Prvo izdanje ove knjige, pisano je u skladu sa nastavnim programom Tehnološkog fakulteta u Novom Sadu i bitno je namenjeno prvenstveno studentima. Međutim, pokazalo se da postoji veliko interesovanje za knjigu i među stručnjacima u našoj industriji prerade mleka, koje je interesovanje značajno doprinelo da se prva dva izdanja knjige (1980, 1985) relativno brzo rasprodaju. Nadam se da je jedan od razloga interesovanja kolega iz industrije za knjigu, moje nastojanje da se u njoj procesi koncentrisanja i sušenja, kao i tehnologije pojedinih proizvoda tretiraju na praktičan i konkretan način. Zbog toga je u ovom izdanju, više nego u prethodna dva, potenciran tehničko-tehnološki aspekt proizvodnje koncentrovanih i sušenih mlečnih proizvoda, sa prikazom uređaja i tehnoloških linija iz industrijske prakse. Verujem da de i studentima tehnoloških fakulteta biti od koristi da se, još u ovoj fazi sticanja znanja, upoznaju ne samo sa tehnologijom, nego i sa konkretnim uređajima i njihovim proizvođačima.
Koncentrovani i sušeni proizvodi su u stalnoj ekspanziji zbog toga su i nova naučna saznanja osvojena tokom poslednjih godina istraživanja u svetu u ovoj oblasti brojna. Posebno treba istaći nove mogućnosti sušenja raspršivanjem i koncentrisanja, odnosno frakoionisanja ultrafiltraoijom. Uveliko su razvijene i nalaze se u primeni tehnologije, odnosno procesi, u kojima se uspešno kombinuju, pored ultrafiltracije, i druge metode frakoionisanja i sušenje raspršivanjem, sa velikim mogućnostima variranja asortimana, poboljšanom ekonomičnošću i visokim kvalitetom proizvoda. Učinjen je pokušaj da ovo izdanje knjige obuhvati najvažnije inovacije iz oblasti tehnologije mleka, koje su poslednjih godina našle industrijsku primenu u svetu.
Kako većina zemalja, ukjučujući i našu, koristi praktično isključivo SI sistem mera, u knjizi se koristi samo ovaj sistem, a priložena je tabela konverzije SI mera u ostale nesistemske jedinice.
Zadovoljstvo mi je da se zahvalim svima koji su mi pomogli u pripremi ovog izdanja knjige i tako doprineli njenom kvalitetu. Kolegama, mr. ing. Jovanu Kurjaokom zahvaljujem za pomoć u inženjerskom prikazu teorije sušenja, a prof. dr Miodragu Tekiću za korisne sugestije u oblasti teorije i tehnike ultrafiltracije. Svojim saradnicima, doo. dr Dragoljubu Gavaridu, mr. ing. Spaseniji Milanović i mr. ing. Ljiljani Kulić, kao i maš. tehn. Bošku Velimiroviću zahvaljujem na svesrdnoj pomoći u tehničkoj pripremi knjige.
Zahvalnost dugujem i svim autorima i izdavačima, koji su dali saglasnost za reprodukovanje pojedinih tabela i slika, oiji su izvori na uobičajeni način citirani.
Poznati proizvođači opreme koja se koristi u industriji mleka: Alfa-laval, APV, APV-Anhydro A/S, Applexion JVPVPasiZao A/S, lonios i NIRO-Atomizer su, poslatom tehničkom dokumentacijom, takođe doprineli kvalitetu ovog izdanja knjige, na čemu im se posebno zahvaljujem.
AUTOR
Sadržaj
1. UVOD
2. BIOLOŠKA VREDNOST, NUTRITIVNI, TEHNOLOŠKI I STRATEGIJSKI ZNAČAJ KONCENTROVANIH I SUŠENIH MLEČNIH PROIZVODA
3. KONDENZOVANO NEZASLAĐENO MLEKO
3.1. TEORIJSKE OSNOVE PROIZVODNJE KONDENZOVANOG
NEZASLAĐENOG MLEKA
3.2. TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE KONDENZOVANOG
NEZASLAĐENOG (EVAPORISANOG) MLEKA
3.2.1. Prijem i izbor mleka, 2.2.2. Prečišćavanje, hlađenje i skladištenje;2.2.2. Standardizacija (I)g 2.2.4. Termička obrada 2.2.5: Uparavanje 2.2.6. Homogenizacija
3.2.6.1. Homogenizator 2.2.7. Standardizacija (II)j 2.2.8. Pakovanje 2.2.9. Sterilizacija 2.2.10. Skladištenje
3.3. KONTROLA PROCESA I KVALITET KONDENZOVANOG NEZASLAĐENOG MLEKA
3.4. PRIMENA KONDENZOVANOG NEZASLAĐENOG MLEKA
4. KONDENZOVANO ZASLAĐENO MLEKO
4.1. TEORIJSKE OSNOVE PROIZVODNJE KONDENZOVANOG ZASLAĐENOG MLEKA
4.2. TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE KONDENZOVANOG ZASLAĐENOG MLEKA
4.2.1. Prijem i izbor mleka, prečišćavanje, hlađenje i skladištenje; 4.2.2. Standardizacija (I)J 4.2.2. Termička obrada 4.2.4.Uparavanjeg 4.2.5. Dodavanje šećera 4.2.6. Standardizacija(II)j 4.2.7. Hlađenje sa kristalizacijom, 4.2.8. Pakovanje 4.2.9 .Skladištenje
4.2. KONTROLA PROCESA I KVALITET KONDENZOVANOG ZASLAĐENOG MLEKA
4.4. PRIMENA KONDENZOVANOG ZASLAĐENOG MLEKA
5. OSTALI KONCENTROVANI PROIZVODI
5.1. KONDENZOVANO OBRANO MLEKO
5.2. AROMATIZOVAN0 KONDENZOVANO NEZASLAĐENO MLEKO
5.3. KONDENZOVANO ZASLAĐENO OBRANO MLEKO
5.4. „BLOK MLEKO“
5.5. KARAMELIZOVANO KONDENZOVANO MLEKO
5.6. RAZNI KONCENTROVANI PROIZVODI
6. MLEKO U PRAHU
6.1. TEORIJSKE OSNOVE PROIZVODNJE MLEKA U PRAHU
6.2. TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE MLEKA U PRAHU
6.2.1. Prijem mleka 6.2.2. Prečišćavanje, hlađenje i skladištenje 6.2.3. Standardizacija, 6.2.4. Termička obrada; 6.2.5. Uparavanje, 6.2.6. Homogenizacija 6.2.7. Sušenje 6.2.7.1. Sušenje na valjcima 6.2.7.2.Sušenje raspršivanjem u komori sa toplim vazduhom? 6.2.8. Pakovanje 6.2.9. Skladištenje
6.3. KONTROLA PROCESA I KVALITET MLEKA U PRAHU.
6.4. PRIMENA MLEKA U PRAHU
7. OBRANO MLEKO U PRAHU
7.1. TEORIJSKE OSNOVE PROIZVODNJE OBRADNOG MLEKA U PRAHU
7.2. TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE OBRANOG MLEKA U PRAHU
7.2.1. Separiranje,
7.2.2. Pasterizacija;
7.2.3. Termički tretmanu
7.2.4. Uparavanje
7.2.5. Sušenje
7.2.6. Pakovanje
7.2.7. Skladištenje
7.3. KONTROLA PROCESA I KVALITET OBRANOG MLEKA U PRAHU
7.4. PRIMENA OBRANOG MLEKA U PRAHU
8. INCTANT MLEKO U PRAHU
8.1. TEORIJSKE OSNOVE PROIZVODNJE INSTANT MLEKA U PRAHU
8.2. TEHNOLOŠKI PROCESI PROIZVODNJE INSTANT MLEKA U PRAHU
8.2.1. Instantizacija u dve faze
8.2.2. Instantizacija punomasnog mleka u prahu
8.2.3. Instantizacija u jednoj fazi
8.3. KONTROLA PROCESA I KVALITET INSTANT MLEKA U PRAHU
8.4. PRIMENA INSTANT MLEKA U PRAHU
9. REKONSTITUISANO MLEKO U PRAHU
10. ANHIDROVANA MLEČNA MAST
10.1. TEORIJSKE OSNOVE PROIZVODNJE ANHIDROVANE MLEČNE MASTI
10.2. TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE ANHIDROVANE MLEČNE MASTI
10.2.1. Tehnološki proces proizvodnje anhidrovane mlečne masti iz maslaca
10.2.2. Tehnološki proces proizvodnje anhidrovane mlečne masti iz pavlake
10.2.3. Kvalitet i primena anhidrovane mlečne masti
11. MODIFIKOVANO MLEKO U PRAHU
12. IMITACIJA MLEKA U PRAHU
13. SURUTKA U PRAHU
13.1. TEORIJSKE OSNOVE PROIZVODNJE SURUTKE U PRAHU
13.2. TEHNOLOŠKI PROCESI PROIZVODNJE SURUTKE U PRAHU
13.3. KONTROLA PROCESA I KVALITET SURUTKE U PRAHU
13.4. PRIMENA SURUTKE U PRAHU
14. KONCENTRATI PROTEINA SURUTKE
14.4. ULTRAFILTRACIJA I HIPERFILTRACIJA
14.1.1. Teorijske osnove ultrafiltracije i hiperfiltracija
14.1.2. Tehnika izvođenja ultrafiltracije i hiperfiltracije
14.1.2.1. Membrane i moduli za ultrafiltraciju i hiperfiltraciju;
14.1.2.2. Tehnološka linija ultrafiltracije i hiperfiltracije
14.2. DEJONIZACIJA (ELEKTRODIJALIZA I JONSKA IZMENA)
14.2.1. Teorijske osnove dejonizaoije
14.2.2. Tehnika izvođenja dejonizaoije
14.2.2.1. Elektrodijaliza
14.2.2.2. Jonska izmena
14.3. KOAGULACIJA TOFLOTOM I KISELINOM (CENTRI WHEY)
14.3.1. Teorijske osnove koagulacije toplotom i kiselinom;
14.3.2. Tehnika izvođenja koagulacije toplotom i kiselinom
14.4. KONTROLA PROCESA I KVALITET KONCENTRATA PROTEINA SURUTKE
14.5. PRIMENA KONCENTRATA PROTEINA SURUTKE
15. KAZEIN
15.1. TEORIJSKE OSNOVE PROIZVODNJE KAZEINA
15.2. TEHNOLOŠKI PROCESI PROIZVODNJE KAZEINA
15.2.1. Šema tehnološkog procesa proizvodnje kiselog kazeina
15.2.1.1. Precipitacija
15.2.1.2. Odvajanje surutke
15.2.1.3 .Ispiranje;
15.2.1.4. Presovanje
15.2.1.5.Sušenje
15.2.1.6. Temperiranje
15.2.1.7. Mlevenje
15.2.1.9. Pakovanje
15.3. KONTROLA PROCESA I KVALITET KAZEINA
15.4. PRIMENA KAZEINA
16. NATRIJUM KAZEINAT
16.1. TEORIJSKE OSNOVE PROIZVODNJE NATRIJUM KAZEINATA
16.2. TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE NATRIJUM KAZEINATA
16.2.1. Pravljenje suspenzije kazeina;
16.2.2. Rastvaranje kazeina hidroksidom
16.2.3. Sušenje kazeinata
16.3. KONTROLA PROCESA I KVALITET Na-KAZEINATA
16.4. PRIMENA NATRIJUM KAZEINATA
17. KOPRECIPITATI
17.1. TEORIJSKE OSNOVE PROIZVODNJE KOPRECIPITATA
17.2. TEHNOLOŠKI PROCES PROIZVODNJE KOPRECIPITATA
17.3. KONTROLA PROCESA I KVALITET KOPRECIPITATA
17.4. PRIMENA KOPRECIPITATA
18. LAKTOZA I RAFINISANA LAKTOZA
18.1. TEORIJSKE OSNOVE PROIZVODNJE LAKTOZE I RAFINISANE LAKTOZE
18.2. TEHNOLOŠKI PROCESI PROIZVODNJE LAKTOZE I RAFINISANE LAKTOZE
18.2.1. Tehnološki proces proizvodnje sirove laktozer
18.2.1.1. Uparavanje
18.2.1.2. Kristalizaeija
18.2.1.2. Odvajanje kristala
18.2.1.4. Sušenje, mlevenje, prosejavanje i pakovanje,
18.2.1.5.Proizvodnja laktoze uz prethodno uklanjanje proteina surutke;
18.2.2.Šema tehnološkog procesa proizvodnje rafinisane laktoze;
18.2.2.2.1. Rafinacija;
18.2.2.2. Sušenje, mlevenje, prosejavanje i pakovanje
18.2. KONTROLA PROCESA I KVALITET LAKTOZE I RAFINISANE LAKTOZE
18.4. PRIMENA LAKTOZE I RAFINISANE LAKTOZE
19. MODIFIKOVANA MLEKA U PRAHU ZA BEBE („INFANT FORMULAE“)
19.1. TEORIJSKE OSNOVE PROIZVODNJE „INFANT FORMULAE“
19.2. TEHNOLOŠKI PROCESI PROIZVODNJE „INFANT FORMULAE“
19.2.1. Prijem i izbor sirovine;
19.2.2 .Prečišćavanje, deaeranja, separiranje;
19.2.2. Pasterizacija;
19,2.4. Uparavanje;
19.2.5. Dodavanje komponenata;
19.2.6. Homogenizacija
19.2.7. Sušenje
19.2. KOMPONENTE U SASTAVU „INFANT FORMULAE“
19.4. FIZIOLOŠKO-ZDRAVSTVENI ASPEKT „INFANT FORMULAE“
19.5. KVALITET „INFANT FORMULAE“
20. OSTALI SUŠENI PROIZVODI
20.1. MLEŠNI NAPICI U PRAHU
20.2. DIJETALNI-SUŠENI PROIZVODI
20.2. BELIOCI KAFE
20.4. FERMENTISANI NAPICI U PRAHU
20.5. PAVLAKA U PRAHU
20.6. SIR U PRAHU
20.7. SLADOLEDNA SMEŠA U PRAHU
20.8. MLAĆENICA U PRAHU
20.9. JEDNOĆELIJSKI PROTEINI
20.10. RAZNI SUŠENI PROIZVODI
LITERATURA
INDEX POJMOVA
LISTA PROIZVOĐAČA OPREME
1. Uvod
Koncentrovani i sušeni proizvodi od mleka nazivaju se trajnim mlečnim proizvodima. Neki autori u trajne mlečne proizvode ubrajaju i sterilizovane proizvode (sterilizovano mleko, steri1izovanu pavlaku, steri1izovane kiseiomlečne napitke), dok ih drugi smatraju konzervama u užem smis1u, pri čemu pod konzervama u širem smislu podrazumevaju neke vrste sireva, zamrznut maslac, i dr.
Koncentrovani mlečni proizvodi su proizvodi od mleka dobijeni delimičnim uklanjanjem vode iz mleka. Suvi mlečni proizvodi su proizvodi od mleka kod kojih je u najvećem stepenu uklonjena voda (sadrže <4% vode). Odstranjivanjem vode postiže se smanjenje zapremine i težine, čime se omogućuje lakši i ekonomičniji transporta mali sadržaj vode kod sušenih mlečnih proizvoda onemogućuje razvoj mikroorganizama što dozvoljava dugo skladištenje ovih proizvoda. Trajnost koncentrovanih mlečnih proizvoda se postiže na drugi način (povećanjem osmotskog pritiska, sterilizacijom, toplotom). Prednost suvih i koncentrovanih proizvoda u odnosu na tečno mleko je i u slabije izraženim promenama prilikom skladištenja, dok manji skladišni prostor ima i određeni ekonomski efekat. Nedostatak kod ovih proizvoda je skupa energija i ambalaža. Teoretski posmatrano svi mlečni proizvodi mogu da budu u suvom stanju. Među proizvode od mieka koji se danas najčešće proizvode u suvom stanju spadaju: suvo punomasno i obrano mleko, suva surutka, suva miaćenica, suva pavlaka (kisela i slatka), suvo zaslađeno čokoladno mleko, sirevi u prahu (Cheddar, Blue, Cottage, i dr.), kazeinati (natrijum i kalcijum) i dr. U tehnološkom procesu proizvodnje suvih proizvoda je pored dobre sposobnosti čuvanja i niskih proizvodnih troškova, osnovni cilj da se prilikom rekonstruisanja (ponovnog dodavanja vode) proizvod ne razlikuje, ili što je moguće manje razlike od polaznog.
Proizvodnja koncentrisanih i posebno suvih mleka ima i tu prednost da može da preradi, uskladišti i tako sačuva sve tržišne viškove mleka, naročito konzumnog, kao i sve nuzproizvode koji nastaju pri preradi mleka.
Mogućnost dugog skladištenja i čuvanja suvih mlečnih proizvoda, zbog konzervišućeg efekta odstranjivanja vode, na malom prostoru i bez posebnih uslova čuvanja, čini suve mlečne proizvode nezamenljivim u predelima sa nepovoljnim klimatskim prilikama gde je održivost mlečnih proizvoda u nesušenom stanju veoma mala i stvara niz problema. Sušeni mlečni proizvodi su, iz istih razloga, od naročitog značaja i u neočekivanim i neuobičajenim uslovima ishrane, kakvi su rat, zemljotres, epidemije i dr.
Sve ovo čini da svetska proizvodnja i asortiman sušenih mleka i proizvoda od mleka i koncentrovanih mleka iz godine u godinu stalno raste, tako da se i u narednom periodu očekuje dalji porast.
Teoretski postoji više načina da se iz određenog prehrambenog proizvoda ukloni voda: prosejavanje, centrifugovanje, ekstrakcija, Tiofilizacija, hiperfi1tracija i isparavanje. Najpogodniji način koncentrisanja mleka i proizvoda od mleka je isparavanje vode i uklanjanje nastale pare, te se ovaj način najčešće u industriji prerade mleka i primenjuje.
Za mleko u prahu znalo se vrio davno, odnosno sušenje na primitivan način, korišćenjem sunčeve energije, je jedan od najstarijih poznatih postupaka konzervisanja. Marko Polo u opisima svojih putovanja u XIII veku spominje proizvod za koji se smatra da je mleko u prahu. Za koncentrovano mleko postoje podaci da su ga Japanci još u VII veku proizvodili i koristili, ali ne i sušili.
Pravi zamah dobija industrija koncentrovanih i sušenih mlečnih proizvoda tek u XIX veku, kada je Francuz Nicholas Appert opisao svoj postupak. 1810. godine. Proces se sastojao iz koncentrisanja mleka uparavanjem u otvorenom sudu na 2/3 prvobitne zapremine, punjenja u boce i zatim termičkog tretmana u vodenom kupatilu 2 h. Kvalitet proizvoda koji je dobio nije se promenio tokom 18 meseci skladištenja. Uskoro potom slede i pokušaji da se koncentrisano mleko uči ni trajnim dodatkom šećera (Malbec, 1826 ; Nevvton, 1835). Industrijski proizvedeno kondenzovano mleko (uz primenu parcijalnog vakuuma pri uparavanju) prvi put se pojavilo na tržištu sredinom XIX veka (Borden, 1856). Postupak za proizvodnju mleka u prahu prvi je opisao takođe Nicholas Appert početkom XIX veka. Međutim, prva komercijalna proizvodnja mleka u prahu potiče iz 1855. godine, na bazi jednog engleskog patenta (Grimwade, 1855), doduše uz dodatak NaCO^) i šećera. Proizvodnja mleka u prahu bez dodatka počela je tek krajem XIX veka (1898), posle niza prethodnih istraživanja i patenata. Persy, USA, je u svom patentu 1872. godine, prvi opisao princip raspršivanja i smatra se autorom ovog načina sušenja. Zahvaljujući mnogobrojnim istraživanjima i pronalascima koji slede, tehnološki procesi proizvodnje koncentrovanih i sušenih mlečnih proizvoda stalno su usavršavani. Razvijeni su novi postupci sušenja i drugih mlečnih proizvoda kao što su: sladoledna smeša, kazeinati, sir, modifikovani mlečni proizvodi i dr. Značajnu novinu u tehnologiji sušenja i kvalitetu proizvoda u prahu doneo je postupak instantizacije (Peebles, 1955). Dalje unapređenje kvaliteta proizvoda i ekonomičnosti sušenja postignuto je uvođenjem 3-stepenog sušenja, 80-tih godina.
Sličnu ekspanziju, u metodama koncentrisanja, izazvale su membranske metode (ultrafi1tracija, elektrodijaliza, jonska izmena i dr.), koje su sedamdesetih godina razvijene do industrijske primene. Tokom poslednjih godina membrane su usavršavane, a primena razvijena za mnoge proizvode (koncentrovane i sušene, sladoled, fermentisane napitke, sireve i dr.). U početku najrazvijenije područje primene tehnologija mleka, proširilo se kasnije i na druge industrijske grane: industrija prerade voća, jaja, proizvodnja piva, tehnologija kafe, i dr.