Tehnologia Produselor Lactate Concentrate

Laptele concentrat este laptele din care s-a îndepărtat o anumită cantitate de apă, prin evaporare în coloane de concentrare. De regulă, laptele concentrat este dulce. Laptele deshitratat este laptele din care s-a evaporat toată apa, prin procese complexe de evaporare.

Laptele concentrat se obţine prin eliminarea a două treimi din apa pe care o conţine. Între laptele pasteurizat şi cel crud nu există diferenţe în ceea ce priveşte principiile active. În schimb, laptele crud, dacă este fiert în mod obişnuit (adică până dă în clocot), este sărăcit de aproape toate vitaminele.

Laptele concentrat poate fi de mai multe categorii: fără zahăr, cu zahăr, fără zahăr dar aromatizat, caramelizat, fermentat.

În funcţie de schema tehnologică adoptată, principalele operaţii din cadrul fluxului tehnologic de obţinere a laptelui concentrat sunt:

Recepţia calitativă se efectuează pentru a determina calitatea laptelui; se utilizează, în general, lapte de calitate bună.

Clarificarea laptelui cu separatoare centrifugale se efectuează în scopul îndepărtării din lapte a impurităţilor mecanice pe care acesta le conţine.

Răcirea laptelui la circa 40C, se face cu ajutorul schimbătoarelor de căldură cu plăci, urmând depozitarea în tancuri izoterme, atunci când prelucrarea acestuia se realizează ceva mai târziu.

Standardizarea (normalizarea) laptelui se efectuează avându-se în vedere conţinutul de grăsime care se doreşte a se obţine în produsul final.

Fig.4.1. Schema de principiu a standardizării laptelui

Tratamentul termic preliminar are scopul de a reduce microorganismele din lapte, scăderea tendinţei de separare a grăsimii (mai ales dacă nu se face omogenizarea, aşa cum este cazul laptelui concentrat cu zahăr), inactivarea enzimelor, stabilizarea laptelui pentru sterilizare. Acesta se realizează în schimbătoare cu plăci la 93 – 1000C timp de 25 – 10 min sau la 115 – 1280C timp de 6 – 1 min, pentru laptele concentrat fără zahăr şi 110 – 1200C câteva secunde, pentru laptele concentrat cu zahăr.

Concentrarea laptelui se realizează cel mai bine în concentratoare cu plăci sau concentratoare tubulare dacă se utilizează în sisteme de concentrare cu efect multiplu pentru a scădea consumul de abur/apă evaporată (la un concentrator simplu consumul de abur este de circa 1,2 kg abur/kg apă evaporată).

Temperatura minimă de concentrare trebuie să fie mai mare de 450C, diferenţa de temperatură între două corpuri de evaporare fiind de 5 – 7,50C. Pentru o temperatură de fierbere de circa 700C şi , presiunea absolută din sistem trebuie să fie de circa 230 mmHg.

Omogenizarea se efectuează numai pentru laptele concentrat fără zahăr şi are rolul de a îmbunătăţi stabilitatea emulsiei de grăsime din lapte prin micşorarea diametrului globulelor de grăsime de la 3 – 5 μm la mai puţin de 2 μm. Efectul omogenizării laptelui mai constă şi în creşterea vâscozităţii laptelui, creşterea tensiunii de interfaţă, scăderea capacităţii de coagulare, modificarea punctului de coagulare şi a presiunii osmotice, scăderea capacităţii de oxidare a grăsimii, îmbunătăţirea digestibilităţii grăsimii.

Omogenizarea laptelui se face în două trepte de presiune: 15 – 25 Mpa şi 5 – 10 Mpa, la o temperatură a laptelui de circa 650C.

Fig.4.2. Principii de omogenizare a laptelui

Standardizarea finală a laptelui presupune stabilirea exactă a raportului de grăsime / substanţă uscată negrasă, efectuându-se prin adăugare de apă, lapte degresat, lapte degresat concentrat, smântână omogenizată. Acum se adaugă şi săruri de stabilizare (carbonaţi şi bicarbonaţi), acid citric, fosfaţi, efectul de stabilizare a sărurilor depinzând de pH-ul laptelui.

Ambalarea laptelui concentrat, cu şi fără zahăr, se efectuează, în general, în cutii metalice de 400 ml până la câţiva litri, umplerea făcându-se la temperaturi scăzute pentru a evita spumarea.

Sterilizarea cutiilor, după închiderea etanşă, se realizează numai pentru laptele concentrat fără zahăr la 100 – 1200C timp de 20 – 15 min. Se poate utiliza şi sterilizarea în vrac UHT la 1300C timp de 3 s, urmată de ambalarea aseptică.

Adăugarea de zahăr se efectuează în cazul laptelui concentrat cu zahăr, conservabilitatea fiind asigurată fără a se mai face sterilizarea, cantitatea de zahăr adăugată trebuind să asigure o concentraţie a acestuia de circa 62,5 – 64,5%. Adaosul de zahăr se realizează după concetrarea laptelui pentru a nu conduce la consecinţe negative în calităţile laptelui concentrat.

Răcirea laptelui cu adaos de zahăr se face în scopul cristalizării lactozei. Pentru cristalizare, în laptele răcit la 30 – 320C se inoculează lactoză sub formă de soluţie din cristale pudră prin agitare continuă astfel încât să se asigure o concentraţie de 0,5o , după care laptele se răceşte în continuare la 100C. Cristalizarea lactozei se efectuează în cristalizatoare răcite în manta, prevăzute cu palete de răzuire.

Instalaţia de obţinere a laptelui concentrat

Concentraţia laptelui se realizează în două scopuri: asigurarea conservabilităţii laptelui prin eliminarea unei cantităţi de apă, astfel încât acesta să ajungă la un conţinut de substanţă uscată de circa 65%; economisirea de energie atunci când laptele concentrat este uscat (deshitratat), concomitent cu creşterea eficienţei instalaţiilor de uscare.

Prin concentrarea laptelui se utilizează instalaţii de concentrare prevăzute cu evaporatoare cu plăci, evaporatoare multitubulare cu film descendent sau evaporatoare cu rotor.

Evaporatoarele multitubulare sunt asemănătoare cu schimbătoarele de căldură cu ţevi. Alimentarea cu lichid preîncălzit se realizează pe la partea superioară cu ajutorul unei pompe, lichidul de concentrat scurgându-se într-un film subţire pe suprafaţa interioară a ţevilor aparatului (cu ф40 – ф60 mm şi lungimea de 3 – 6 m) împreună cu vaporii degajaţi din produs. De aici, amestecul de lichid concentrat şi vapori de apă intră tangenţial într-un separator de vapori.

Fig.4.3. Evaporator multitubular

1. carcasă; 2. ţevi verticale; 3. placă intermediară de dirijare; 4. capac; 5,6. racorduri intrare – ieşire lapte; 7,8. racorduri intrare – ieşire abur

Pentru aceste evaporatoare multitubulare cu film descendent prezintă importanţă: sistemul de distribuţie a lichidului care trebuie să asigure scurgerea sub formă de peliculă a laptelui; raportul dintre lungimea ţevilor şi suprafaţa de schimb de căldură, astfel încât să nu apară suprafeţe uscate, iar grosimea peliculei să fie de 1,5 – 1,8 mm (să nu scadă sub 0,5 mm); debitul de alimentare cu lichid, concentraţia şi vâscozitatea iniţială a laptelui; dispunerea uniformă a ţevilor pe secţiunea plăcii de prindere.