Autor: Zdravko Šumić
.
Mlijeko u prahu
Mlijeko u prahu je trajan proizvod koji se dobija uklanjanjem vode iz mlijeka (susenjem). U odsustvu vode mo ne mogu da se razvijaju, pa je tako ovom proizvodu obezbjedjena trajnost.
o Prijem mlijeka. Postavljaju se prakticno isti zahtjevi sirovini kao i pri izboru mlijeka za proizvodnju KNM i KZM.
o Preciscavanje, hladjenje i skladistenje. Kao kad kondenzovanog.
o Standardizacija. Podesava se tako da odnos masti prema SMBM bude isti kao odnos koji se zeli dobiti u gotovom proizvodu.
o Termicka obrada. Obicno visoka pasterizacija. Posto rastvorljivost mlijeka u prahu uglavnom zavisi od stabilnosti mlijecnih proteina koristi se HTST rezim, jer se na ovaj nacin najmanje utice na njihovu stabilnost. Osnovni cilj je unistiti patogene mo i inaktivisati enzime.
o Homogenizacija. Nije obavezna, ali se u posljenje vrijeme sve vise primjenjuje da bi se smanjila kolicina slobodne masti koja smanjuje rastvorljivost praha. Moze se obaviti prije ili poslije uparavanja.
o Uparavanje. Osnovni razlog primjene uparavanja jeste znatno pojeftinjenje proizvodnje, jer za isparavanje 1 kg vode iz mlijeka portebno je utrositi 3 puta vise energije ako se susi na valjcima i oko 7 puta vise ako se susi rasprsivanjem; u poredjenju sa uparavanjem.
Pored ovoga prah ima bolju odrzivost ako je proizveden od uparenog mlijeka.
Uparavanje se vrsi u visestepenom uparivacu. Velicina koncentrisanja zavisi od nacina na koji ce se susiti mlijako. Ako se planira susenje
- na valjcima, koncentrise se do 30-35% SM. Veci stepen koncentracije bi na valjcima prouzrokovao stavaranje debelog sloja, i dovelo do intezivnih ireverzibilnih promjena proteina lakotoze i masti.
- rasprsivanjem, koncentrise se do 40-50% SM. Vece koncentrisanje bi povecalo viskozitet, otezalo dispergovanje i onemogucilo rasprsivanje.
o Susenje. U industrijskim uslovima mlijeko se susi na dva nacina:
- u susnicama sa valjcima ili
- u komorama za susenje rasprsivanjem.
o Pakovanje. Prah se pakuje u pogodne kontejnere koji su nepropusni za vlagu, gasove, svjetlost itd. Uglavnom se koristi sljedeca ambalaza: papirne viseslojne kutije ili dzakovi sa polietilenskom vrecom sa unutrasnje strane, metalna burad sa polietilnskim vrecama i limenke prevucene staniolom sa unutrasnje strane.
Kada je proizvod najmjenjen za duze cuvanje pakuje se u atmosferi inertnog vazduha, najcesce N2, ili u parcijalnom vakuumu da bi se izbjegle oksidativne promjene masti i drugih komponenata mlijeka.
o Skladistenje. Propisno hermeticki upakovano mlijeko skladisti se na sobnoj t (20oC).
Kvalitet
U nedostatku dovoljne paznje i kontrole u procesu proizvodnje moze da dodje do nepozeljnih promjena kvaliteta. Osnovne osobine kojima se mjeri kvalitet praha, a gdje mogu da se pojave mane su:
– Struktura praha. Zavisi prije svega od nacina susenja. Prah dobijen susenjem na valjcima ima ljuspastu strukturu bez inkorporiranog vazduha, dok prah dobijen susenjem rasprsivanjem je loptastog oblika i sadrze vakuole vazduha.
– Rastvorljivost. Odredjena je pravilnikom i ne smije biti manja od 95% (dobijen na valjcima), odnosno 99% (dobijen rasprsivanjem). Smanjena rastvorljivost posljedica je prije svega denaturacije proteina mlijeka, pa su ove promjene izrazenije ako je prah dobijen susenjem na valjcima.
– Sadrzaj vode. Odredjen je pravinikom i iznosi najvise 6%, onosno 4% ako je mlijeko suseno raprsivanjem. Veci sadraj vode ugrozava mo stabilnost i omogucuje ili ubrzava nepozeljne hemijske reakcije u proizvodu.
– Pregorjele cestice.
– Sipkost je osobina praha da slobodno tece, kao pjesak, bez zgrudnjavanja.
Stvaranje grumena praha je posljedica stanja laktoze, koja tokom susenja ne stigne sva da kristalise, nego se nalazi i u amorfnom stanju.
Dok je kristalna forma laktoze veoma otporna na vlagu, amorfni oblik je veoma hidroskopan, te u uslovima nehermetickog pakovanja amorfna laktoza veze vlagu iz vazduha prelazeci u kristalnu, sto moze da dovede do zgrudnjavanja i gubitka osobina tecljivosti mlijeka u prahu.
– Oksidativne promjene mlijecne masti. Desavaju se u prisustvu O2 i katalizatora Cu i Fe zbog velikog sadrzaja nezasicenih masnih kiselina u mlijecnoj masti. Sprijecava se pakovanjem u vakuumu ili inertnom gasu.
– Ukus. Promjena je posljedica oksidativne ili lipoliticke uzeglosti mlijecne masti.
– Boja. Moze doci do tamnjenja usljed Mjarovih reakcija.
– Prisustvo stafilokoka. Moze da ima ozbiljne posljedice po zdravlje potrosaca. Ove mo ne unistavaju t primjenjene u toku proizvodnje mlijeka u prahu, te ukoliko se nadju u proizvodu predstavljaju opasnost poslije rekonstituisanja jer su stvoreni enterotoksini ovih bakterija termostabilni.
.
Instant mlijeko u prahu
Proces instantizacije poboljsava brzinu i cljelokupnost rekonstitucije osusenih proizvoda bez promjene njihove rastvorljivosti. Osobine osusenog proizvoda koje su promjenjene instantizacijom su:
- sposobnost penetracije praha kroz povrsinski sloj vode,
- sposobnost cestica praha da tonu kroz vodu nakon sto se ovlaze,
- sposobnost praha da se disperguje bez stvaranja aglomerata
- sposobnost brzog[1] rastvaranja
Aglomerizacija prouzrokuje povecanje kolicine vazduha inkorporiranog izmedju cestica praha stvorenih aglometata. Ovaj vazduh se tokom rekonstitucije zamjenjuje vodom.
Vazduh inokrporiran izmedju cestica praha omogucuje prilikom rekonstituisanja da mnogo veca kolicina vode dodje u kontakt sa cesticama praha u istom momentu, sto omogucuje brzo rastvaranje. U neinstantizovanom proizvodu u prahu stvoreni viskozni sloj oko nakupina cestica praha ometa dalji pristup vode, otezavajuci i usporavajuci rastvaranje.
Aglomerirani prah, dobijen postupkom instantizacije, ima grubu mikrostrukturu koja se i golim okom razlikuje od mlijeka u prahu u postukpu klasicnog rasprsivanja.
Postoje dva osnovna tipa instantizacije:
- dvostepen, gdje se instantizacija odvija nakon susenja praha. Odnosno polazna sirovina je vec osuseni prah. Aglomerizacija se obavlja u komori za vlazenje.
- jednostepeni, gdje se instantizacija odvija za vrijeme susenja. Polazna sirovina je evaporisano mlijeko. Aglomerizacija se obavlja u vec toku susenja u susnici sa rasprsivanjem, podesavanjem parametara susenja.
Tehnoloski postupak instantizacije, bez obzira na tehniku, se sastoji iz:
- vlazenja povrsine cestica vodenom parom, vodom ili njihovom smjesom,
- aglomeracije – stvaranja agregata cestica praha prilikom njihovog turbulentnog kretanja i sudaranja
- ponovnog susenja u struji toplog vazduha
- hladjenja i klasiranja po velicini cestica kako bi se uklonile cestice suvise malog ili velikog precnika.
.
Dvofazni postupak
Instantizacija obranog mlijeka u prahu.
× Prah se disperguje i vlazi u komori za vlazenje do sadrzaja vode do 10 – 15% pri cemu dolazi do stvaranja aglomerata cestica praha.
× Aglomerirani proizvod se transportuje u vibracionu susnicu gdje se ponovo susi u struji suvog vazduha na 90-140oC i zatim odmah hladi.
Topao vazuh poslije prolaska kroz fino perforirani konvejer vibracione susnice nosi sa sobom sitne, neaglomerirane cestice praha prema ciklonu, gdje se odvajaju. Vazduh se pusta u atmosferu, a sitne cestice vracaju na pocetak procesa.
× Po izlasku iz vibracione susnice prah prolazi kroz sistem sita radi klasiranja. Najsitnije cestice se odvajaju i ponovo vracaju u proces. Mjesaju se sa prahom koji ulazi u proces i zajedno transportuju u komoru za vlazenje.
× Iz vibracione susnice izlazi gotov proizvod u kome sadrzaj vlage nije veci od 4%.
Instantizacija punomasnog mlijeka u prahu. Sema se djelimicno razlikuje ako se tretira proizvod koji sadrzi mast.
Slobodna mast kod proizvoda koji sadrze mast formira hidrofobni omotac na povrsini cestica, impregnira ih i smanjuje sposobnost vezivanja vode. Da bi se ovo sprijecilo, odnosno da se poboljsa sposobnost rekonstituisanja ovih proizvoda, prahu se u procesu instantizacije dodaje PAM, najcesce lecitin.
U ovom procesu imamo dvije vibracione susnice.
× Aglomerirani prah iz komore za vlazenje se dozira kroz sud u prvu vibracionu susnicu kroz koju se produvava topao vazduh. Na taj nacin se postize kasnije bolje prevlacenje cestica praha lecitinom, a istovremeno se uklanjaju mehanicki nastale sasvim sitne cestice.
× Po izlasku iz vibracione susnice, a prije ulaska u drugu susnicu istog tipa, aglomerati se tretiraju lecitinom prethodno rastvorenim u posebnim sudovima. Rastvor lecitina se rasprsuje pod pritiskom u prah izmedju dvije vibracione susnice.
× U drugoj susnici se lecitinska prevlaka se uniformno rasporedjuje po povrsini svih aglomerata. Opisani postupak instantizacije moguce je primjeniti i ako se prah proizvodi u jednofaznom postupku.
.
Jednofazni postupak
Tokom instantizacije u jednoj fazi proces aglomeracije odvija se za vrijeme i odmah nakon sto su cestice praha formirane. Ovdje nije polazna sirovina vec formirani prah nego evaporisano mlijeko.
× Dakle, ovdje vec u toku susenja evaporisanog mlijeka u susnici sa rasprsivanjem, zahvaljujuci podesavanju odgovarajucih parametara susenja (prije svega niska izlazna t) prah koji napusta komoru za susenje sadrzi vise vlage sa cesticama koje su vec aglomerirale.
× Prah se zatim provodi kroz dvije vibracione susnice[2] (instantizera), gdje se otklanja visak vlage i odakle topao vazduh odnosi vrlo sitne, neaglomerirane cestice praha u sistem ciklona. Preko glavnog ciklona, transportovane pod pritiskom, cestice praha se vracaju na pocetak procesa, u komoru za rasprsivanje.
u tri stepana
Posljednjih godina je konstruisan novi tip komore za susenje rasprsivanjem, koja se u nastavku sastoji iz fiksne susnice (instantizera). Takva komora za rasprsivanje je manje visine, pa je potrebna visina zgrade manja, a s druge strane, ukomponovana susnica ima produktivnost vecu za 5 do 25%.
Kod ovog uredjaja postoji mogucnost velikog variranja osobina praha, kao i dobijanje maksimalne aglomeracije i odlicnih instant karakteristika. Ovakav nacin instantizacije sve vise ulazi u industrijsku primjenu zbog dobre ekonomicnosti i kvaliteta proizvoda.
Kvalitet
Srecu se iste nezeljene promjene kvaliteta u slucaju nedovoljne paznje u kontroli parametara, kao i kod obicnog mlijeka u prahu.
Ukoliko nije propisno pakovan, proizvod moze da apsorbuje vodu i izgubi instant karakteristike.
Spisak korišćene literature možete naći u Literatura – Tehnologija mleka.
[1] Instantizirano i neinstantizirano mlijeko ce se rastvoriti do istog stepena rastvorljivosti, npr 98%; ali instantizirani prah ce se rastvoriti znatno brze – trenutno. Instant znaci brzo.
[2] Druga vibraciona susnica koristi se da bi se povecala nasipna tezina gotovog proizvoda. Prvo se sitne cestice koje nosi vazduh iz komore za susenje rasprsivanjem, i iz prve vibracione susnice mjesaju sa osnovnim proizvodom u drugoj vibracionoj susnici. Takodje se sitne cestice koje nosi vazduh iz druge vibracione susnice mjesaju sa osnovnim proizvodom u prvoj vibracionoj susnici. Ovim se postize povezivanje najsitnijih cestica sa krupnijim cesticama.Ovakvim postupkom se postize i bolja ekonomicnost procesa.