При хранении молока, сливок, выработки сметаны. на их поверхности образуется сливочный или жировой отстой, а при производстве мороженого-крупинки молочного жира. это нарушает гомогенность консистенции и снижает потребительские свойства молочных продуктов. Крупные жировые шарики значительно меньшую плотность по сравнению с плазмой и постепенно поднимается на поверхность молока. При столкновении с другими шариками они склеиваются (аглютинируют) с ними за счет имунноглобулинов молока, образуя рыхлые скопления жировых шариков, резко ускоряющие отстаивание жира. Для получения однородной (гомогенной) дисперсии жировой фазы, не способной к отстаиванию, проводят гомогенизацию путем дробления жировых шариков до размеров около 1 мкм. Для гомогенизации при меняют гомогенизаторы, представляющие собой плунжерные насосы высокого давления. При ходе плунжера создается высокое давление, в результате чего молоко (или смесь) с огромной скоростью продавливается через щель из камеры гомогенизатора. по представлению Барановского в гомогенизирующем клапане имеется порог резкого изменения сечения потока при переходе из клапана седла гомогенизатора в клапанную щель. это обуславливает резкое изменение скорости потока от нескольких метров в секунду до несколько сотен метров в секунду. крупный жировой шарик, проходя через щель с огромной скоростью, вытягивается в цилиндр, который дробится на мелкие жировые капли, сразу же покрывающиеся белковой оболочкой за счет белков плазмы. Кроме гомогенизаторов клапанного типа применяют центробежные гомогенизаторы-кларификсаторы, которые имеют специальную камеру с гомогенизирующим неподвижным диском. В одном аппарате происходит очистка и гомогенизация молока. При гомогенизации вязкость возрастает в связи с увличением количества жировых шариков и адсорбцией на них белковых компонентов. Давление и температура при гомогенизации избираются в зависимости от массовой доли жира в смеси. чем выше жирность смеси, тем ниже должно быть давление. так, при гомогенизации молока и низкожирных сливок(10-12%) при температуры не ниже 70 гр С применяют давление 10-15 МПа, при выработки сметаны 25-30% ной жирности-9-10 МПа. Это связано с тем, что при повышенном содержании жировых шариков в смеси после гомогенизации они образуют скопление- гроздья, которые нарушают гомогенность консистенции. При температуре гомогенизации ниже 53 гр С идет интенсивная агрегация и комкование жировых шариков. Оптимальная температура гомогенизации избираются в зависимости от содержания жира и СОМО в смеси, но не ниже 70-75 гр С. После гомогенизации снижается термоустойчивость молока молочных эмульсий особенно с повышением содержанием жира. поэтому гомогениз. проводят после пастеризации смеси. Гомогениз. оказывает влияние на изменении ФХ свойств белков и свойств белков и солей и технологических свойств молочных смесей. В результате увеличивается выход творога и сыров, уменьшаются потери жира в сыворотку, улучшаются их консистенция, снижается усушка сыра на 1,5-2% и снижается норма расхода сырья на 5 %. К нежелательным последствиям гомогенизации относится
•пониженная термоустойчивость гомогенизированных молока и сливок;
•возникновение повышенной чувствительности к свету- «солнечного» привкуса;
•невозможность сепарирования гомогенизированного молока;
•непригодность гомогенизированного молока для производства сыров и творога, так как сгустки будут плохо отделять сыворотку.
Гомогенизация будет эффективной при следующих условиях: молочный жир должен находиться в жидком состоянии, дробление жировых шариков возможно только при значительном внешнем воздействии.
Процесс гомогенизации может быть эффективен только в том случае, когда жир полностью перешел в жидкое состояние. Поэтому гомогенизацию следует проводить при температуре не ниже 50-65 С. Эффективность гомогенизации зависит от многих факторов: температуры, давления, свойств и состава молока (массовой доли жира, массовой доли сухих веществ, кислотности, вязкости и плотности молока). Показателем эффективности гомогенизации является размер жирового шарика. С повышением содержания жира и сухих веществ в продукте температура гомогенизации должна быть выше, что обусловлено повышением вязкости продукта. Давление гомогенизации продуктов с повышенным содержанием сухих веществ должно быть ниже, что обусловлено необходимостью снижения энергетических затрат. С повышением кислотности молока эффективность гомогенизации уменьшается, так как в кислом молоке снижается стабильность белков, образуются белковые агломераты, затрудняющие дробление жировых шариков. В настоящее время применяют два вида гомогенизации: одноступенчатую и двухступенчатую. При одноступенчатой гомогенизации могут образовываться агрегаты мелких жировых шариков, а при двухступенчатой происходит разрушение этих агрегатов и дальнейшее диспергирование (дробление) жировых шариков. Известна раздельная гомогенизация, когда гомогенизации подвергается не все молоко, а только его жировая фракция (сливки), которые впоследствии смешиваются с обезжиренным молоком.
Эффективность гомогенизации оценивают различными способами:
- по размеру жировых шариков;
- по оптической плотности продукта
-по степени отстаивания жировой фазы в поле силы тяжести.