После физического созревания сливки подогревают (при необходимости) до температуры сбивания подачей теплой воды (не выше 27° С) в межстенное пространство сливкосозревательного резервуара и выдерживают не менее 30 минут для выравнивания температуры плазмы и жира.
При производстве масла периодическим способом сбивания сливок на продолжительность процесса сбивания, консистенцию масляного зерна, его влагоудерживаюшую способность, а также на степень использования жира влияют следующие факторы:
- температура сбивания сливок,
- степень заполнения емкости маслоизготовителя,
- скорость вращения маслоизготовителя,
- степень отвердевания жира,
- жирность сливок,
- кислотность сливок.
Указанные факторы регулируют таким образом, чтобы обеспечить нормальную продолжительность сбивания 50-60 минут, при этом прирост температуры при сбивании не должен превышать 3-4° С, масляное зерно должно быть упругим, пахта легко отделяться от зерна.
Температура сбивания сливок устанавливается в зависимости от вида вырабатываемого масла (массовой доли влаги в нем), массовой доли жира в сливках, периода года, режимов созревания сливок, конструкции маслоизготовителя и с учетом опыта предшествующей работы.
Ориентировочно для весенне-летнего периода температуру сбивания можно определить по формуле:
,
где Тсб - температура сбивания сливок, °С; Жсл - жир сливок, %.
В осенне-зимний период температуру сбивания увеличивают на 1-1,5°С. В качестве ориентировочной можно использовать температуру сбивания 12-14°С, в осенне-зимний период года и 8-10°С - в весенне-летний. При повышении температуры (сверх оптимальной) образуется крупноячеистая неустойчивая пена, за счет расплавления ранее отвердевшего жира увеличивается количество жидкого жира, это ускоряет процесс разрушения пены и появления масляного зерна, но увеличивает отход жира в пахту, т.е. понижает степень его использования, и масляное зерно получается мягким, повышенной влагоемкости.
Сбивание при пониженных температурах вызывает появление мелкоячеистой устойчивой пены, требуется более длительное время для ее разрушения, вследствие чего, процесс маслообразования затягивается. Полученное масляное зерно мелкое и твердое, жирность пахты пониженная. При низких (менее 5° С - летом и менее 7° С - зимой) температурах масляное зерно не образуется, вследствие недостаточного количества жидкого жира, до тех пор, пока сливки не подогреются до температуры, при которой частично расплавится кристаллический жир.
Увеличение температуры в процессе сбивания происходит в результате превращения части механической энергии в тепловую (Dt1), теплообмена с окружающей средой (Dt2), изменения агрегатного состояния жира (Dt3) и поверхностных явлений (Dt4)
∑∆t = ∆t1 ± ∆t2 ± ∆t3 + ∆t4
Степень заполнения маслоизготовителя - оптимальная, составляет 40 %, максимальная - 50 %, минимальная - 25 % от его геометрической емкости. При заполнении маслоизготовителя, более чем на 50 % - уменьшается объем свободного воздуха в нем, образуется недостаточно пены, продолжительность сбивания увеличивается, жирность пахты повышается. При заполнении же маслоизготовителя менее чем на 40%, наоборот, образуется много пены, которая быстро разрушается с образованием единичных зерен, а значительное количество жира уходит в пахту. При заполнении маслоизготовителя менее чем на 25 % - сливки растекаются по внутренней поверхности маслоизготовителя тонким слоем, который вращается, не обрушиваясь со стенок, сбивания сливок и образования масляного зерна не происходит вообще. Следовательно, можно рекомендовать степень заполнения маслоизготовителя на 40-50 % от его геометрической емкости: с повышением жирности сливок она несколько снижается, с понижением - увеличивается в указанных пределах.
Скорость вращения маслоизготовителя должна быть такой, чтобы возникающее при этом центробежное ускорение было меньше земного для обеспечения падений и подъемов сливок в емкости работающего маслоизготовителя. Это обеспечивает захват и диспергирование воздуха, создавая условия для образования масляного зерна. Скорость вращения маслоизготовителя при сбивании сливок определяется по формуле:
,
где N - частота вращения, об/с;
R - радиус рабочей емкости маслоизготовителя, м.
Степень отвердевания жира в сливках также оказывает непосредственное влияние на продолжительность сбивания, отход жира в пахту и консистенцию масла. Сливки с более высокой, чем 35%, степенью отвердевания имеют повышенную вязкость и при их сбивании образуется прочная мелкоячеистая пена. Это, а также недостаточное количество жидкого жира, удлиняет процесс появления масляного зерна. Оно получается мелким и твердым, плохо удерживающим влагу. Если сбиваются недостаточно созревшие сливки (степень отвердения жира менее 32 %), образуется неустойчивая крупноячеистая пена, жировые шарики агрегируются быстрее, но значительное их количество переходит в пахту. Масляное зерно при этом крупное, мягкое, удерживающее много плазмы, остающейся в масле в виде крупных капель, что не только ухудшает его консистенцию, но и снижает стойкость при хранении. Соответственно рекомендуется "перезревшие" сливки сбивать при повышенной температуре, а недостаточно созревшие - при пониженной.
С увеличением массовой доли жира в сливках повышается концентрация жировых шариков, уменьшаются расстояния между ними и увеличивается вероятность их агрегации. Процесс сбивания ускоряется, но пахта имеет повышенную жирность, однако, поскольку ее количество меньше, это не ухудшает степень использования жира.
При увеличении кислотности сливок уменьшается гидратация белковых оболочек жировых шариков, что ускоряет процесс сбивания. Это возможно только при уменьшении рН до изоэлектрической точки белков, дальнейшее повышение кислотности увеличивает продолжительность сбивания и понижает степень использования жира.