Цельное сгущенное молоко с сахаром (часть 3)

7-02-2013, 18:56

Зарождение центров кристаллизации в соответствии с флуктуационной теорией рассматривают как тепловое движение молекул, приводящее к образованию в массе исходной фазы флуктуаций плотности и уплотнению молекулярных комплексов. По достижении критических размеров молекулярные комплексы становятся зародышами, способными устойчиво расти до кристаллов видимого размера.
Процесс возникновения зародышей кристаллов основан на диффузии. Основным условием для зарождения центров кристаллизации является пересыщение раствора. На скорость и массовость зарождения центров кристаллизации положительно влияет перемешивание, способствующее дополнительной флуктуации в элементарных объемах раствора, что усиливает его турбулизацию. Повышается эффективность массообмена, обеспечивается необходимая ориентация молекул при образовании кристаллизационной сетки, уменьшается толщина неподвижного слоя («дворика») около растущего кристалла, сокращается индукционный период. Для массового зарождения центров кристаллизации необходимо быстрое охлаждение. В этих условиях при наличии широкой температурной зоны перенасыщения лактозы образование зародышей происходит при более высоких температурах этой зоны и меньшей вязкости продукта.
Цельное сгущенное молоко с сахаром (часть 3)

В условиях гетерогенного механизма образования зародышей, характерного для лактозы, необходимо наличие базисной поверхности кристаллизации, роль которой выполняет затравка в виде мелкокристаллической рафинированной лактозы. Сущность процесса состоит в том, что при подаче продукта на охлаждение в вакуум-охладитель возникают местные скопления растворенной лактозы, которые по размерам приближаются к критическим для зарождения кристаллов, но не достигают их, а размещение молекул в растворе еще недостаточно соответствует необходимому положению их в узлах кристаллической решетки. Спонтанная кристаллизация не успевает возникнуть. Для этого необходима затравка.
В соответствии с рассмотренными теоретическими положениями для единовременного массового зарождения кристаллов лактозы в охлаждаемом сгущенном молоке с сахаром, которые на стадии роста по условиям насыщения не могут вырасти и не вырастают более чем до 10 мкм, необходимы быстрое охлаждение, интенсивное перемешивание продукта и обязательное внесение затравочного материала.
При производстве сгущенных молочных консервов с сахаром периодическим способом эти условия обеспечиваются при следующих режимах одноступенчатого охлаждения в вакуум-охладителях: начальное разрежение не менее 933 гПа, распыление и интенсивное охлаждение продукта в период подачи (уменьшение температуры на 10—15 °С), включение мешалки — с подачи первых порций продукта — и непрерывная ее работа до конца процесса охлаждения, внесение затравки при 30—37 °С (устанавливает лаборатория), затравочный материал — мелкокристаллическая рафинированная лактоза, доза — не менее 0,02% массы продукта. Включение главного термокомпрессора для отбора образующихся соковых паров — через 3—5 мин от начала подачи продукта в аппарат (продукт при этом должен кипеть). Общая продолжительность охлаждения 40—60 мин при разрежении 971—998 гПа.
При подаче сгущенного молока с сахаром на охлаждение в распыленном состоянии, интенсивном перемешивании его при охлаждении и внесении затравки рост зародышей кристаллов происходит в соответствии с теорией фазовых переходов. Согласно этой теории скорость оседания кристаллизующего вещества на гранях кристаллов пропорциональна квадрату разности концентраций. Кристаллы растут по мере насыщения, после охлаждения продукта процесс кристаллизации завершается, кристаллы лактозы увеличиваются в размерах от 6 до 10 мкм.