Зменшення кількості бактерій механічним шляхом
Бактофугування
Як вже говорилося в главі 6.2, Бактофугування - це процес, в якому використовується спеціально розроблена герметична центрифуга Bactofuge (r), призначена для відділення бактерій з молока і особливо суперечка, утворених деякими видами бактерій. Найчастіше застосовується звичайна HTST- пастеризація (з короткочасною витримкою при високій температурі) при 72-73С протягом 15-20 секунд.
Бактофугування виявилося ефективним способом скорочення кількості спор в молоці, т. К. Їх питома вага вище, ніж у молока. Бактофугування зазвичай розділяє молоко на фракцію, яка більш-менш вільна від бактерій, і концентрат (бактофугат), який містить як суперечки, так і бактерії в цілому і становить до 3% від потоку, що надходить в бактофуги.
Бактофугування завжди є частиною попередньої обробки молока. У тих випадках, коли необхідно досягти високої якості молока, призначеного для виробництва сиру, бактофуга встановлюється послідовно з відцентровим сепаратором, до або після нього.
Бактофуга встановлюється до сепаратора в разі пред'явлення підвищених вимог до якості вершків, додатково образующіхсяпрі безперервної нормалізації молока в потоці.
При цьому якість вершків буде покращено, т. К. Кількість спор аеробних спороутворюючих мікроорганізмів, таких як Bacillus cereus, буде зменшено.
Для Бактофугування часто вибирають ту ж температуру, що і для сепарування, т. Е. 55-65С, або 60-63С.
Існують два типи бактофуги:
Двофазна бактофуга має два вихідних патрубка зверху:
- один для безперервної вивантаження важкої фази (бактофугата) через Спеціальний верхній диск,
Однофазна бактофуга має тільки один вихід у верхній частині центрифуги для молока зі зменшеною кількістю бактерій; бактофугат збирається в шламовому просторі барабана і розвантажується з наперед заданими інтервалами через отвори в барабані.
Наявність двох типів дозволяє вибирати різні комбінації обладнання для оптимізації бактеріологічного стану молока, що використовується як для сироваріння, так і для інших цілей.
У цьому контексті можна також згадати, що сироватка, якщо вона призначається для виробництва концентрату сироваткового білка в якості інгредієнта в молочних сумішах для грудних дітей, після уловлювання дрібних частинок і жиру повинна бути піддана Бактофугування.
альтернативні технології
Існує близько десяти можливих варіантів компоновки установки для Бактофугування; тут наводяться три приклади:
1 Двофазна бактофуга з безперервним викидом бактофугата
2 Однофазна бактофуга з періодичним скиданням бактофугата
3 Подвійне Бактофугування з двома однофазними бактофуги.
Установка герметична, доступ повітря в систему відсутній; утворюється безперервно потік концентрату мікроорганізмів (бактофугат), який не містить повітря, є важкою фазою.
1. Двофазна установка Bactofuge з безперервною вивантаженням бактофугата
Ця технологія працює за умов герметичності і виробляє безперервний потік концентрату (бактофугата) бактерій у вигляді важкої фази, яка не містить повітря. Ця фаза, складова до 3% від подаваемогопотока (регульованого зовнішнім лопатеві-роторним насосом з регульованою подачею), часто стерилізується і перемішується з основним потоком. Принцип роботи стерилізатора - впорскування продукту в пар. Стерилізатор - настойним типу, а температура стерилізації - приблизно 130С протягом декількох секунд - достатня для інактивації спор мікроорганізмів роду Clostridia. Гарячий бактофугат, що виходить із стерилізатора, перемішується приблизно з половиною обсягу молока, що пройшов Бактофугування, щоб знизити температуру до того, як він знову потрапляє в решті потік, що пройшов Бактофугування. Після змішування молоко направляється в пастеризатор для пастеризації при температурі 72С протягом 15 секунд, потім слід регенеративне і остаточне охолодження до температури сичужного згортання.
Бактофуга з безперервною вивантаженням бактофугата використовується в тих випадках, коли
- можливо підмішування стерилізованого бактофугата,
- існує альтернативне використання бактофугата в продукті, теплова обробка якого досить сильна, щоб забезпечити інактивацію мікроорганізмів.
Номінальна годинна продуктивність становить 15 000 і 25 000 л (в залежності від розміру центрифуги), при якій досягається як мінімум зменшення анаеробних суперечка на 98%.
2. Однофазна бактофуга з періодичної вивантаженням бактофугата
Щоб досягти згаданого вище ефекту зменшення кількості бактерій, також рекомендується номінальна продуктивність 15 000 і 25 000 л / год.
Бактофугат з однофазної бактофуги періодично скидається через отвори в корпусі барабана з наперед заданими інтервалами 15-20 хвилин, що означає, що бактофугат буде досить концентрованим і, таким чином, невеликим за обсягом, 0,15-0,2% від потоку. Перед введенням в молоко бактофугат повинен бути підданий стерилізації. Перед подачею в стерилізатор концентрат розбавляється бактофугірованним молоком приблизно в кількості 1,8% від витрати, щоб отримати достатній обсяг для належної стерилізації. Початок і закінчення роботи насоса (6) розвантаження пов'язано з режимом роботи розвантажувальної системи бактофуги.
Після стерилізатора гарячий бактофугат охолоджується шляхом змішування з бактофугірованним молоком приблизно в кількості 50% від основного витрати.
Там, де законом не дозволяється повторно використовувати бактофугат, він повинен бути злитий в дренаж або зібраний в баку для продукції, що спрямовується на установку для дезактивації.
3. Подвійне Бактофугування з двома однофазними бактофуги в одній технологічній лінії
Бактофугування молока один раз не завжди достатньо - зокрема, при високому вмісті суперечка в молоці. Подвійне Бактофугування призводить до зниження спор мікроорганізмів роду Clostrida більш ніж на 99%.
мікрофільтрація
Досить давно було відомо, що мембранний фільтр з розміром пор приблизно 0,2 мікрона може фільтрувати бактерії з водного розчину. При мікрофільтрації молока проблема полягає в тому, що більшість жирових кульок і деякі білки мають такий же розмір, як і бактерії, або навіть більше. В результаті, коли використовують мембрани з такими дрібними порами, фільтр дуже швидко забруднюється. Тому через фільтр пропускають знежирене молоко, а вершки, необхідні для нормалізації молока за вмістом жиру, стерилізуються зазвичай разом з концентратом бактерій, отриманим шляхом одночасної мікрофільтрації. Принцип мікрофільтрації описаний в главі 6.4 "Мембранні фільтри". На практиці мембрани з розміром пір 0,8-1,4 мікрона вибирають для зниження концентрації білка. Крім того, білок формує динамічну мембрану, яка сприяє утриманню мікроорганізмів. Установка для мікрофільтрації включає в себе апарат непрямий стерилізації для спільної стерилізації необхідного для нормалізації за вмістом жиру кількості вершків і ретентат від фільтраційного апарату.
Установка для обробки молока з мікрофільтрац. Установка мікрофільтрації забезпечена двома контурами, що працюють паралельно. Кожен контур може обробляти до 5000 л / ч знежиреного молока; це означає, що установка має загальну продуктивність 10 000 л / год. Таким чином, продуктивність можна збільшувати шляхом додавання контурів.
Сире молоко, що потрапляє на установку, попередньо підігрівається до температури, необхідної для сепарування, зазвичай до 60-63С, при якій воно розділяється на знежирене молоко і вершки. Заздалегідь визначену кількість вершків, необхідне для отримання заданого вмісту жиру в молоці, призначеному для виготовлення сиру, направляється пристроєм для нормалізації на стерилізацію установку.
Обробка молока, яка включає двоконтурний мікрофільтр і стерилізацію концентрату бактерій разом з вершками, необхідними для нормалізації молока, призначеного для виготовлення сиру.
Тим часом знежирене молоко перекачується в окрему охолоджувальну секцію установки стерилізації для охолодження до 50С, нормальної температури мікрофільтрації, а потім направляється на фільтраційну установку.
Потік молока поділяється на два рівних потоки, кожен з яких потрапляє в петлю, де він розділяється на концентрат, що містить бактерії (ретентат), що включає в себе близько 5% всього потоку, і фазу зі зменшеною кількістю бактерій (пермеат).
Потім ретентат з обох контурів об'єднуються і змішуються з вершками, які до потрапляння в стерилізатор повинні пройти нормалізацію. Після стерилізації при 120-130С протягом декількох секунд суміш перед перемішуванням з пермеат охолоджується приблизно до 70С. Потім загальний потік пастеризується при 70-72С приблизно протягом 15 секунд і охолоджується до температури сичужного згортання, зазвичай 30С.
Завдяки ефективності зменшення вмісту бактерій мікрофільтрація дозволяє виробляти твердий і напівтвердий сир без додавання хімікатів для пригнічення росту спор мікроорганізмів роду Clostridia.