Технология и техника переработки молока

С.А.Бредихин, Ю.В.Космодемьянский, В.Н.Юрин

ТЕХНОЛОГИЯ

И ТЕХНИКА ПЕРЕРАБОТКИ
МОЛОКА

Ф

МОСКВА «КОЛОС» 2001

УДК 637.1 
ББК 36.95 
Б87

Р е д а к т о р ы :  Е.Н. Соколова, Г. В. Быковская

Бредихин С. А., Космодемьянский Ю. В., Юрин В. Н.
Б87 
Технология и техника переработки молока. — М.: Колос, 2001. — 400 с.: ил.
ISBN 5 -1 0 -0 0 3 4 4 2 -4 .

Рассмотрены общие технологические операции и применяемое оборудование для переработки молока. Описаны технологии питьевого молока и 
сливок, кисломолочных продуктов и молочных консервов. Даны сведения о 
технологическом оборудовании и его технические характеристики. Описаны правила проведения лабораторного контроля и сертификации молочной 
продукции. Изложены основные требования контроля качества переработки молока.
Для специалистов молочной промышленности, а также всех, кто желает 
организовать производство по переработке молока. Книга может быть использована и в учебном процессе при подготовке студентов по специальностям 170600 «Машины и аппараты пищевых производств», 271100 «Технология молока и молочных продуктов», 330500 «Безопасность технологических процессов и производств».

УДК 637.1 
ББК 36.95

ISBN 5 -1 0 -0 0 3 4 4 2 -4
© Издательство «Колос», 2001

Предисловие

Молоко используют либо как продукт питания в 
непереработанном или переработанном виде, либо 
как сырье для молочной и пищевой отраслей промышленности. Молоко имеет высокую пищевую и 
биологическую ценность. В его состав входят необходимые для организма человека и хорошо усвояемые пищевые компоненты: молочный жир, белки, 
углеводы, молочный сахар и минеральные вещества. К отличительным особенностям молока как 
сырья относится то, что, являясь источником полноценного белка, оно поликомпонентно по составу, неадекватно по функционально-технологическим свойствам, биологически активно и под влиянием внешних факторов лабильно изменяет свои 
свойства и параметры. В связи с этими обстоятельствами рациональное и рентабельное использование сырья, выработка высококачественных молочных продуктов могут быть достигнуты при условии 
профессионального понимания основных принципов и закономерностей процессов, заложенных в 
технологии молока.
Технология — это наука о способах воздействия 
на сырье, материалы или полуфабрикаты соответствующими орудиями производства и о закономерностях происходящих в сырье процессов при его 
превращении в готовый продукт. Сущность технологии заключается в рассмотрении основных принципов и схем производства в совокупности с множеством сопряженных друг с другом явлений и процессов, происходящих под влиянием технологических 
факторов.
Современная промышленная переработка молока

3

представляет собой сложный комплекс последовательно выполняемых взаимосвязанных химических, 
физико-химических, микробиологических, биохимических, биотехнологических, теплофизических и других трудоемких и специфических технологических 
процессов. Эти процессы направлены на выработку 
молочных продуктов, содержащих либо все компоненты молока, либо их часть. При производстве питьевого цельного сырого, пастеризованного и стерилизованного молока, а также кисломолочных напитков используются все компоненты состава молока. 
Выработка питьевых сливок, сметаны, творога, масла, сыра и других молочных продуктов основана на 
раздельной переработке компонентов молока. Производство молочных консервов связано с сохранением всех сухих веществ в молоке после удаления из 
него влаги.
Предприятия молочной отрасли оснащены большим количеством перерабатывающей техники. Рациональная эксплуатация технологического оборудования требует глубокого знания его особенностей и 
конструктивных признаков. При использовании современного технологического оборудования важно 
сохранить в максимальной степени пищевую и биологическую ценность компонентов сырья в вырабатываемых молочных продуктах.
Современная технология молока базируется на результатах многолетних исследований отечественных, 
зарубежных ученых, а также опыте специалистов перерабатывающих 
предприятий 
молочной 
отрасли 
страны. Основная научно-исследовательская работа в 
области промышленной переработки молока сосредоточена в ГУ ВНИМИ, ВНИИМС, НИИДП, а также их филиалах и отделениях на Алтае, Северном 
Кавказе, в Сибири и других районах страны. Существенный вклад в решение многих проблем промышленной переработки молока вносят кафедры высших 
учебных заведений, ведущих подготовку специалистов для молочной отрасли, — МГУПБ, СПбГАХПТ, 
ВГТА, СГТУ, ВМХА им. Н. В. Верещагина и др.
В настоящее время отечественная молочная отрасль находится в условиях экономического кризиса. 
Основная причина этого — неудовлетворительное состояние сырьевой базы отрасли как следствие общего

4

финансово-экономического кризиса всей пищевой 
промышленности страны. Увеличение объема производства молока в стране последние 50 лет шло экономически бесперспективным путем за счет наращивания поголовья национального стада, а не повышения 
продуктивности 
коров. 
Продуктивность 
коров 
в 
СССР к 1990 г. в среднем составляла до 2782 кг молока в год, тогда как в ведущих странах она достигла 
5000—6000 кг. В последнее десятилетие продуктивность коров в стране стала еще ниже; их численность 
уменьшилась на 34 % в результате того, что многие 
хозяйства пустили под «нож» свои молочные стада; 
объем молока резко снизился. Это привело к тому, 
что многие перерабатывающие предприятия молочной отрасли сейчас загружены на 30—50 % своей 
мощности. С целью сохранения и использования 
производственных мощностей на предприятиях организуют выработку соков, напитков, майонеза и т. п.
Наряду с уменьшением объема выпуска острой 
проблемой является ухудшение качественных показателей поступающего на перерабатывающие предприятия молока (степени чистоты, кислотности, бактериальной обсемененности). Низкое качество сырья 
приводит к ухудшению и потере вкусоароматических 
свойств готовых молочных продуктов: потеряно качество сыров из непастеризованного молока, «сливоч- 
ность» низкожирных продуктов; вологодское масло 
практически исчезло с прилавков магазинов.
Желание производителей улучшить органолептические свойства, обеспечить безопасность и рентабельность продуктов, соблюсти оригинальную фирменную марку приводит к изменению традиционных 
способов производства, рационализации состава, выработке комбинированных молочных продуктов с добавлением немолочных компонентов и применением 
различных пищевых добавок. Причем экономическая 
целесообразность не всегда соответствует качественным показателям, пищевой и биологической ценности готового продукта. Так, увеличение сроков реализации молочных продуктов приводит к потере их 
биологической ценности. В связи с этим актуальной 
задачей в молочной отрасли является сохранение традиционных способов производства высококачественных молочных продуктов.

5

Целью настоящей книги является описание промышленной технологии и техники, применяемых на 
современных отечественных предприятиях молочной 
отрасли. Последовательно изложены основные технологические процессы переработки молока — от его 
доставки и приема до выпуска готовой продукции. В 
книге приводится описание производства питьевого 
молока и сливок, кисломолочных продуктов и молочных консервов в соответствии с действующей нормативной документацией. В конце каждой главы даны 
основные требования контроля качества технологических процессов выработки молочных продуктов.
Авторы выражают благодарность за оказанную помощь, советы и консультации при подготовке книги 
В. А. Тренину и С. Н. Марыгину, а также Е. И.-С. Райд- 
не за ценные замечания и пожелания.

Глава 1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СЫРЬЯ 
И ОБОРУДОВАНИЯ

Молоко как объект технологической 
переработки

Основными показателями молока как объекта технологической переработки являются состав, степень чистоты, органолептические, биохимические, физико-механические свойства, а также наличие в нем токсических и нейтрализующих веществ. К органолептическим свойствам молока относят внешний вид, вкус, 
запах, цвет; биохимическим — бактерицидную активность и кислотность; физико-механическим — температуру, плотность, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, теплопроводность, осмотическое давление, электропроводность и др. К токсическим загрязнителям, которые могут содержаться в молоке, 
относятся тяжелые металлы, антибиотики, гормональные препараты, пестициды, микотоксины (афлатоксины В! и Mi), нейтрализующие вещества — соль, аммиак.
Состав молока. Молоко состоит из воды и распределенных в 
ней пищевых веществ — жиров, белков, углеводов, ферментов, 
витаминов, минеральных веществ, газов (табл. 1.1). Эти вещества 
после удаления воды и газов называют сухим молочным остатком (СМО).
При оценке состава и качества молока традиционно принято 
выделять содержание жира и молочной плазмы, представляющей

1.1. Состав молока

Компонент
Массовая доля, %
Компонент
Массовая доля, %

Вода
85-89
В том числе:
Сухое вещество, всего
11-15
а-лактоглобулин
0,07-0,2
В том числе:
(З-лактоглобулин
0 ,2 -0 ,4
молочный жир
2 ,9 -5
Небелковые азотистые
0,02-0,08
фосфолипиды
0,03-0,05
соединения
Стеролы
0,012-0,013
Лактоза
4 ,5 -5
Белки, всего
2 ,8-3,6
Галактоза, глюкоза
0,01-0,1
в том числе казеин
2,3-2,09
Зола
0,6-0,85
Сывороточные белки,
0,6
Соли неорганических
0 ,5 -0 ,8
всего
кислот 
Газы, мл%
5 -8

7

собой все остальные вещества, кроме жира, — сухого обезжиренного молочного остатка (СОМО). Содержание СОМО составляет 
5—8 %. СОМО является наиболее ценной частью, и при производстве стремятся к максимальному его сохранению.
Состав молока непостоянен. Отсутствие одного из веществ 
или незначительное отклонение его количества от нормы обычно указывает на болезненное состояние животного или на неполноценность пищевого рациона (корма). Рассмотрим содержание веществ молока, а также их изменение под действием технологических параметров при переработке молока.
Вода. Является обязательной частью молока и обусловливает 
его физическое состояние. В молоке содержится в среднем 87 % 
воды.
Молочный жир. Основу молочного жира составляют триглицериды, представляющие собой сложные эфиры трехатомного 
спирта глицерина и жирных кислот. Молочный жир имеет наибольшее значение для переработки молока по сравнению с другими его компонентами.
В молочном жире определено более 60 жирных кислот. Важнейшими из них являются пальмитиновая, миристиновая, олеиновая и стеариновая. Содержание жирных кислот в молочном 
жире в зимнее и летнее время различно. Зимой молочный жир 
характеризуется более высоким уровнем миристиновой, лаури- 
новой и пальмитиновой кислот, а летом — олеиновой и линоле- 
вой. Особенностью молочного жира является наличие большого 
числа низкомолекулярных летучих, растворимых в воде кислот.
Массовая доля жира в коровьем молоке в среднем составляет 
3,6—3,9 %. Он находится в молоке в виде мелких шариков: в охлажденном молоке — в виде суспензии, а в неохлажденном — 
эмульсии. Число, размер и свойства жировых шариков зависят от 
породы скота, периода лактации, кормов, условий содержания, 
кормления, доения, здоровья животного, времени года и других 
факторов. Диаметр жировых шариков от 0,1 до 20мкм (средний — 3—5 мкм).
Жировой шарик окружает двухслойная лецитинобелковая 
оболочка, состоящая из внутреннего (6—10 нм) и внешнего 
(30—300 нм) слоев. Оболочка определяет устойчивость (стабильность) жировой эмульсии в молоке. Технологическая переработка (механическоё и тепловое воздействие) может привести к перераспределению веществ между внешним слоем и 
внутренним. Это вызывает структурные изменения оболочек, 
снижение их прочности и частичный разрыв. Нарушение устойчивости является причиной окисления, гидролиза, осали- 
вания и прогоркания молочных продуктов при производстве и 
хранении.
Теплофизические характеристики молочного жира (удельная 
теплоемкость, теплопроводность и плотность) заметно влияют

на изменение свойств молока при переработке. Основным параметром, 
определяющим 
агрегатное 
состояние 
молочного 
жира, является температура. В зоне твердого состояния ( Т < 233 К) 
удельная теплоемкость жира практически постоянна и составляет от 1046 до 1758Дж/(кг- К). При плавлении жира удельная 
теплоемкость возрастает, однако своего максимального значения достигает постепенно, по мере плавления разных групп 
триглицеридов.
Удельную теплоемкость молочного жира сж [Дж/(кг ■ К)] при 
температуре 273—290,5 К можно определить по формуле

сж = 3567+ [109,6 ( Т -  273)]*.

Коэффициент теплопроводности X [Вт/(м • К)] при температуре 288-363 К 
'

X = 0,216 -  0,000155 Т.

Для расчета плотности молочного жира р (кг/м3) при температуре 293—303 К рекомендуется использовать следующие формулы:

рт.ж= 1341 — 1,4 Т — для тугоплавкого жира;

Рн.ж = 1279 —1,2 Т — для нормального жира;

Рж.ж = 1095 -  0,6 Т — для жидкого жира.

Плотность молочного жира меньше плотности воды и других 
веществ молока. Поэтому жировые шарики способны постепенно подниматься к поверхности. С целью устранения этого явления молоко, сливки и молочные смеси гомогенизируют.
Температура плавления молочного жира составляет 28—40 °С, 
коэффициент рефракции — 40—46, показатель преломления при 
температуре 4 0 °С — 1,453, диэлектрическая постоянная — 3,1— 
3,2, теплота плавления отвердевшего ж ира— 102,15Дж/кг. Содержание в составе глицеридов молочного жира жидких жирных 
кислот придает ему и молочным продуктам нежную консистенцию и специфический привкус. Биологическую ценность молочного жира обеспечивает присутствие в нем большого количества 
незаменимых полиненасыщенных жирных кислот. Высокая дисперсность, наличие оболочки и электрического заряда, хорошие 
органолептические показатели, низкая температура плавления 
обеспечивают частицам жира проникновение в организм человека в нативной форме, без предварительного расщепления липо- 
литическими ферментами. Энергетическая ценность молочного 
жира 37,7 МДж/кг, усвояемость — до 98 %.

* Формулы для расчета теплофизических характеристик приведены в книге А. С. Гинзбурга и др. (1980).

9