul de apa calda, cand garniturile inelare suntneetan§e. In3 acest caz, apa calda (condensul) devine tulbure, albicioasa.Defectiunea se remediaza prin strangerea mai puternica a placilor, urmand cagarniturile uzate sa fie Tnlocuite;

- trecerea laptelui in circuital de apS rece, care se produce din acela§imotiv. In acest caz apa rece devine opalescenta. Prin recircularea apei calde prinpasteurizator, garnitura se Tnmoaie, ceea ce permite strangerea mai puternica aplacilor;

- amestecarea laptelui crud cu eel pasteurizat, din cauza infiltratiilor Tnsectorul de premcalzire a laptelui. Aceasta defectiune se poate constata prinanaliza bacteriologica a laptelui pasteurizat si poate fi remediata prin revizuireaplacilor sau a garniturilorcare pot prezenta fisuri;

- infiltratii de saramurS in lapte, in zona de racire ( daca in aceasta zonase utilizeaza ca agent de racire saramura), care se recunosc dupa gustul sarat alacestuia;

~ scSderea bruscS a temperaturn de pasteurizare, de§i temperatura sidebitul apei calde se mentin constante, este produsa de formarea unordepozite desubstante proteice pe placi, Tn special Tn sectorul de pasteurizare. Pentruremediere, aparatul trebuie spaiat prin recircularea solutiilor chimice sau trebuiedemontat si curatat manual;

- reducerea debitului, care se datoreaza coagularii partiale a laptelui cuaciditate marita, ducand la infundarea sitelorde la filtre sau la depunerea pietrei deiapte pe placi. In aceste cazuri, aparatui trebuie curatat chimic sau demontat sicuratat manual;

- mghetarea sectoruiui de raclre, ceea ce duce la blocarea instalatiei(aceasta numai Tn cazul in care se utilizeaza in sectorul de racire un agent deracire cu temperatura scazuta).

9.7. DEZODORIZAREA LAPTELUI,-"

Dezodorizarea laptelui este operatia prin care se Tndeparteaza din iaptesau smantana unele substante volatile Tn scopul Tmbunatatirii calitatilor senzorialeale acestor produse. In prezent functioneazS instalatii de pasteurizaredezodorizare precum si instalatii separate de dezodorizare, asa cum se arata-infigura 9.4. In aceasta instalatie laptele (smantana) incalzit(a) la 80...85°C estetrimis sub presiune prin intermediu! unui cap de pulverizare 7 Tn vasu! 2 aflat subvid partial. Laptele (smantana) dezodorizat este evacuat cu pompa 3 si condus laracire si depozitare printr-o conducta.

Page 21: Procesarea Industriala a Laptelui

Produsele lactate acide dietetice sunt acele produse lactate care se obtinprin fermentarea lactozei, din lapte, cu ajutorul culturilor starter de bacterii lactice.

In realizarea unor produse lactate acide-dietetice de calitate se impunurmatoarele:

- folosirea unor materii prime (lapte de vaca, de oaie, de bivolita) de malts.,calitate sub aspectui compozitiei, caracteristicilor senzoriale si al gradului decontaminare;

- respectarea tehnologiei de obtinere atat a culturilor starter de productiecat si a produseior lactate acide - dietetice.

Produsele lactate acide-dietetice cuprind diferite sortimente de iaurt, laptebatut, lapte acidofil si chefirui. La obtinerea produseior !actate acide-dietetice, de oegala importanta este atat prepararea culturilor starter de productie, cat sifabricarea propriu-zisa a produseior.

i r™. 1 &*«B

Prepararea culturilor starter de productie (improp'riu denumite miele)implied transplantari repetate pe lapte, ?ncepand cu o culture" pura stoc (inocuVjm)care este preparata de un laborator specializat si care este iivrata fabriciior s\;bforma Mchida sau uscata.

Cufturile pure stoc (inoculum) lichide. Aceste culturi sunt mai active, darmai greu de transports: si pot fi pastrate la temperaturi joase (1...2°C), maximum10 ziie. Se Nvreaza Tn flacoane de 100 cm3, Tnchise cu dop de cauciuc sau dinmaterial plastic, ambalate Tn cutii de carton.

Se prezinta sub forma unui iichid, putin consistent, alb-ga!bui, pana ia slabcafeniu. In sezonul cald, pentru a se evita suprafermentarea, se adauga carbonatde calciu ca neutralizant care ?n combinatie cu acidul lactic pune Tn libertate CO2.Acesta creeaza in interioru! fiacoanelor o usoara presiune, imprimand culturii pure

un asoect soumns.

Page 22: Procesarea Industriala a Laptelui

Prepararea cultunlor starter de product's

\a se livreaza in fiacoane

ermetic ?nchise, sub vid, sau In atmosfera de CO2, respectiv azot si pot fi pastrateia 4.,.5°C, timp de 12 luni. In genera!, cultura liofiiizata se reactiveaza pentru a-jcreste vitalitatea. Reactivarea consta in introducerea continuous fioiei in 200 cm0

lapte pasteurizat sj racit si termostatare la temperatura indicata.Cufturile pure stoc (inoculum) pot fi culturi singulare (formate din una sau

mai multe tulpini ale aceieiasi specii) si mixte (formate din specii diferite).Din cultura pura selectionata (inoculum) lichida sau din cea liofiiizata, dupa

reactivare, prin pasaje succesive potfi obtinute:- cultura primara (maiaua primara sau maiaua-mama);- cultura secundara (maiaua secundara);- cultura tertiara (maiaua tertiara), care poate fi utiiizata drept cultura

starter de productie (maiaua de productie)Schema 'dupa care se efectueaza insamantarile este prezentata in

fig.13.1.

CulturS pur5(inoculum)

vane tertiara sau deproductie ,

Menjinuta carezerva (atemperatura da 10°C

Fig. 13.1'. Schem^ privind realizarea TnsSmanta'rilorTn vederea obtinerii decutturi starter.

Cuitura primara. Se obtine prin inocularea laptelui pasteurizat si rScit cucultura pur, (inoculum) primita de la laboratory! de specialitate. Felul cuiturii, pro-portia de inocuiare, temperatura si durata de termostatare difera In functie de felulprodusuiui pentru fabricarea caruia se foioseste cultura respectiva. Imediat dupatermostatare,'cultura se raceste rapid si se depoziteaza ia 1...2°C pana a doua zi.

Cultura secundara. Se obtine din cuitura primara (a doua zi), dar avand Invedere ca aceasta cultura secundara reprezinta a doua transplant (pasaj), ease constituie ca un stadiu mai avansat de reactivare a cuiturii pure (inoculum) si deaceea din cultura primara se inoculeaza in lapteie destinat cuiturii secundare ocantitate mat mica din cultura pnmara, iar durata de termostatare este ceva mairedusa. §i aceasta cultura se pastreaza la 1...2 °C, timp de 1-2 ore.

Page 23: Procesarea Industriala a Laptelui

Produsale lactate acide dietetics

Cuitura t&rtiara sau de product!®. Se prepara din cultura secundara (atreia zi), dupa aceeasi tehnica ca si in cazui cu!turii primare, insa din punct devedere cantitativ aceasta cultura trebuie sa satisfaca necesarui productiei, iar dinpunct de vedere calitativ trebuie sa prezinte caracteristicile produsului respectiv debuna calitate (aspect, consistenta, gust, miros §.a.).

Cultura starter tertiara sau de productie se inoculeaza zilnic §i tot zi!nic secontroleaza chirnic, senzorial §i microbiologic. La fotosirea culturii starter deproductie trebuie sa avem Tn vedere urrnatoarele.

- cultura sa fie pura (sa nu contina decat microorganismeie specifice);- cultura sa fie activa (sa.produca fermentatia specifica Tn timp normal si

sa asigure o anumita aciditate);- culture sa-sj mentina Tn timp Tnsus.iriie initiate;- cuitura sa fie mentinuta 5-6 ore Tnainte de folosire, la 1...2°C, pentru a

se favoriza acumularea substantelor aromatizante;- sa nu fie cultura starter de productie mai veche de 48 ore.Schema tehnologica de obtinere a culturilor starter de productie pentru

iaurt, lapte batut §i lapte acidofil este prezentata In figura 13.2.In legatura cu obtinerea culturilor starter de productie facem urrnatoarele

precizari:- Tn unele cazuri, impuse de productie sau de calitatea necorespunzatoare

a culturii, este necesar sa se mareasca necesarui de pasaje (culturi) intermediare,Tn aceieasj conditii ca la cultura secundara, Tn vederea corectarii unor defecte.Acest lucru se impune, Tn principal, la cultura pentru iaurt, Tn vederea refaceriiraporturilor simbiotice dintre microorganisme;

- daca cultura primara prezinta caracteristici foarte bune, ea poate fifolosita direct la prepararea cuiturii starter de productie (cazul folosirii culturilor purestoc lichide).

13.1.1. CONTROLUL CALITAJII CULTURILOR INTERME-DSARE §l AL CULTURiLOR STARTER DE

Calitatea acestor culturi se stabile§te avand Tn vedere criteriile de controlprezentate Tn continuare.

Criteria! caracteristicilor senzoriale. Controlul se face dupa coagulare sipastrare la rece, avand Tn vedere urmatoareie:

~ coagulu! sa fie compact, cu slaba elirninare de zer, neadmitandu-secoaguiui neomogen, cu separare mare de zer, prezenta de flocoane de cazeina,crapaturi, numeroase bule de gaze §.a.;

- consistenta sa fie cremoasa;- gustul §i mirosul sa fie bine evidentiate si sa caracterizeze cultura

respectiva.Criteriul microbiologies Acest criteriu implica stabilirea proportiei dintre

microorganismeie componente, prezenta drojdiilor, mucegaiurilor sau a bacteriilorde contarninare.

Criteriul chimic. Implies efectuarea urmatoarelor deterrninari: aciditatevo!ati!a, substante de aroma (diacetil, acetoina).

Page 24: Procesarea Industriala a Laptelui

Coniroful calitativ al la ptetui

iPasteurizarea lapteiui

RScirea laptelui la lemperatura de Tns3rn3n|are

Culiura

secundara

iSAURT

r , i..: - - : -_=.LJnsa*man|are la 45 ?G =

cu culturS pura" de laborator2%

Termostatare la 40-42 ?CpflnS la coagulare . _

3-4 ors

1 :R3cire si pa'strare la

— _ 1-2°C/24ore

InsSrn^njara la 45 eCcu cu!iur3 primarS 1-1,5%

lTermoslatars la 40-45°C/3 h

I

LAPTE BATUT

icu cultura de laborator

• 2%

Termostatare la 26-28 °Cp3n5 la coagulare

RScire $i p§strare lala 1-2°C/24ore

Ins3mclntara la 26-28 °Ccu cultura primara 2-5%

Termostatare la 24-26°C/10-12 h

iLAPTE ACIDOFIL

Icu cultura de laborator

| 2-3%

Termostatare la 37-40 °C. . . . . . . . . p3n3 la coagulare . . . . . .

i 8 ore

RScire $i p^strare la10-14°C/24ore

Fns5mSn(are la 45 "Ccu cullura primara 1% •

Termostatare .la 37-40°C/12-16 h

la 1-2"C/24h R3cire §i paslrare la 1-2°C/24 h R9cire ?i pSstrare la 10-14"C/24 h

Cultura

(de produce)

InsSm5n(are la 45 °Ccu cu(tur§ secundarS 1%

Termostatare la 40-42°C/2-2.5 h

RScire |i pSstrare !a 1-2°C/24 h

I.

InsSmantare la 26-28 °Ccu cuttura1 secundarfl 2-5%

Termostatare la 24-26°C/10-12 h

RScire $i pSstrare Is 1-2°C/24 h

e la 45 °Ccu cultura secundarfl 1%

Termostatare la 37-40°C/12-16 h

Racira ?l pastrare la 10-140C/2-t h

iControl Control Control

rig. 13.2. St-jioma tchnologica dc ob|incrc ;i ailturilor slnrtcrdc produce ponlrii iiuitl. laptc biitul $i laptc acidolll.

Page 25: Procesarea Industriala a Laptelui

Produsete lactate aclde dietetice

Aceste defecte pot fi cauzate de:- folosirea unui lapte de catitate proasta;-folosirea de culturi pure (inoculum) necorespunzatoare;- conditii de preparare neadecvate.Defectele se refera ia:- aciditatea redusa cauzata de termostatare !a o temperatura mai joasa

decat cea indicata sau inoculare cu o cantitate mai mica de cuitura pura(inoculum), inclusiv cuitura intermediary (primara, secundara);

- coagularea Tntarziata insotita de acidifiere lenta care se datoreazaprezentei in lapte a unor inhibitors (antibiotice) sau a bacteriofagilor;

- coagul grosier, spongios, cu separare mare de zer, care se datoreazaaciditatii prea man ca rezultat al unei termostatari ta temperatura ridicata si pe odurata" mare;

- filan^a, care apare la culturile starter de productie pentru iaurt sau unt sicare se datoreaza" degenerarii culturii folosite la obtinere sau prezentei in aceastaa iui Lb. acidophilus, respectiv a unor streptococi care produc polizaharide solubilein apS;

- prezenfa de gaze in cantitate mare (CC>2 +H2), care se datoreazacontaminSrii culturii starter de productie cu microorganisme capabile sa fermentezelactoza, cum sunt bacteriile coliforme sau cu drojdii, caz in care apare gust §i mirosde drojdie sau de fructe.

Cantitatile de CO2 normale sunt rezultatul actiunii bacteriilor aromatizantecare degradeaza acidul citric;

- exprimarea siab§ a gustului si mirosului care este consecinta dezvoltariinecorespunzatoare a bacteriilor aromatizante sau a reducerii diacetilului siacetoinei Tn 2,3 butilenglicol (substan{5 f^ra gust si miros), in conditiile In carecuitura starter de producjie a fost pa"strata pentru a perioad^ mai mare latemperaturi scSzute; \ defectele de gust: gustul amarcare poate apSrea in conditiile dezvoltarii

in cultura" a unor bacterii puternic proteolitice (Str. liquefaciens sau bacteriisporogene); gustul de lesietic care se datoreaza prezentei in cuitura starter deproductie a lui Str. iactis subsp. maitigenes,

Calitatea laptelui foiosit ia prepararea produselor lactate acide-dieteticedetermina in mare mSsura calitatea produselor finite. Rezulta ca trebuie recep-

Page 26: Procesarea Industriala a Laptelui

laurtul

tionat nurnai iaptele de prima prospetime, deci cu un grad de contaminare cat mairedus si cu o compozitie normala (se exclude Iaptele care contine si colostru, Saptefalsificat, lapte provenit de la animale tratate cu antibiotice, lapte mamitic s.a.).

cerinte:In cazu! laptelui de vaca, acesta trebuie sa corespunda urmatoareior

- densitate, minimum 1,029;- aciditate, maximum 17-19°T- titru proteic, minimum 3,2;- proba reductazei (durata

minimum 3 ore.de decolorare a albastrului de metilen)

laurtul este un produs lactat acid-dietetic care se fabrica fn numeroase tari,Tn principal din lapte de vaca, cultura starter de productie avancHn compozitie douabacterii lactice: Lactobacillus dalbrueckii subsp. bulgaricus §i Streptococcussalivarius subsp. thermophilus, intre care se creeaza relatii simbiotice, ceea ceconduce la accelerarea procesului de fermentatie si de formare a substantelor dearoma specifice produsului.

Schema tehnologica de fabricate a iaurtuiui din lapte de vaca esteprezentata Tn fig. 13.3. Operatiile principale sunt descrise in continuare.

Normalizarea. Pentru iaurtul obisnuit Iaptele se normalizeaza la2,8 % grasime; pentru iaurtu! slab se foloseste iaptele degresat; pentru iaurtulextra, Iaptele se normalizeaza la un continut de grasime care sa asigure inprodusul Unit 4% grasime.

Omogenizarea Saptelui. Aceasta operatie este foarteimportanta din urmatoarele motive:

- se mareste numarut de globule de grasime cu diametrul < 2,0 um (seforrneaza noi globule cu noi membrane la care participa o cantitate mai mare decazeina), ceea ce favorizeaza digestia in tractusui intestinal;

- se fragrnenteaza miceleie de cazeina, obtinandu-se un coagui mai fin,mai siabil, cu o eliminare mai redusa a zeruiui;

- se Impiedica separarea grasimii la suprafata produsului finit.Omogenizarea va conduce la obtinerea unui coagui (gel) care va avea giobuieiemlci de grasime, fin dispersate In matricea proteica, eliminandu-se In acest fe!efectul de "vacuoHzare" Tn matricea proteica, efect care poate avea loc daca Iaptelenu este omogenizat si giobuieie de grasime au dimensiuni man (fig.13.4);

- se imbunatateste gustus produsului §i conservabilitatea acestuiadeoarece o parte din fosfoiipidele membranei globulelor de grasime initiale tree inplasma si contribuie mai bine la gust, la emuisionarea globulelor de grasime nouformate §i la conservabilitatea produsului;

Page 27: Procesarea Industriala a Laptelui

Produsele lactate acide d/etetice

Receptie calitativS§1 cantitativa a iaptelui

Cu retire

Cultura starter deproductie obtinutaconform schemei

din fig. 13.2

var.lNonnaiizare

IPreincalzire la 50-65 °C

Omogenizare

LAPTE PENTRUIAURT TIP GRAS

/ SLAB

LAPTE PENTRUIAURT EXTRA

IPasteurizarefn aparatcula 85-90 °C

PasteurizareTn vand la

9Q-95°C/20-30 min

Men inere Invana la 85-95°C;20-30 min

Pasteurizarein aparat cu

la 85-90 °C

Concentrarepana la 15% s.u.

Racire la 45-48 °C0,5-2%

sauvar.ll-1%

InsamSntare fnlapte pasteurize! ia90-95°C/30min5!

racitla45°C

Termostatare la43-45°C/2-2,5 ore

R^cire Ia 10 °C

Depozitare la1-2°C/24h

0,5-2%Insamantare cucuiturS starter deproductiei

Distributee in ambalajede desfacere

Termostatare ia 43-45°C/2,5-3 h

Preracire la 18-20 °C

Racire la 2-8 °C

Depozitare ia 2-8 °C

Li v rare

Fig.13.3. Schema tehnoiogica de obtinere a iaurtului.

- produsui fin it produce o senzatie de satietate la un consum mai mare(300-400 g). Omogenizarea se face ia presiunea de 150-200 at.

Pasteurizarea Iaptelui. Pasteurizarea Ia temperaturi ridicate (> SS'C), cumentinerea iaptelui la aceasta temperatura timp de 20-30 minute, are drept scop:

- Tmbunatattrea caiitatii igienice a lapteiui prin distrugerea sigura amicroorganismelor- forme vegetative;

Page 28: Procesarea Industriala a Laptelui

laurtul

Performania Hdicata

.j^-^i >**-.cf Y ' * rV V_/M

Pcrfonnanta scazuta

coagulateproteine

OOO nm<0.3

Diametnil niediu al particulciIndice de dispersabilitate

nm>0.4

Fig.13.4. Schema care arata conceptul de "umplere" la o emulsie tip U/A (emulgatorul fiind proteineledin zer} supusa gelificarii. Includerea particuleior de lipide cu <D mic §i uniforme va rnari taria gelului prinreducerea volumuiui proteinelor disponibile (stanga). fn cazul unei populatii de particule de iipide cu Omare §i martme neuniforma va favoriza sinereza §i colapsul gefului (dreapta).

- Imbunatatirea mediuiui pentru dezvoitarea bacteriilor lactice (iaptele) prindistrugerea sistemului iactoperoxidazic (inactivarea lactat-peroxidazei), eiiminareaoxigenului sj formarea unor compusi cu actiune reducatoare (eliberarea de grupari-SH);

- Irnbunatatirea consistentei iaurlului, deoarece prin Incalzirea lapteiui laternperatura > 35°C si meniinerea acestuia la 85...95°C are loc o denaturare aproteinelor serice si asocierea !or cu K-cazeina micelelor de cazeina, ceea cefavorizeazs obtinerea unui coagu! mai fin care retine mai bine zerul (hidratareaproteineior este mai buna).

Consistenta coagului se Irnbunatateste si prin cre§terea graduiui dehidratare a! cazeinei, prin trecerea partiala a fosfatilor coloidaii In saruri insolubile,

Pasteurizarea si rnentinerea ?n vane se face sub agitare continua.-5 *_J

Concentrarea lapteiui. Este practicata numai Tn cazul fabricariiiaurtului extra. Concentrarea se face pana la 15% substanta uscata (Tn produsulfinit). La concentrare, volumul initial a! lapteiui se reduce cu 10-20%. PrinConcentrarea lapteiui se asigura stabilizarea structurii proteinelor, marireacontinutului de grasirne ra portal la substanta uscata, ceea ce asigura un prod usfinit cu o consistent^ mai fsrma, dar mai cremoasa, fara separare de zer.

In unefe cazuri, cresterea continutuiui de substanta uscata se face prinadaos de cazeinat/copreciiitat, lapte praf degresat sau lapte concentrat.

Racirea faptelui. Racirea lapteiui se practica imediat dupapasteurizare sau concentrare, urmarindu-se ca ternperatura lapteiui sa fie cu putindeasupra tempersturii de dezvoltare a culturii starter adaugate. Racirea se executaTn aceeasi vana Tn care s-a facut pasteurizarea sau rnentinerea lapteiui si dureaza15-30 minute, pana se atinge ternperatura de 45...48CC.

Insamantarea (inocularea) lapteiui. Se face cu cultura starter dei ^ / 3

productie mentionata anterior. In acest scop, cuitura se omogenizeaza, se dilueazacu !apte In raport 1:0,5 si se introduce Tn lapteie destinat productiei de iaurt, care

Page 29: Procesarea Industriala a Laptelui

Produsele lactate acide dietetice

trebuie sa fie agitat puternic, In vederea repartizarii cat mai uniforme a cuiturii; incaz contrar, particulele (grunjii) de cuitura starter vor constitui centri de fermentatieputernica, determinand aparitia In coagui a golurilor de fermentare (spatii umplutecu zer). Se adauga 0,5-2% cuitura starter de productie (cu un exces de 0,1-0,2%fata de necesarui stabilit teoretic).

Repartizarea Tn recipientele de desfacere, Ambalajele folosite (sticla,plastic, carton parafinat) trebuie sa fie bine igienizate. Repartizarea in ambaiajelede desfacere se face in instalatii automate, in tot timpul turnarii iaurtul din vana dincare se preia laptele trebuind sa fie sub agitare.

Termostatarea. Produsele ambalate §i introduse Tn navete se termosta-teaza Tn camera termostat, !a temperature de 42...45°C, pentru o durata de 2,5 - 3ore. Respectarea stricta a temperaturii de termostatare este obligatorie deoarece:

- o temperatura mai mare favorizeaza dezvoltarea iactobacililor, conse-cinta fiind obtinerea unui iaurt cu aciditate ridicata, gust acru si aroma slaba;

- o temperatura mai scazuta favorizeaza dezvoltarea streptococilor, obti-nandu-se un iaurt cu aroma buna, dar cu aciditate redusa si deci fara gust specific.

Momentul final at Tntreruperii fermentarii se poate stabili: senzorial, prinaprecierea coagulului care nu trebuie sa aiba zer eliminat, iar la Tnciinarearecipientului coagulul nu trebuie sa se desprinda de peretii ambalajufui §i sa nuelimine zer; chimic, prin determinarea aciditatii titrabile care la iaurtul de vacatrebuie sa fie 80-90°T. Mai precis, punctul final al termostatarii poate fi determinatpotentiometric prin masurarea pH-uIui (pH final 4,65-4,7).

Racirea §i depozitarea produsului. Racirea se realizeazS Tn doua etape:- prerScire la temperatura de = 20°C, in timp de 2,5-3 ore, cu scopui de a

se realiza fntarirea coagulului sj prevenirea separarii zerului (se realizeaza maibine stabilitatea gelului proteic);

- -rScirea propriu-zisa la temperatura de 2...8°C, Tn care caz coagululdevine mai compact, gustul §i mirosul mai bine evidentiate. Racirea propriu-zisaare foe 10-12 ore.

Depozitarea iaurtului. La producator, depozitarea trebuie sa se faca latemperatura de 2...4 °C si pe o durata cat mai mica, pentru a evita aparitia unordefecte.

Operatiile de termostatare, preracire, racire §i transpoit trebuie sa se facafara manipulari brutale care ar putea determina spargerea coagulului si eiiminareazerului.

Defectele ce pot sa apara la fabricarea iaurtului sunt mentionate Tn tabelul13.1.

Tabelui 13.1

Defecte ce se pot constata la iaurt

Defectul1

Coagui moale

Csuze Masuri de prevenire

Lapte de calitate inferioara

insamantare (inoculare) la tem-peraturi scazuteFoiosirea de cuitura cu activitateredusa

Nu se foioseste decat lapte decaiitateSe respecta parametrii determostatareSe utilizeaza o cuituraproaspata

Page 30: Procesarea Industriala a Laptelui

Laptele batut

Laptele batut se obtine din lapte de vaca pasteurizat si racit care seinsamanteaza (inoculeaza) cu o cultura starter de produciie formata dinstreptococi, asemanatoare culturii de unt.

Schema tehnologica este prezentata In figura 13.7.Sortimentui de iapte batut se fabrica In 4 tipuri: gras, cu 2% grasime; s!ab,

cu 0,1% grasime; Sana cu 3,6% grasime; si extra cu 4% grasirne.Laptele batut are urmatoarele caracteristici:

Receptie calitativS §icantitativS a laptelui

Curafire

Normalizare

Pasteurizare in vana la85-95°C, cu mentinere20-30 min

Racire lapte

Pentrulapte batut,la 30-32"C

TPentru

lapte batut;26-28°C

InsamantareI

Distribute in ambalajede desfacere

ITerniostatare

CuiturS starter de productiepregatita conform scheme! din

fig. 13.2

1Pentrusana

la 26-28°C

1,5 -3%

« — sau — — » 1-2%

fnsamantarelapte pasteurizat

90-95°C/30 min§ila 25 -28°C

Termosiaiar?»5-25 O/12"i

.Durata scurta30-35°C/6-10 h(Lapte bStuti)

Durata lungS24-28°C/12-16 h(Lap(e bStuti)

Sana24-27°C12-16 h

1,5-3%

-14 h

Racire la 10°C

IDepozitare la

1-2°C/24h

CulturS starterde productie

de tipcuatsrnar

Preracire la 18-20 °C

RScire la 2-8 °C

IDepozitare (2-8 °C/min. 6 h}

Livrare

Fig.13.7. Schema tehnoiogica de obtinere a laplelui batut.

Page 31: Procesarea Industriala a Laptelui

Produsele Isctate aclde dietetice

- senzoriate:- aspect si consistenta: coagul fin dispersal cu fluiditatea smantanii

proaspete. La Sana coagulul are consistenta fina, compacta;~ culoare: alba;- miros si gust: placut, caracteristic, acru racoritor;

- chimice:

Grasime, % minimum

Aciditate, °T

Sana cu 3,6%grasime

3,6

120

Lapte batut cu 2%grasime

2

120

Lapte batut faragrasime

0,1

120

- microbiologies:- bacterii patogene - absente;- bacterii coliforme - maximum 5/ml ia ambalaje mici si maximum

50/ml la bidon.

LAPTELE ACIDOFIL

Laptele acidofil se obtine prin fermentarea lapteiui cu o cultura starter deproductie care contine numai Lactobacillus acidophilus. La fabricarea lapteluiacidofil trebuie sa avem In vedere urmatoarele:

- Lactobacillus acidophilus este o bacterie de origine intestinala care seaclimatizeaza usor in organism, deci consumui de lapte acidofil va reaiiza oTmbcgatire a microbiotei (microflorei) intestinale cu bacterii lactice cu rot profilacticin deranjamenteie intestinale sj, respectiv, va restabili echilibrul microbiotei(microflorei) intestinale in urma tratamentului cu antibiotice;

- Lactobacillus acidophilus este Insa foarte sensibil la bacteriiie de infectie,ceea ce impune o pasteurizare riguroasa a iaptelui destinat lapteiui acidofil si chiaraceasta sa se Inlocuiasca cu sterilizarea, iar procesui tehnologic sa se desfa§oareaproape In conditii cvasichirugicale.

Schema tehnoiogica de fabricare a laptelui acidofil este prezentata in fig13.8, cu urmatoarele precizari la unele operatii tehnologice;

- normalizarea iaptelui se face la 2,5% grasime;- pasteurizarea trebuie sa fie severa: 85...95°C/30 minimum, iar dupa

pasteurizare trebuie sa fie pastrate cele mai conditii de igiena In toate verigiieprocesului tehnoiogic:

- rScirea laptelui se face ia 40...42CC si se insamanteaza (inoculeaza) cu3-5% cultura de Lactobacillus acidophilus, tulpini filante si nefiiante. Adaosul decultura starter de productie de pasaj tertiarsau cuaternar se face In exces fata decantitatea stabilita teoretic;

- termostatarea pentru fermentare are ioc ia 37...40°C, timp de 5-8 ore, sise consider^ terminata cand aciditatea a ajuns la 90°T. Depasirea pararnetrilor determostatare conduce fa diminuarea calitatii produsului dar si la micsorareanumarului de bacteni acidofile, ceea ce Tnseamna o reducere a valorii terapeutice;

Page 32: Procesarea Industriala a Laptelui

SMANTANH DE CGNSUM

Smantana pentru consum se fabrica numai din smantana proaspata,obfinuta in fabrica prin smantanirea iapteiui. Laptele destinat smantanirii trebuie safie de foarte buna calitate, cu miros §i gust normal, cu aciditate de maximum 20°T§i grad de impurificare redus.

Smantana pentru consum poate fi dulce si fermentata, schema tehnologicade obtinere fiind aratata In fig. 15.1. Smantanirea se realizeaza cu ajutorulseparatoarefor centrifugaie sj prezinta urmatoarele avantaje:

- productivitatea este mare In unitatea de timp;- lapteie smantanit ramane cu putina grasime (~ 0,1%);- smantana este dulce si se poate prelucra Tn unt sau in aite produse

grase (smantana de consum).Factorii care influenteaza smantanirea mecanica sunt:- marimea globuieior de grasime: cu cat diametru! globulelor de grasime

este mai mare, cu atat separarea lor este mai rapida. Marimea globulelor degrasime este influentata de rasa, varsta, perioada de iactatie;

- grosimea stratului de iapte: separarea este mai rapida atunci candglobulele de lapte strabat un strat mai subttre de iapte. Din aceasta cauza, !asepararea mecanica, iaptele patrunde intre talerele separatorului care au un spatiuintre ele de 0,5-1 mm;

- durata smantanirii: la separarea mecanica, cantitatea de grasime care sesepara este cu atat mai mare, cu cat debitul de Iapte care intra in separator estemai mic, in care caz faptefe va sta mai mult in separator sub actiunea forteicentrifuge;

- temperatura de iucru, care actioneaza asupra vascozitatii Iapteiui Insensui reducerii acesteia §i, deci, se favorizeaza separarea grasimii. Temperaturade iucru este de 50...55°C;

- aciditatea iapteiui, care influenteaza Indirect separarea, Tn sensu! ca, laaciditati aie laptelui sub 28°T, vascozifatea este mai mica decat atunci cand sedepa§e§te aceasta aciditate;

Page 33: Procesarea Industriala a Laptelui

Tehnoiogia fabricarii smantanii de consum

Receptie ca!itativ§ §t

Cu retire

JSrn5ntanire

SMANTANA

Normalizare

Preinc5lzire

Omogenizare

IPaste urizare-dezodoriza re

LAPTE DEGRESAT

SMANTANAFERMENTA TA

RScire la 4-?6°C

Maturarein vanS la 4- 6°~4 ore

1R3cire [a 18*22°C

!Maturare biochimicS +.piina la 5Q*60°T

Am ba tare

Depozitare la 4*6°C20 ore pentrucontinuarea maturSrit

Rdcire la 10-i-140C

IAmbejlare

IMaturare fizicS la 5±G°C124 ore

Selectionare lapte

Pasteurizare la 90^95°Ccu mentinere 30 min.

JR^cire la 24 CC

SnsSmSntare cu culturepurS de laborator inpropose de 1-5-2%

Termostatare la20+24°C/18-f-20 ore

RScire la 10 CC

Depozitare la 4*8DC

ICulturS starter deproductie (pris

Livrare Depozitare la 2 -

ILivrare

Fig.15.1. Schema tehnologlca de fabricare a smantanii de consum.

- numarui de turatii a! tobei separatoruiui: o data cu cre§terea turatieitobei, create forta centrifuga §i, deci, viteza de separare a globulelor de grasime.Cresterea turatiei tobei nu trebuie sa depaseasca limita prevSzuta Tn cartea tehnicaa ma§inii, deoarece exista riscul descentrarii tobei, cre§terii uzurii utilajului si chiarposibilitatea unor accidente prin ruperea axuiui tobei.

Toate ceie mentionate se regasesc direct sau indirect si In relatia care daviteza de separare:

Page 34: Procesarea Industriala a Laptelui

Operatiile tehnologice de la fabricarea smantanii de consum 267&a W 2

?n care:

[m/s]

in rn/s;

* t- « ^-... /^ V ' /

vc este viteza de separate Tn camp centrifugala'- dlametrul particulelorde separat, In m;pis - densitatea iaptelui smantanit, Tn kg/m3;

^f. s~\^ r*» k^ *"} ^\l j*^ ii*-*^ c" r rVfc i s r ^~i L* /^ /rt'*! "DO — uensitaiua QnaSirnn. n Kg/m ./ f "** ^^

Tl - vascozitatea laptelui, in kg/m2.s;R - raza tobei separatoruiui: Tn m.

Randamentul practic ai smantanii (cantitatea reala de srnantana din 100 Ilapte) se poate caicula pe baza analizelor privind continutui de grasime din lapteleintegral, smantana, laptele smantanit si pierderile din timpul procesului desmantanire, prin folosirea relatiel:

P —

Gs-g100-p

100

Tn care: G, este continutui Tn grasime ai laptelui ce se smantaneste, Tn %;g- continutui Tn grasime a! laptelui smantanit, Tn %;Gs - continutui Tn grasime al smantanii obtinute, Tn %;p sunt pierderile Tn cursu! smantanirii (p = 0,5%).

Continutui de grasime a! smantanii poate fi modificat prin:- regiarea separatorului (normalizare In flux continuu);- normalizarea smantanii, prin adaos de lapte smantanit sau de smantana

cu un continut de grSsime mai mare decat ai ceiei obtinute prin separare.In primul caz, prin manevrarea surubului de regiare ai separatorului, se

poate obtine smanfSna cu un anumit continut de grasime. O rotatie compSeta asurubuiui de regiare determina o modificare a continutului de grasime ai smantaniide 4-5%

Pozltia dorita a surubului de reglare se verifica pe baza raportului dintrecantitatea de smant^na (1 I) si cantitatea de iapte smanianit (x litri) obtinuta mtr-unanumit interval de timp.

Continutui In grasirne ai smantanii rezultate se poate calcula cu relatia:

Page 35: Procesarea Industriala a Laptelui

Tehnologia fabricari! srnantanii de consum

In care: Gs este continutu! de grasime al smantanii, m %;G/- continutui de grasirne al laptelui integral, In %;R - rana'arnentu! In smantana fata de cantitatea totals de lapte, In %;0,05 - cantitatea de grasirne care trace in lapteie smantanit, % (gradul de

f

R In aceasta relatie reprezinta randamentui teoretic [nu s-a tinut seama side pierderiie de grasime (p) In cursu! smantanirii care sunt - 0,5%].

fn functie de continutui de grasirne al laptelui integral, pentru diferite pozitiiale §urubuiui de reglare, se obtin diferite randamente teoretice m smantana cucontinut diferit de grasime (tabeSu! 15,1).

TabeluS 15.1

Continutui in grasime in functie de randament §i de continutuide grasime at laptelui

Randament Tnsmantana

%10121416

Continutui Tn grasime a! laptelui integral, %

3,433,528,024,021,0

3,636,529,625,422,2

3,837,531,326,823,5

4,039,532,928,924,7

4,2

__lli5__J34,629,726,0

4,443,636,331,027,8

fn cazul srnantanii dulci (frisca), normalizarea se face la un continut degrasime de 30%, iar In cazu! srnantanii de consum fermentate Intre 20 si 30%.

In general, daca se depaseste continutui de 30% grasime in smantana,creste vascozitatea srnantanii si, deci, scade randamentui de smantanire,deoarece smantana vascoasa trece greu prin pachetul de talere, ajungandu-sechiar la trecerea de smantana In lapteie smantanit.

Pentru verificari rapide, aproxirnative, privind cantitatile de smantana sicontinutui de grasime al srnantanii ce se obtine din 1000 I lapte cu diferiteconcentratii de grasime, se pot folosi datete prezentate In tabelul 15.2.

Normalizarea srnantanii cu un continut mai mare de grasime decat eel doritse face prin adaugare de iapte smantanit sau prin adaugare de smantana cu uncontinut mai redus de grasime.

La normalizarea prin adaos de lapte smantanit se pot foiosi douametodologii:

- cu ajutorul reiatiilorde calcu! si anume:/

C t f~^ — /"\ OnV^n *J/

/ — C C-

?n care: S/este cantitatea de smantana supusa normaiizaril, In kg;Sn - cantitatea de smantana obtinuta dupa normalizare, InGn ~ continutui de grasime al smsntanii normaiizate, in %;G/- continutu! de grasirne al laptelui smantanit, In %;

Page 36: Procesarea Industriala a Laptelui

fr6 "T™~^"~"

66 96mLII921.

'' t'Ct-

osi1 Oil

881 "' 80S

0922L£9Z£

8'e

t70LH Le2t0£L9H991-

£8t£02

frfrgK)£S9£

re

68i?6SOL

m8UZ2i-

2HI9t

enZ6tzes96S

ese9'£

981.6

66

801-

SU

£21

8£L

ZSlezt26 L

0£2882

St?£

9'£

W88

96

901-

eu021-

fret291891981-

V220825££

i7'£

18

98ee20 L

80 1

911

0£L

9t^L

£91.

181-

/ L 2U292£

£'£

Qi£8

06

66soteu92 1

en891.

9/101-229291-S2'£

9Z08

Z8

96

20 L

60 L

221-

6CJ.

£9L

O Z L

£02

fr92

90S

l'£

^Z8Zfr826

86

901-

8Ut^£L

Sfl-

^91-

Z6t9^29620'£

L/£Z2868

96

20Lt'U0£l-en89 L06 L8£29826'2

69

ZLQL982686ou921-

8£L

£91-

eet6229/28'2

__99 j fr9 [ Ofr

OZ

9Z

£8

88

96

901.

021££L

i^l

Lil

022

992

i'Z

LQ£Z08

98

L6

20 L

9U82L

ZVl-

Oil

2L2

992

9'2

% 'ejejedas e\I ao sjajdei uip aiuisejB ap jnjnuiiuoo

[ 9£ _]

9£7PCo j

IT">ut j82

92

22 j

02 -J8L

SI

2L

01. _]o/o 'eue^uetus uip 1

8LU!SI3j6

ap j n ^ n u t j u o o

QOOi- ui ' ap

Z'Sl

Page 37: Procesarea Industriala a Laptelui

Tehnoiogia fabricaril smantanii de consum

GSi este continutui de grasime al smantanii supuse normafizarii, in %;L - cantitatea necesara de lapte smantanit, in kg.

- cu ajutorul patratului lui Pearson (vezs norrnatizarea lapteiui).La norrnaiizarea smantanit prin adaugare de smantana cu ccntinut mai mic

de grasime se aplica reiatia:

$2 =Si

In care: S2 este cantitatea de smantana cu continut mai mare de grasime cetrebuie amestecata cu cantitatea de grasime cu continut mai scazut de grasime, Tnkg;

S-t - cantitatea de smantana ce se doreste a se obtine dupa norrnaiizare,Tn kg;

Gn - continutui de grasime al smantanii ce se doreste a se obtine dupanormalizare, Tn kg;

G2 - continutui de grasime al smantanii S2l in %;G! - continutui de grasime al smantanii S3, Tn %.

Tn care Sa este cantitatea de smantana cu continut redus de grasime, Tn kg.Calculul de mai sus se face si cu ajutorul patratuiui lui Pearson.Cantitatea de smantana ce trebuie adaugata", de exemplu, la 100 kg

smantana cu continut prea mare de grasime, Tn vederea normalizarii acesteia, sepoate cafcula si mai simplu, cu reiatia:

S3 =100(c2-Gn)

Astfel, daca G2 = 34%, Gn = 30% si G-, = 20%, atunci

S3=S10030-20

kg.

Deci, pentru norrnaiizarea smantanii cu 34% grasime, pentru fiecare100 kg smantana cu 34% grasime se adauga 40 kg smantana cu 20% grasimepentru a se obtine 140 kg smantana normaiizata cu 30% grasime.

Verificarea rezultatului se face astfei:100 kg smantana cu 34% grasime contin 3400 u.g.40 kg smantana cu 20% grasime contin 800 u.g.140 kg din acest amestec contin 4200 u.g.

4200/140 = 30, adica continutui de grasirne ai amestecului va fi de 30%.

15.2.2. PASTEURIZAREA SMANTANII

Pasteurizarea smantanii, asa cum de attfe! s-a aratat si In capitolul 7, areurmatoarele objective de baza:

ciistrugerea microflorei patogene, in particular a Micobacteriumtuberculosis',

Page 38: Procesarea Industriala a Laptelui

Operatiile tehnologice de la fabricarea smsntanii de consum

distrugerea florei (bacterii, drojdii, mucegaiuri) care poate producedefecte ale smantanii, infiuentand deci negativ calitatea acesteia;

- distrugerea enzimelor proprii si a celor secretate de microorganismecare pot produce modificari substantiate ale smantanii;

Tndepartarea substanteior volatile, mirositoare, prin reaiizarea de vidpartial Tn timpul pasteurizarii (vacreatie), astfe! meat smantana obtinuta sa fie faradefecte de gust si miros.

Pasteurizarea smantanii pentru consum se face la temperaturi de92...95°C/20~3Q s. La stabiiirea temperaturii de pasteurizare trebuie sa se tinasearna de gradu! de prospetime al smantanii. Smantana cu aciditate normaia poatefi pasteurizata la temperaturi rnai ridicate, Tn timp ce smantana cu aciditatecrescuta trebuie pasteurizata ia temperaturi mai moderate, deoarece ar putea aveaioc precipitarea cazeinei care antreneaza grasime. La stabiiirea temperaturii se tineseama de aciditatea p!asmei sj nu de aciditatea smantanii ca atare, deoarecepentru aceeasi aciditate a smantanii, dar cu un continut diferit de grasime,aciditatea din plasma este diferita.

Aciditatea plasmei se caicuieaza cu relatia:

- 100-Gs'

Tn care: Ap este aciditatea din plasma, Tn °T;AS - aciditatea smantanii, Tn °T;Gs - continutul de grasime al smantanii, Tn %.Pentru aceeasj aciditate a smantanii, aciditatea plasmei creste cu cat

continutul de grasime al smantanii este mai mare. Smantana, deci, poate fi admisala pasteurizare daca aciditatea se Tncadreaza Tn anumite limite, dupa cum seprezinta Tn tabeiui 15.3.

Tabeiui15,3

Relatia dintre continutui de grasime §i aciditatea admisa

Limita de aciditateadmisa, °T

Continutul in grasime al smantanii, %2524

2723

2923

3022

3321

3521

3720

3920

4120

4320

4519

La pasteurizarea smantanii trebuie sa avem Tn vedere efectul acesteiaasupra structurii §j compozitiei smantanii.

Pasteurizarea determina:- aglomerare redusa a globuleior de grasime (exceptand smantana

pasteurizata prin vacreatie), ceea ce conduce ia reducerea pierderilor de grasimeTn zara daca smantana este destinata fabricarii untului;

- fonmare de grupari -SH active Tn principal din f3-!actoglobulina, gruparicare protejeaza grasimea de oxidare;

- forma re de H2S si alti compusi sulfurici (mercaptani) care pot imprimasmantanii gust de fieri, dar intervin si Tn aroma smantanii Tmpreuna cu iactonelecare se formeaza din oxiacizi:

Page 39: Procesarea Industriala a Laptelui

Tehno/ogia fabricarii smantanii de consum

- reactii de tip Mailiard, In principal in eventuaiele depozite de la suprafataplacilorfierbinti ale pasteurizatorului;

- degazarea smantanii care are !oc daca pasteurizarea se face sub vid(vacreatie), cand se eiimina substanteie volatiie, inciusiv a celor care dau miros denutret, ceapa, varza", usturoi, dar in proportie destul de rnare §i H2S, diacetilul etc.

Pentru pasteurizarea smantanii, Tehnofrig-Cluj fabrica instalatia depasteurizare cu piacs TIPS-20, cu capacitate 2000 l/h, §i TiPS-50, cu capacitate5000 l/h.

lnstalajia de pasteurizare smantana tip TIPS-20 este formata dinurmatoarele componente (fig. 15.2);

-vas cilindricdsn otei inox, cu fund Tnciinat, cu piutitor s_i picioare reglabilede 1001;

- filtru cilindriccu sita pentru retinerea impuritatiicr metalice;- pompa centnfuga TPC 5/25 cu debit 5000 l/h la presiunea de 25 mm

H20;- pasteurizatoruf propriu-zis;- condensator de amestec cilindric cu talere pentru condensarea vaporilor

ce provin de la dezodorizator. Pentru evacuarea apei de racire §i a celei proveniteprin condensarea vaporiior se utilizeaza o pompa de vid MIL-251 cu inet de lichid.Aceasta pompa reaiizeaza un vid In instalatie de 0,2-0,25 daN/cm2, vid care sepoate regla cu un ventil de presiune sau prin debitul de apa ce alimenteazacondensatorul;

- instalatia de automatizare: reglare debit de abur functie de temperaturade evacuare a smantanii; reglare cap de recirculare In conditiile In care smantananu a atins temperatura prescrisa; fnregistreaza diagrama de pasteurizare;

- sistem de alimentare cu abur: filtru, regulator de presiune, ventil reglaredebit de abur echipat cu convertor electro-pneumatic sj pozitioner precum sj douamanometre;

- electrocompresor de aer, care deserves.te instalatia de automatizare sidebiteaza aer pentru ventilul electromagnetic cu 3 cai, ventilul de recirculare,ventilul de regiare a debituiui de abur precum §i sistemul de protectie al instalatieide automatizare.

15.2.3. RACIREA SMANTANfi PASTEURIZATE

Racirea smantanii trebuie efectuata rapid pana la temperatura de maturarefizica/ biochimica, care variaza In functie de procedeul folosit. Durata sitemperatura racirii au o aeosebita influenta asupra modificarii consistentei grasimii.In conditiiie pasteurizarii smantanii In pasteurizatoare prevazute cu zone de racire,operatia se executa In lipsa contactului cu aerui, ceea ce este favorabii deoarecenu se oxia'eaza grasimea §i nici nu exista posibilitatea reinfectarii smantanii a§acum este cazul ia racirea In sistem deschis cu ajutoru! racitoarelortubulare plane.

15.2.4, MA"

In cazul smantanii duici se aplica numai rnaiurarea fizica, care seiizeaza In vana la 4 ... 6°C: timpde circa 4 ore, cu agltare periodica In primele

Page 40: Procesarea Industriala a Laptelui

J

Fig.15.2. Schita de principiu a instalatiei de pasteurizare a smantanii TIPS-20:1- vas de alimentare pasteurizator cu lapte; 2- pompa centrifugala; 3-pasteurizator cu piaci cu urmatoarele zone: /- zona deprelncalzire; //- zona a doua de pretncaizire; ///- zona de pasteurizare; IV- zona de racire; V- zona de racire avansata; 4- degazor(dezodorizator) care lucreaza sub vid; 5- condensator cu talere cu racirea vaporilor de apa prin ploaie de apa de racire; 6- pompade vid cu inei de apa; 7- boiler pentru preparare apa caida pentru zona a Ill-a de pasteurizare; 8- pompa de apa calda; 9-compresor de aer; 10- rezervor de aer; F- filtru; R- regulator de presiune; V- ventil de regiare debit de aer; 11- ventii cu trei caipentru recirculare smantana atunci cand aceasta nu a atinstemperatura de pasteurizare.

Page 41: Procesarea Industriala a Laptelui

Tehnologia fabricarii smantanii de consum

ore, dupa care smantana se ambaleaza §i se matureaza in coniinuare in depozit la4 ... 6°C, timp de inca 20 ore.

in cazul smantanii fermentate, dupa pasteurizare, smantana se racesje la18...22°C si se trece ?n vanele de maturare, unde se insamanteaza cu o culturastarter de productie formata din Lactococcus lactis subsp. iactls (puternic acidi-fiant), Lactococcus lactis subsp. cremoris (mai putin acidifiant dar care favorizeazaobtinerea unei consistente cremoase) si Lactococcus lactis biov. diacetilactis careformeaza substanteie de aroma, insa, are si capacitate acldifianta redusa. !nsa~mantarea se face In proportie de 3-5%. In prirnele 3 ore de maturare se practica oagitare u§oara ?n vederea favorizarii maturarii bicchimlce §i, respectiv, a formanicompus.ilor de aroma. Maturarea biochimica este tntrerupta cand smantana a ajunsia 50-60°T (80-90°T in plasma) prin racirea smantanii la 10...14°C. Dupaambaiarea smantanii se realizeaza maturarea fizica a smantanii ambalate la5...6°C, timp de 24 ore, cand smantana isi capata caracteristiciie de produs finit.

15.2.5. AMBALAREA §l DEPOZITAREA

-Smantana de consum poate fi ambalata In pahare de sticla tip iaurt,

pahare din carton cerat sau un material plastic cu capacitate de 50-250 g. PentrucoiectivitatK ambaiarea smantanii poate fi facuta §i in bidoane din aluminiu, decapacitate 5, 10 §i 25 kg.

Depozitarea se face in spatii frigorifice bine igienizate, bine aerisite, latemperatura aerului de 2...5°C.

15.3. SORTIMENTE DE SMANTANA

Sortimentele de smantana difera intre ele prin utilizarea ce li se da si deciprin continutul in grasime.

Smantana dulce pentru fri$ca are un continut de grasime de 32±1% §i oaciditate maxima de 20°T. Trebuie sa fie omogena, fluida, fara aglomerari degrasime sau de substante proteice, cu gust dulceag §i aroma specifica, fara gust §imiros strain.

Calitatea smantanii dulci destinate obtinerii de fri§ca este determinata si decapacitatea ei de batere, de volumu! obtinut dupa batere, de consistenta spumei §ide stabiiitatea ei in timp. Aceste caracteristici se pot determina cu aparatu! Mohr.

Smantana dulce cu continut redus de grasime (10%) sj aciditate demaximum 20°T, care poate fi §i omogenizata, este destinata ca adaos la cafea saupentru diverse preparate culinare. Trebuie sa indeplineasca acelea^i caracteristicisenzoriale ca sj smantana dulce pentru frisca (cu exceptia calitatii de batere).

Smantana fermentata de consum care poate fi de tip 30 (cu 30%grasime) si de tip 25 (cu 25% grasime) are aciditate de maximum 90°T si trebuiesa fie omogena, vascoasa, fara aglomerari de grasime sau de substante proteice.Gustu! trebuie sa fie placut, slab acris.or iar mirosul specific de fermentatie lactica.

Page 42: Procesarea Industriala a Laptelui

Defectele smantanii de consum

Smantana plastica se prepara din smantana duice cu 41-48% grasime siaciditate de maximum 20°T, pasteuhzata !a 90...95°C, racita ia 50°C, omogenizataia 150 at §i racita !a 30°C cand se insamanteaza cu 7% cultura starter obtinuta dinamestecarea ?n parti egale a unei cuituri de streptococi mezofili (Lactococcus tactissubsp. cremoris sj biov. diacetilactis) sj o cultura formata din streptococi termofili,

Fermentarea se face ia 27...28°C/18 ore, dupa care produsul se raceste la18°C si se mentine !a aceasta temperatura 4-5 ore. Maturarea fizica se realizeazaia 4,..5°C. Aceasta smantana poate fi ambalata in pachete, avand o consistentafoarte mare.

CONSUM

Verificarea calitatii smantanii de consum se refera la:- verificarea ambalarii si marcarii (de regula ambaiarea se face Tn pahare

de carton cerat sau din material plastic cu capacitate de 50-250 g);- exarnenui senzorial (aspect - culoare, consistenta, gust si miros) care se

face pe probe aduse la 8...12°C;- analiza chimica: continutul de grasime prin metoda butirometrica (varian-

ta volumetnca sau gravimetrica); aciditatea (prin titrare cu hidroxid de sodiu 0,1 N).Aciditatea se poate exprima fie ca aciditate totala a smantanii In functie de

aciditatea piasmei, fie ca aciditatea piasmei in functie de aciditatea totala asmantanii:

Aciditate totals (As) =A

100-.100

Aciditatea piasmei (Ap) =100GS

Tn care: Ap este aciditatea piasmei, Tn °T;Gs~ continutul de grasime din smantana, Tn %;As- aciditatea smantanii, Tn °T.Pentru a verifica eficienta pasteurizarii smantanii se executa proba

peroxidazei cu benzidina.

Principalele defecte Tntalnite ia smantana de consum sunt prezentate Tncontinuare.

Page 43: Procesarea Industriala a Laptelui

276 Tehnoiogia fabricarii smantanii de consum

Defecte de aspect:- aspecf spumos datorat pomparii repetate a smantanii, transvazarilor

repetate sj agitarii Tn tirnpul transportuiui;- separare In ce/e doua faze: grass !a suprafata si plasma care

alcatuieste strata! inferior. Defectui se intalneste la smantana cu continut redus degrasime;

- aspect grigos, care apare la smantana obtinuta din lapte cu aciditatemare ia care au precipitat proteinele. Defectui este Insotit de gustui de branza.

- consistenta filanta (mucilaginoasa'-vascoasa), care apare atunci candsmantana este infectata cu rnicroorganisme ce produc poSizaharide (Leuconostocmezenteroides, Str. agaiactiae etc.).

Defecte de gust §i mires (provin In principa! din lapte ca urmare a furajariianimalelorcu anumite furaje sau datorita pastrarii fapteiui In conditii neigienice):

- gust acru: folosire de lapte acidifiat sau datorita unei suprafermentaribiochimice a smantanii;

- gust de drojdie: apare datorita infectarii laptelui sau smantanii cudrojdii, acestea favorizand si lipoliza;

- gust uleios, de peste, de seu: se datoreaza hidrolizei grasimilor,formarii de trimetilamina din lecitina sau oxidarii accentuate a grasimii In prezentade metale grele;

- gust si miros de furaje. se datoreaza lipsei de igiena a iaptelui iaproducator, unde laptele poate capata gustui sj mirosul furajelor din grajdui In carese mulg animaleie.

La smantana dulce pentru frisca se poate Tntalni defectu! care consta Inlipsa capacitatii de a se bate, deci de a Incorpora aer. Defectui se poate datoraunor abateri rnari de la continutui de grasime §i, respectiv, folosirii unei cantitatiprea mari de lapte degresat la normaiizare.

15.6. LICHIOR DE SMANTANA

Acest produs se fabrica In principa! in irlanda sub denumirea de Bailey'sIrish Cream si contine: 16% grasime iactata; 20% zahar; 3% cazeinat de sodiu; 1%substanta uscata degresata Iactata; 10 mM citrat trisodic (total substanta uscata =40%); etanol 14% si apa 46%.

Schema tehnologica de fabricatie este prezentata In fig. 15.3.Problemele ce se pun la depozitarea acestui produs sunt urmatoarele:- ecremarea datorita unei omogenizari necorespunzatoare care nu

realizeaza o dispersie buna a grasimii (ornogenizarea influenteaza caracteristicileprodusului cum arfi catifelajul, aderenta la peretii paharuiui, cpacitatea);

- ?ngro$area (age thickening) datoriiS egregarii proteinelor care implicainteractiuni compiexe dintre cazeina aflata In faza continua si cea de ia interfaiagrasime/apa (globulele de grasirne nou formate au o membrana diferita de cea aglobulelor initiaie de grasime din smantana). Agregarea este promovata de ionii de