خط تولید شیر و خامه

تاریخچه شیر

شیر و فرآورده های آن به همان سهولتی که به مصرف میرسد تولید نمی گردد. مراحل تولید محصولات لبنی از تهیه ی شیر ،جمع آوری ،حمل و نقل،تحویل به کارخانه، تغییر و تبدیل در کارخانه و توزیع تا رسیدن به دست مصرف کننده همواره با دشواریهای بسیاری همراه است . از این رو بررسی های علمی دقیق و برنامه ریزی های قابل اجرا ی همگام با پیشرفت تکنولوژی را می طلبد گرچه تولید فرآورده های لبنی تاریخچه ای بس دیرینه دارد ، ولی حرفه ای است حساس ،پر مخاطره و آسیب پذیر که کمتر تولید کننده ای پیدا میشود که با خاطری آسوده  از کار خویش داشته باشد و نگران مراحل مختلف تولید نباشد.

در ایران اولین کارگاه لبنیات سازی در سال 1366 با نام استارا در خیابان فردوسی تهران گشایش یافت که تولیدات آن شیرهای بطری با درب چوبی بود. در سال 1337 کارخانه نسبتا مجهز آلفا با ضرفیت 10 تن شیر خام در روز تاسیس شد و پس از آن واحد های تولید ، فراورده های لبنی به صورت گسترده ادامه یافت و اکنون این واحد ها  با مقیاس های بزرگ و کوچک در اقصی نقاط کشور به فعالیت اشتغال دارند.

تکنولوژی تولید شیر شامل مراحل زیر است:

1- دریافت شیر خام در کارخانه

اولین مرحله از فرآیند تولید شیر در کارخانه مرحله‌ی دریافت شیر می‌باشد. به‌منظور تولید فرآورده‌ی شیر با کیفیت مطلوب لازم است نکات لازم در دامداری‌ها مورد توجه قرار گیرد از جمله نکات مهم در مرحله‌ی دوشش شیر می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. دوشش قبل از غیرفعال شدن اکسی‌توسین انجام شود حدود

2. دوشش کامل و بدون وقفه

3. دوشش بدون درد

4. دام نباید موقع دوشش تغذیه کند (عامل افزایش اسپور)

5. عدم تغذیه با علوفه بودار مانند شلغم و چغندر

6. دوشش تحت شرایط بهداشتی اعمال شود.

از دیگر نکات حائز اهمیت در دامداری بحث پایش سلام دام می‌باشد. بنابراین لازم است دوشش از دام سالم انجام پذیرد. علاوه بر توجه به کیفیت شیر خام و توجه به نکات بهداشتی در دامداری‌ها بحث نقل و انتقال شیر از دامداری به کارخانه نیز باید مورد توجه قرار گیرد. به‌گونه‌ای که حمل شیر در شرایط یخچالی و در تانکرهای مخصوص انتقال شیر باید انجام پذیرد.

اساس خرید شیر از دامدار:

زمانی که شیر به درب کارخانه انتقال می‌یابد ملاک‌هایی جهت قیمت‌گذاری آن مطرح است:

1. براساس وزن شیر

2. براساس درصد چربی

3. درصد مواد ازته

4. میزان بار میکروبی

ـ به‌ازای هر 1/0 درصد افزایش چربی در شیر خام دریافتی قیمت مشخص به آن اضافه می‌گردد.

ـ درصد ترکیبات نیتروژن‌دار یا ترکیباتی ازته که نشان‌دهنده‌ی میزان pro شیر می‌باشد. در بسیاری از کشورها به‌عنوان ملاک قیمت‌گذاری شیرخام محسوب می‌گردد. در کشور ما به‌واسطه تقلبات صورت گرفته این ملاک جزء ملاک‌های قیمت‌گذاری شیر نمی‌باشد.

مجموع بار میکروبی

درجه یک ← کم‌تر از 200 هزار در میلی‌لیتر

درجه دو ← 1 میلیون  200 هزار

درجه سه ← 5 میلیون < x < 1 میلیون

ـ بیش از 5 میلیون نامطلوب و قابل دریافت نیست.

ـ بار میکروبی شیر و هم‌چنین تعداد و سلول‌های سوماتیک (گلبول سفید) به‌عنوان شاخص‌های بهداشتی شیر قلمداد می‌گردد. با وجودی که تعداد سلول‌های سوماتیک در مرحله دریافت شیر در فواصل زمانی مشخص معمولاً تعیین می‌گردد اما به‌عنوان ملاک قیمت‌گذاری و یا رد و پذیرش محصول (شیرخام) به‌شمار نمی‌آید.

سلول‌های سوماتیک

درجه یک ←        200000 xc

درجه دو ←            500000 < x < 200000

درجه سه ←        1000000 < x < 5000000

ـ بیش از یک میلیون قابل دریافت نمیباشد

مراکز جمع آوری شیر:

مراکز جمع آوری شیر به منظور گردآوری شیر دامداران کوچک در روستا ها تاسیس شده اند.

در این مراکز با تجهیزات مختلف شیر دریافتی از نظر کیفی آزمایش می شود و بعد از دریافت آن در یخچالهای بزرگ برای خنک کردن قبل از ارسال به کارخانه نگهداری می شوند.

یک مرکز جمع آوری ده ها روستا را تحت پوشش خود دارد.

 در دریافت شیر خام سه نکته مورد تاکید قرار می گیرد که عبارتند از 1) کیفیت شیر خام 2 ) وزن شیر خام  3) ترکیب (مقدار آب اضافه شده و سایر موارد مورد بررسی قرار می گیرد)

بطور کلی منظور از دریافت شیر خام در خط تولید لبنیات عبارتست از 

1- تعیین کیفیت شیر خام
2- تعیین وزن شیر خام دریافت شده، که وزن شیر دریافت شده به دو روش تعیین می شود الف) روش وزنی  ب) روش حجمی
3-سرد کردن شیر
4-ذخیره سازی شیر خام در سیلو تانک ها

 مقدار شیر به دو روش وزنی و حجمی می تواند اندازه گیری شود. روش وزنی خود شامل دو روش می باشد

 1 -اندازه گیری وزن توسط باسکول با توزین کامیون پر و خالی و تفاضل دو مقدار از هم  2- روش مخزن توزین کننده 
 

در روش حجمی مقدار حجم شیر با استفاده از جریان سنج (flow meter) محاسبه می گردد. در این روش جهت حذف هوا از شیر، و بهبود کیفیت شیر از مخزن هواگیری نیز استفاده می شود. لذا بایستی یونیت دریافت پائین تر از سکو دریافت شیر باشد تا شیر به روش ثقلی وارد یونیت دریافت شود.
 

ü     در این مرحله مجموعه آزمایشات موردنیاز جهت 1) رد یا پذیرش شیر خام ـ
2) تشخیص تقلب ـ انجام می‌پذیرد. در این مرحله مجموعه آزمایشاتی که انجام می‌شود و شامل تعیین 1) اسیدیته ـ 2) تعیین pH ـ 3) تعیین چگالی (وانسیته) ـ 4) نقطه انجماد ـ 5) تست‌های سریع میکروبی و 6) تعیین نقطه‌ی جوش یا قسمت جوش و غیره  انجام می‌پذیرد.

1) تعیین اسیدیته

اسیدیته شیر خام باید در دامنه‌ی 14ـ16 درجه دورنیک باشد که درصورت بیش‌تر بودن از حد مجاز ذکر شده، شیر خام قابل دریافت نمی‌باشد.

2) تعیین pH

pH شیر خام باید در دامنه‌ی 4/6 تا 6/6 باشد و درصورتی‌که pH کم‌تر از 4/6 تا 5/6 باشد شیر خام قابل دریافت نمی‌باشد.

3) تست سریع میکروبی

با استفاده از معرف‌هایی نظیر بروموکروزول گرین و متیلن بلو تست سریع میکروبی انجام می‌پذیرد.

(pH و اسیدیته و هم‌چنین تست‌های میکروبی به‌عنوان ملاک رد یا پذیرش شیر خام ورودی محسوب می‌گردد.)

4) تعیین دانسیته ← دانسیته شیر خام در حدود 028/1 تا 030/1  می‌باشد. دانسیته به‌منظور تشخیص تقلب در ارتباط با افزودن آب و یا حذف چربی تعیین می‌شود.

5) نقطهانجماد ← نقطه‌ی انجماد نیز به‌عنوان آزمون مکمل دانسیته و تعیین تقلب مضاعف انجام می‌پذیرد.

6)تست جوش ← به‌منظور بررسی افزودن جوش شیرین به داخل شیر خام جهت کاهش اسیدیته‌ی آن این آزمون صورت می‌پذیرد (پی دانسیته ـ نقطه انجماد ـ تست جوش برای تشخیص تقلب در شیر خام هستند)

7) تعیین درصد چربی ← در مرحله دریافت شیر خام درصد چربی به‌منظور قیمت‌گذاری شیر خام و هم‌چنین استاندارد کردن چربی شیر در مراحل بعدی فرآوری انجام می‌پذیرد.

8)تست آنتی‌بیوتیک ← با استفاده از کیت‌های بخصوص حضور یا عدم حضور آنتی‌بیوتیک در شیر خام مورد ارزیابی قرار می‌گیرد. شیر خامی که حاوی آنتی‌بیوتیک باشد جهت تولید فرآورده‌های تخمیری مناسب نمی‌باشد.

9) تست الکل ← جهت ارزیابی (مقاومت حرارتی proهای شیر) تست الکل انجام می‌پذیرد. به این منظور الکل 68 درصد و 78 درصد می‌توان استفاده نمود. شیر ورودی جهت ارسال برای فرآیند استریل باید از مقاومت حرارتی بالایی برخوردار باشد. بنابراین تست الکل شیر خام مورد استفاده جهت تولید شیر استریل باید منفی باشد. به‌عبارت دیگر دراثر اختلات شیر با الکل نباید لخته‌ای حاصل شود.

10) تعیین سلول‌های سوماتیک ← تعداد سلول‌های سوماتیک (گلبول سفید) به‌صورت دوره‌ای در شیر خام تعیین می‌گردد. که ملاکی از وضعیت بهداشتی شیر خام می‌باشد.

11) شمارش جمعیت کلی میکروبی ← تعیین جمعیت کل M.Oها نیز جهت ارزیابی وضعیت شیر خام انجام می‌پذیرد. این آزمون نیز در فواصل زمانی انجام می‌شود و وضعیت بهداشتی شیر خام را مشخص می‌کند.

به طور خلاصه کارخانه های شیر (خط تولید لبنیات) دارای بخش ویژه دریافت شیر خام هستند کهشیر خام ارسالی از دامداری را دریافت می کنند در کارخانه تانكر حاوي شير روي سکو رفته و ابتدا به وسیله سطل های شماره گذاری شده و توسط هم زن های دستی برای یکنواخت شدن دانسیته و چربی نمونه برداری شده که این  نمونه از نظر وجود یا عدم وجود آنتی بیوتیک ، دانسیته، میزان چربی ، تعداد سلول های سوماتیک و انواع تقلبات آزمایش و در صورت تأیید مسئول آزمایشگاه توسط پمپ تخلیه می شود و توسط فلومتر هایی مقدار شیر ورودی اندازه گیری می شود. آزمایشات میکروبی نیز در مراحل بعدی انجام و در سوابق مراکز جمع آوری شیر ثبت می شود.خوب است بدانید میزان بار میکروبی شیر خام به همراه میزان دانسیته آن یکی از معیارهای قیمت گذاری بر روی شیرهاست. در اولین مرحله بعد از تخليه ، شير از صافي هايي از جنس استيل و مشبك عبور که اجسام درشت و مواد خارجي از آن جدا می شود. پس از این مرحله شیر توسط پری کولر تا دمای 4 درجه سانتیگراد سرد شده و در مخازن نگهداری شیر خام که از جنس استیل می باشند ذخیره می شود.

انواع فرآیندهای حرارتی

ترمیزاسیون ←

پاتوریزاسیون←    LTLT ←

             HTST ←

             Flash ←

استرلیزاسیون ←    اتوکلاو ←

             UHT ←

فرایند پاستوریزاسیون

ـ فرآیند پاستوریزاسیون با هدف حذف کلیه M.Oهای بیماری‌زا انجام می‌پذیرد با اعمال این فرآیند تا حدود 99 درصد از M.Oهای عامل فساد نیز کاهش می‌یابد. بنابراین با توجه به حضور جمعیتی از M.Oهای عامل فساد و هم‌چنین اسپور باکتری‌ها مدت‌زمان ماندگاری این محصول محدود است و قطعاً محصول باید در شرایط یخچالی نگهداری شود.

دریافت شیر خام ← حرارت مقدماتی 40ـ30 درجه ← حذف ناخالصی

سرد کردن و نگهداری ← پاستوریزاسیون ← سرد کردن و ذخیره‌سازی ← بسته‌بندی

ـ در ابتدا شیر خام تحت فرآیند حرارتی قرار می‌گیرد و دمای آن تا حدود 35 درجه افزایش می‌یابد این فرآیند حرارتی به‌منظور کاهش ویسکوزیته‌ی شیر خام و سهولت در جداسازی ناخالصی‌ها انجام می‌پذیرد. در مرحله‌ی بعد ناخالصی‌های شیر خام به 2 روش جدا می‌گردند:

1. جداسازی ناخالصی‌ها با استفاده از صافی‌های فلزی یا پلاستیکی انجام می‌پذیرد.

2. استفاده از کلاری‌فایر به‌منظور جداسازی ناخالصی‌ها. این دستگاه به کمک نیروی گریز از مرکز منجر به جداسازی ناخالصی‌ها شامل ذرات معلق ـ سلول‌های سوماتیک و سلول‌های مرده و زنده باکتریایی می‌شود. درصورتی‌که اسیدیته شیر خام بالا باشد بخشی از گازئین و مولد ازته‌ی شیر نیز وارد گِل کلاری‌فایر می‌شود.

ـ پس از این مرحله شیر وارد بالانس تانک می‌گردد و به تعادل دمایی رسیده و جهت ارسال به مراحل بعدی فرآیند ذخیره می‌گردد.

فرآیند پاستوریزاسیون شیر که با هدف حذف کلیه M.Oهای بیماری‌زا انجام می‌پذیرد و تحت شرایط دمایی و زمانی زیر انجام می‌پذیرد.

شیر معمولی ←    

خامه 18 درصد ←      

خامه 38 درصد ←      

کفایت فرآیند پاستوریزاسیون:

جهت اطمینان از نابودی کلیه M.Oهای بیماری‌زا مقاوم‌ترین M.O بیماری‌زا در شیر تعیین گردید در ابتدا تصور بر این بود که مایکوباکتریوم توبرکلوسیس مقاوم‌ترین M.O بیماری‌زایی شیر است. درحالی‌که امروزه مشخص شده است که کوکسیلا بورنتی عامل بیماری تحت عنوان تب مالت مقاوم‌ترین M.O بیماری‌زای شیر بوده و نابودی آن به مفهوم نابودی کلیه M.Oهای بیماری‌زا می‌باشد. از سوی دیگر جهت تعیین کفایت فرآیند پاستوریزاسیون یک شاخص آنزیمی درنظر گرفته شد. به این ترتیب که مشخص گردید فسفاتاز قلیایی به میزان کم‌تری نسبت به کوکسیلا بورنتی در برابر حرارت مقاوم‌تر می‌باشد بنابراین از بین رفتن فسفاتاز قلیایی به‌عنوان شاخص کفایت فرآیند حرارتی در شیر پاستوریزه تعیین شد.

فسفاتاز اسیدی < پراکسیداز < فرآیند پاستوریزاسیون < فسفاتاز قلیایی < کوکسیلا بورنتی

نکته: بنابراین شیر پاستوریزه باید فسفاتاز منفی ویراکسیداز مثبت باشد در این شرایط فرآیند دمایی به‌درستی اعمال گشته است.

فرآیند پاستوریزاسیون به 2 شیوه است:

1. فرآیند پاستوریزاسیون کند LTLT (Low Temperature long Time)

2. فرآیند پاستوریزاسیون سریع HTST

LTLT: در این شیر در داخل یک محفظه‌ی 2جداره پاستوریزه می‌گردد. این محفظه ـ مجهز به هم‌زن می‌باشد و بنابراین در حین فرآیند حرارتی دما به‌صورت یکنواخت در محصول توزیع می‌گردد. در جداره دستگاه آب داغ یا بخار آب وارد شده و شیر در داخل محفظه در دمای  به مدت 30 دقیقه پاستوریزه می‌گردد. پس از اعمال فرآیند پاستوریزاسیون آب سرد به جداره دستگاه وارد شده و عملیات سرد کردن تا دمای حدود  انجام می‌پذیرد. سپس محصول خارج و بسته‌بندی می‌گردد. این فرآیند معمولاً جهت تولید با ظرفیت کم مناسب می‌باشد.

معایب این روش:

1. روش غیرمداوم می‌باشد.

2. فضای زیادی جهت جایگیری محفظه‌ی مذکور موردنیاز است.

3. مدت‌زمان فرآوری طولانی و راندمان پایین می‌باشد.

4. در حین اعمال این فرآیند ایجاد کف می‌تواند منجر به افزایش مقاومت M.Oها گردد.

5. تماس با اکسیژن هوا و اکسیداسیون چربی‌ها و نابودی ویتامین‌ها از دیگر آثار استفاده از این روش می‌باشد.

6. خروج گاز  منجر به بهم خوردن تعادل نمکی شیر می‌گردد.

مزایای این روش

1. روش ساده و هزینه‌ی دستگاه‌ها یا تجهیزات در آن پایین می‌باشد ضمن این‌که شست‌وشوی این سیستم نیز به سهولت امکان‌پذیر است، در مواردی که ظرفیت تولید پایین باشد می‌توان از این روش استفاده کرد.

HTST: جهت اعمال فرآیند پاستوریزاسیون سریع که متداول‌ترین روش پاستوریزاسیون مورد استفاده در صنعت شیر می‌باشد می‌توان از پاستوریزاتورهای لوله‌ای یا صفحه‌ای استفاده نمود. در ارتباط با شیر پاستوریزه معمولاً از پاستوریزاتورهای صفحه‌ای استفاده می‌گردد و دمای فرآیند در دمای 72 تا  به مدت 15 تا  اعمال می‌گرد

پاستوریزاتورهای لوله‌ای

در این نوع پاستوریزاتورها شیر از داخل مجموعه‌ای از لوله‌ها عبور می‌کند و دراثر تبادل حرارت با ماده‌ی تبادل‌کننده حرارتی فرآیند پاستوریزاسیون در مجموع 2 نوع پاستوریزاتور لوله‌ای وجود دارد که در نوع اول محصول در داخل لوله‌ی مرکزی حرکت می‌کند و ماده‌ی تبادل‌کننده حرارتی در لوله‌ی خارجی در خلاف جهت آن به حرکت درمی‌آید. در نوع دوم سیستم شامل 3 لوله تودرتو می‌باشد که شیر در لوله میانی و ماده تبادل‌کننده حرارتی در لوله مرکزی و لوله خارجی در خلاف جهت محصول به حرکت درمی‌آید.

پاستوریزاتور لوله ای

پاستوریزاتورهای صفحه‌ای

یا مبدل‌های حرارتی صفحه‌ای که بیش از 60 سال از اختراع آن‌ها گذشته است از دامنه کاربرد بسیار سریع در صنایع شیر برخوردار است. در این نوع پاستوریزاتورها مجموعه‌ای از صفحات به‌صورت موازی و عمود در کنار هم قرار گرفته‌اند و ماده تبادل‌کننده دمایی و محصول در حد فاصل این صفحات در خلاف جهت هم در حرکت می‌باشد. فاصله بین این صفحات در حدود 3 تا 4 میلی‌متر است بنابراین امکان اعمال فرآیند حرارتی سریع و تبادل دمایی را در سرعت بالا فراهم می‌کند، جهت افزایش سطح تماس ماده‌ی تبادل‌کننده دمایی با شیر صفحات مورد استفاده به‌صورت شیاردار طراحی می‌گردد و در حد فاصل صفحات از واشرهای با مقاومت حرارتی بالا و مقاومت بالا در برابر مواد ضدعفونی‌کننده استفاده می‌گردد.

مزایای روش HTST:

1. برخلاف روش LTLT استفاده از پاستوریزاتورهای صفحه‌ای یا لوله‌ای امکان انجام فرآیند مداوم با ظرفیت بالا را فراهم می‌کند.

2. عدم خروج گاز  و حفظ تعادل نمکی

3. عدم تماس با اکسیژن هوا و ممانعت از اکسیداسیون محصول

4. سهولت در شست‌وشو با استفاده از روش‌های CIP

5. عدم ایجاد کف در محصول نهایی و در نتیجه نوع مشکل مقاومت M.Oها.

مراحل انجام فرآیند پاستوریزاسیون

1. بازیافت

2. پاستوریزاسیون

بازیافت 1- Regenerotion section

2- a) pasteurisation section

    b) Holding section

سرد کردن3- cold section (2 steps)

مراحل تولید شیر پاستوریزه:

به‌منظور تولید شیر پاستوریزه مجموعه‌ی مراحل زیر انجام می‌پذیرد که شامل مرحله‌ی بازیافت ـپاستوریزاسیون ـ سرد کردن می‌باشد. در طی این مراحل شیر با دمای حدود 4ـ5 درجه وارد دستگاه پاستوریزاتور شده و سپس در مرحله‌ی بازیافت جداسازی چربی و هموژنیزاسیون شیر انجام می‌پذیرد. در مرحله‌ی دوم فرآوری عملیات پاستوریزاسیون در دما و زمان مشخص انجام می‌پذیرد و سپس طی 2 مرحله دمای شیر ابتدا تا دمای 15ـ12 درجه کاهش می‌یابد و سپس به دمای 5ـ4 درجه می‌رسد.

مرحله بازیافت

در این مرحله شیر با دمای  وارد پاستوریزاتور می‌شود و در اثر تبادل دمایی با شیر پاستوریزه خروجی دمای آن به حدود  افزایش می‌یابد. این امر منجر به کاهش ویسکوزیته می‌شود و سپس شیر وارد سپراتور می‌گردد. در داخل سپراتور جداسازی گویچه‌های چربی انجام می‌پذیرد و درصد چربی شیر استاندارد می‌گردد بخشی از چربی جدا شده نیز در فرآیند تولید خامه و یا نهایتاً کوه مورد استفاده قرار می‌گیرد. سپس شیر استاندارد شده به دستگاه پاستوریزاتور برمی‌گردد و دمای آن به حدود  افزایش می‌یابد. به این ترتیب شیر جهت هموژنیزه شدن آماده می‌گردد. و وارد هموژنایزر شده و گویچه‌های چربی در این دستگاه شکسته شده و منجر به افزایش پایداری شیر در حین نگهداری می‌گردد. (از جدا شدن گویچه‌های چربی و تجمع آن‌ها در سطح جلوگیری می‌گردد.)

نکته: فرآیند هموژنیزاسیون در تولید شیر پاستور به‌صورت اختیاری می‌باشد و در مورد شیر استریل الزاماً این مرحله باید انجام پذیرد.

مرحله پاستوریزاسیون

در این مرحله شیر مجدداً وارد دستگاه پاستوریزاتور شده و دمای آن تا دمای مناسب پاستوریزاسیون  افزایش می‌یابد و به‌منظور ت‌مین زمان کافی برای این فرآیند که در حدود s20ـ15 می‌باشد 2 روش اعمال می‌گردد. در روش اول فاصله‌ی بین صفحات پاستوریزاتور افزایش می‌یابد و در نتیجه زمان کافی برای فرآیند مهیا می‌گردد و در روش دوم از یک لوله خارجی (Holding tube) جهت اعمال زمان مناسب در فرآیند استفاده می‌شود.

مرحله سرد کردن

در انتها شیر طی 2 مرحله سرد می‌گردد به این ترتیب که در مرحله‌ی اول تبادل دمایی با شیر خام منجر به کاهش دما تا حدود  می‌گردد و در نهایت شیر با آب سرد تبادل دمایی نموده و دمای شیر پاستوریزه نهایی به حدود  کاهش می‌یابد. در نهایت شیر به تانک‌های ذخیره منتقل شده و به مرحله‌ی بسته‌بندی انتقال می‌یابد.

نکته: دستگاه پاستوریزاتور مجهز به ترمومتر و سنسور می‌باشد و درصورتی‌که عملیات پاستور به هر دلیلی به درستی انجام نشده باشد شیر مجدداً به‌صورت خودکار به مرحله‌ی پاستور برگشت داده می‌شود.

کنترل کیفیت شیر پاستوریزه

جهت تعیین کفایت فرآیند حرارتی بلافاصله بعد از فرآیند پاستور تست فسفاتاز انجام می‌پذیرد. در مورد شیر پاستوریزه تست فسفاتاز باید منفی باشد و تست پراکسیداز آن نیز باید مثبت باشد. این موضوع نشان‌دهنده‌ی کافی بودن فرآیند حرارتی می‌باشد.

نمونه‌های تهیه شده از خط تولید از دیدگاه میکوربی نیز مورد ارزیابی قرار می‌گیرد و شاخص‌های تعیین جمعیت کلی میکروبی ـ جمعیت کلی فرم‌ها و Ecoli مورد ارزیابی قرار می‌گیرد که مطابق استاندارد ملی کشور ما نتایج حاصل از این آزمایشات به‌صورت زیر می‌باشد.

هموژنیزاسیون

این فرآیند اولین‌بار در سال 1901 توسط محقق به نام Gaulin جهت هموژنیزاسیون شیر مورد استفاده قرار گرفت و به‌تدریج استفاده از آن در حد وسطع توسعه یافت.

تعریف: فرآیند مکانیکی پایدار کردن و ثبات فیزیکی شیر است که از 2 فاز شدن آن و تجمع گویچه‌های چربی در سطح ممانعت می‌کند. در فرآیند هموژنیزاسیون با کاهش اندازه گویچه‌های چربی می‌توان سرعت صعود ذرات به سطح را تا حد امکان کاهش داد به این ترتیب که در این فرآیند اندازه گویچه‌های چربی تا حدود 2ـ1 میکرون کاهش می‌یابد و بنابراین برمبنای قانون استوکس سرعت صعود نیز کاهش می‌یابد.

ـ در فرآیند شیر با دمای  وارد هموژنایزر می‌گردد. افزایش دما منجر به افزایش سیالیت شیر شده و بنابراین جهت اعمال فرآیند می‌توان از این شیر استفاده نمود. سپس در داخل هموژنایزر با برخورد شیر با هر دستگاه شکسته شدن گویچه‌های چربی انجام می‌پذیرد. فرآیند هموژنیزاسیون در مجموع به 2 صورت یک‌مرحله‌ای و دومرحله‌ای انجام می‌پذیرد.

هموژنیزاسیون یک‌مرحله‌ای

در این فرآیند شیر با فشار از ورودی دستگاه به هموژنایزر وارد می‌گردد و سپس به بخشی به نام هِد دستگاه برخورد می‌کنند. هد هموژنایزر دارای سطح نمو و طی شکل بوده و بنابراین برخورد شیر با فشار عامل شکسته شدن گویچه‌های چربی می‌گردد. پشت هِد دستگاه فنری وجود دارد که منجر می‌گردد هِد تا حدودی به عقب رانده شده و شیر هموژن شده از کناره‌های هِد به خارج دستگاه هدایت می‌گردد. فشار وارده و سپس قفل ناگهانی فشار در محل هِد دستگاه و خروجی آن عامل متلاشی شدن گویچه‌های چربی خواهد بود. در این روش فشار اعمال شده در حدود 150 تا 350بار می‌باشد.

هموژنیزاسیون 2مرحله‌ای

در این نوع هموژنایزر، هموژنیزاسیون طی 2مرحله انجام می‌پذیرد که در این حالت 70 تا 80 درصد فشار در مرحله‌ی اول و 20 تا 30 درصد آن در مرحله‌ی دوم اعمال می‌گردد و بنابراین از تجمع مجدد گویچه‌های چربی ممانعت به‌عمل می‌آید. هموژنایزر 2مرحله‌ای مجهز به 2 هِد می‌باشد به‌گونه‌ای که ابتدا شیر ورودی با فشار بالا به هِد اول برخورد کرده سپس با تغییر مسیر شیر، شیر به سمت هِد دوم هدایت می‌گردد. در این مرحله گویچه‌های چربی از یکدیگر تفکیک می‌گردند و در نهایت شیر با پایداری بالا حاصل می‌شود.

مکانیسم فرآیند هموژنیزاسیون

در طی فرآیند هموژنیزاسیون گویچه‌های چربی شکسته شده و بنابراین خُرد شدن گویچه‌های چربی منجر به افزایش سطح گویچه‌ها در محیط شیر می‌گردد. در این حالت غشاء طبیعی گویچه‌های چربی (فسفولیپیدها و proها) قادر به پوشش دادن کامل چربی شیر نخواهد بود بنابراین سطح چربی‌های شکسته شده را میل‌های کازئین و proهای محلول در شیر پوشش می‌دهند و این امر منجر به افزایش ثابت چربی در شیر می‌گردد.

اثرات مثبت فرآیند هموژنیزاسیون

از مهم‌ترین اثرات مثبت فرآیند هموژنیزاسیون می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

1. توزیع یکنواخت چربی در شیر و افزایش پایداری محصول نهایی (در مورد فرآورده‌ها با ماندگاری طولانی این امر بسیار حائز اهمیت می‌باشد.

2. بهبود رنگ شیر، افزایش ذرات چربی منجر به افزایش پراکنش نور و در نهایت سفیدتر شدن شیر می‌گردد.

3. شیر هموژنیزه از طعم دهانی بهتر برخوردار است.

4. هضم سریع‌تر صورت می‌گیرد زیرا لیپاز گوارشی به سهولت روی آن تأثیر می‌گذارد.

5. انعقاد شیر به‌وسیله‌ی رِنِت سریع‌تر می‌شود.

معایب فرآیند هموژنیزاسیون

1. با شکستن گویچه‌های چربی و پخش آن‌ها در محیط شیر حساسیت چربی نسبت به نور افزایش می‌یابد.

2. افزایش حساسیت چربی نسبت به آنزیم لیپاز و در نتیجه افزایش شدت لیپولیز

3. کاهش مقاومت pro نسبت به حرارت

4. ایجاد دَلَمه‌ی نرم‌تر پنیر که به‌واسطه‌ی تسریع در تشکیل لخته ایجاد می‌گردد این امر منجر به افزایش رطوبت در بابت پنیر و نرم‌تر شدن آن می‌گردد.

5. فرآیند انرژی‌بر و هزینه‌بر

استرلیزاسیون شیر

فرآیند استرلیزاسیون اولین‌بار حدود 100 سال پیش در مقیاس صنعتی در کشور سوئیس مورد استفاده قرار گرفت. هدف اصلی از انجام این فرآیند افزایش مدت‌زمان ماندگاری شیر در حد قابل ملاحظه می‌باشد. و تقریباً کلیه M.Oها در اثر اعمال این فرآیند از بین می‌روند. بنابراین مدت‌زمان ماندگاری در حد قابل ملاحظه افزایش می‌یابد ضمن این‌که می‌توان محصول را در شرایط دمایی محیط و بدون یخچال نگهداری نمود.

انواع روش‌های استرلیزاسیون شیر

جهت انجام فرآیند استرلیزاسیون از 2 شیوه کلی استفاده می‌گردد به‌گونه‌ای که در گذشته از روش بسته‌بندی و سپس استرلیزاسیون استفاده می‌گردد و به‌تدریج روش‌های نوین جهت استرلیزاسیون شیر مطرح گردید بنابراین امروزه از روش استرلیزاسیون و سپس بسته‌بندی محصول در شرایط کاملاً اسپتیک استفاده می‌گردد. این روش‌ها شامل موارد زیر می‌باشد.

                               مداوم

1. اول بسته‌بندی سپس استرلیزاسیون

                                  غیرمداوم

                                    تزریق بخار به شیر

                        مستقیم

                                    پاشیدن شیر به داخل بخار

2. اول استرلیزاسیون بعد بسته‌بندی

                                     مبدل حرارتی لوله‌ای

                        غیرمستقیم

                                      مبدل حرارتی صفحه‌ای

روش غیرمداوم دربسته

در این شیره ابتدا شیر گرم شده سپس هموژنیزه می‌گردد پس از این مرحله شیر در داخل بسته‌ها پر شده و در داخل اتوکلاو جای می‌گیرد. در فرآیند اتوکلاو کردن دمای شیر تا حدود 15 تا  افزایش می‌یابد و به مدت 100ـ20 دقیقه محصول در این دما باقی می‌ماند. پس از اعمال فرآیند در اتوکلاو محصول تا دمای 35ـ30 درجه سرد شده و از اتوکلاو خارج می‌گردد. این دمای بالا منجر به تبخیر رطوبت سطحی بسته‌ها شده و بنابراین سطح بسته به سرعت رطوبت خود را از دست می‌دهد خشک می‌شود. این امر امکان برچسب‌زنی را فراهم می‌آورد.

معایب این روش (غیرمداوم)

1. پایین بودن راندمان و مدت‌زمان طولانی جهت فرآوری محصول

2. از بین رفتن ویتامین‌ها و کاهش ارزش غذایی محصول نهایی

3. دناتوره شدن proها

4. کارا ملیزاسیون لاکتوز و قهوه‌ای شدن محصول

5. ایجاد طعم پختگی

روش استرلیزاسیون دربسته به‌صورت مداوم:

در این روش به‌منظور اصلاح شیوه‌ی قبل استرلیزاسیون و افزایش سرعت فرآوری روش استرلیزاسیون دربسته مطرح گردید. مشابه شیوه‌ی قبل ابتدا شیر گرم شده و سپس هموژنیزه می‌گردد و محصول هموژنیزه شده در داخل بسته پر می‌گردد. سپس ظروف حاوی به روی ریلی قرار گرفته و از تونل استیل عبور می‌کند. عملیات استرلیزاسیون در دمای 110 تا 180 درجه انجام می‌شود و در نهایت نیز محصول در 3 مرحله سرد می‌گردد. با تبخیر رطوبت سطحی بسته امکان برچسب‌زنی محصول فراهم می‌گردد.

→ سرد کردن نهایی → استریل کردن شیر → گرم کردن مقدماتی شیر

    (3 مرحله‌ای)           110ـ118            حدود 100 درجه

دمیدن هوای معمول

مزیت‌های روش استرلیزاسیون دربسته به‌صورت مداوم:

1. کاهش نیروی انسانی و در نتیجه کاهش بخشی از هزینه‌ها

2. کاهش مدت‌زمان فرآوری نسبت به روش batch (غیرمداوم)

3. افزایش سرعت انتقال حرارت نسبت به شیوه‌ی غیرمداوم

4. عدم امکان ایجاد آلودگی ثانویه که به‌واسطه‌ی بسته‌بندی محصول و سپس استرلیزاسیون مطرح می‌باشد. (این مزیت در مورد روش قابل نیز صادق است)

روش استرلیزاسیون و سپس بسته‌بندی:

در این روش استرلیزاسیون محصول به 2 صورت حرارت‌دهی مستقیم و غیرمستقیم انجام می‌پذیرد. روش مستقیم به 2 شیوه‌ی تزریق بخار به شیر (steam injedion) uperizotion و پاشیدن شیر به داخل بخار (steam infustion) pulrerization

در روش غیرمستقیم نیز از سلول‌های حرارتی استفاده می‌گردد که مشابه روش پاستوریزاسیون این روش اعمال می‌گردد. با این تفاوت که عملیات در دمای بالاتر و سیستم اسپتیک جهت بسته‌بندی محصول موردنظر می‌باشد.

روش غیرمستقیم                مبدل حرارتی لوله‌ای          Tubular Heat Exchanger

                     مبدل حرارتی صفحه‌ای    plate Heat Exchanger

ـ یکی از روش‌های دیگری که به‌صورت محدود مورد استفاده قرار می‌گیرد. روش استریلیزاسیون به روش مالش مکانیکی (A.T.A.D) می‌باشد. در این روش با استفاده از مالش مکانیکی عملیات استریلیزاسیون انجام می‌پذیرد. که به‌واسطه صرف انرژی بالا این روش چندان مورد استفاده قرار نمی‌گیرد.

روش استریلیزاسیون مستقیم:

در این روش ماده گرما‌زا یا بخار به‌صورت مستقیم در تماس با محصول قرار می‌گیرد. بنابراین سرعت انتقال حرارت در حد قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌یابد. بنابراین امکان فرآوری محصول در مدت‌زمان بسیار کوتاه فراهم می‌گردد. با توجه به این‌که در این روش بخار در تماس مستقیم با محصول می‌باشد بنابراین منجر به رقیق شدن نمونه و افزایش میزان آب در نمونه شیر می‌گردد. بنابراین لازم است پس از عملیات استریلیزاسیون مرحله‌ای جهت جداسازی آب درنظر گرفته شود به این منظور محصول به اتاق انبساط منتقل می‌گردد.

روش تزریق بخار در شیر

این روش که به روش Aperization نیز معروف است و نام آن از واژه‌ی اولترا پاستوریزاسیون گرفته شده است. روش تزریق بخار در شیر می‌باشد که منجر به نابودی M.Oها در شیر می‌گردد.

مراحل انجام این روش به‌صورت زیر می‌باشد:

  حرارت مقدماتی 80/20 s                بوگیر تحت خلا(deacrator)            شیر تا دمای 40تا50درجه گرم میشود

              اتاق انبساط ( expansion clamber )            تزریق بخار به شیر 150تا160درجه لحظه ای  

                                                                          بسته بندی اسپتیک              سرد کردن               هموژنایزر

ابتدا شیر تا دمای 40 تا 50 درجه سیلسیوس گرم می‌گردد. جهت ورود به دستگاه بوگیر آماده می‌شود در مرحله بوگیری محصول تحت خلاء نسبی قرار گرفته و بنابراین مجموعه‌ی بوهای ناخواسته و اکسیژن محلول از نمونه خارج می‌گردد. خروج اکسیژن از اکسیداسیون ویتامین‌ها و مواد حساس به اکسیژن جلوگیری خواهد کرد و بنابراین به افزایش مدت‌زمان ماندگاری محصول کمک می‌کند. پس از این مرحله مجدداً شیر تا دمای 80 درجه گرم می‌شود و مرحله استریلیزان اصلی انجام می‌پذیرد. به این ترتیب که در مسیر حرکت شیر بخار به آن تزریق می‌گردد و دمای محصول به‌صورت لحظه‌ای تا 140ـ1050 درجه افزایش می‌یابد. با ورود بخار به شیر محصول رقیق شده و جهت خروج آب اضافی موجود در آن وارد اتاق انبساط می‌گردد و ضمن این‌که هم‌زمان به‌وسیله هم‌زن مخلوط می‌گردد. امکان خروج رطوبت از آن مهیا می‌گردد. (در این مرحله نیز تا حدودی محصول هموژنیزه می‌شود) در نهایت محصول وارد هموژنایزر شده و سرد کردن و بسته‌بندی محصول انجام می‌پذیرد.

پاشیدن شیر در بخار

               حرارت مقدماتی 80-20 ثانیه             بو گیری (deacrator )                   شیر تا دمای 40 درجه میرسد

             سرد کردن               هموژنایزر             اتاق انبساط                 پاشیدن شیر به بخار 145 تا 150 لحظه ای

محصول نهایی 

* عملیات هموژنیزاسیون می‌تواند قبل یا بعد از فرآیند استریلیزاسیون انجام شود اما ارجحیت با استفاده از این روش پس از فرآیند حرارتی می‌باشد از فواید انجام این روش پس از فرآیند حرارتی می‌توان (به ممانعت از تجمع پروتئین‌ها و یا تجمع پروتئین‌ها با چربی به‌ویژه proهای دناتوره شده اشاره کرد. بنابراین این امر می‌تواند منجر به افزایش پایداری شیر در حین نگهداری گردد. درصورت استفاده از هموژنایزر پس از مرحله‌ی استریلیزاسیون لازم است از هموژنایزر اسپتیک جهت جلوگیری از آلودگی ثانویه محصول استفاده کرد.

Vacum Thermal In stant sterilizer

روش VTIS به روش معمول تزریق بخار به شیر اتلاق می‌گردد.

تفاوت روش‌های استریلیزاسیون مستقیم و غیرمستقیم:

در روش استریلیزاسیون مستقیم با توجه به این‌که

1)بخار به‌صورت مستقیم به نمونه وارد می‌گردد بنابراین رطوبت محصول افزایش یافته و نیاز به مرحله‌ی اتاق انبساط جهت حذف رطوبت از محصول وجود دارد.

2)از سوی دیگر بخار خالص و عاری از آلودگی در این فرآیند موردنیاز می‌باشد. این امر منجر به افزایش هزینه در روش استریلیزاسیون مستقیم نسبت به استریلیزاسیون غیرمستقیم می‌گردد.

3)در استریلیزاسیون مستقیم سرعت انتقال حرارت نسبت به شیوه‌ی غیرمستقیم بیش‌تر بوده و امکان استریلیزاسیون محصول به‌صورت لحظه‌ای و سریع وجود دارد.

4). در روش غیرمستقیم امکان رسوب مواد معدنی در سطح دستگاه‌های تبادل‌کننده حرارت وجود دارد.

5)تغییر در ترکیبات شیر به‌ویژه دناتوره شدن proها در روش مستقیم کم‌تر از روش غیرمستقیم می‌باشد. (proهای فاز سومی دناتوره می‌شوند.)

بسته‌بندی اسپتیک: (شیر UHT)

مرحله بسیار حائز اهمیت در مرحله تولید شیر استریل مرحله‌ی بسته‌بندی اسپتیک می‌باشد که در این مرحله لازم است بسته‌بندی مورد استفاده و هم‌چنین شرایط پر کردن بسته به‌صورت اسپتیک و عاری از میکروب انجام شود ضمن این‌که با توجه به نگهداری طولانی‌مدت محصول استریل لازم است از بسته‌بندی غیرقابل نفوذ به نور استفاده کرده ویژگی‌های ماده‌ی بسته‌بندی مورد استفاده به‌طور خلاصه شامل موارد زیر است: 

بسته‌بندی محصول استریل:

1. ماده‌ی بسته‌بندی باید قابل استریل کردن باشد.

2. عطر و طعم نامطلوب در محصول ایجاد نکند.

3. ماده‌ی بسته‌بندی باید تیره و غیرقابل نفوذ به گاز باشد.

4. ارزان‌قیمت و قابل دسترسی باشد.

قرنطینه:

14 روز 30 درجه سلسیوس ← جست‌وجوی فروفیل

7 روز 55 درجه سلسیوس ← جست‌وجوی ترموفیل

آزمون کنترل کیفی در شیر استریل:

1. ویژگی‌های شیر خام: شیر خام مورد استفاده جهت تولید شیر استریل باید از شیر خام با درجه کیفی بالا یا به‌عبارتی شیر خام ممتاز یا درجه یک استفاده کرد. ضمن این‌که شیر خام مورد استفاده باید حاوی proهای مقاوم به حرارت باشد و جهت ارزیابی مقاومت حرارتی proها از تست الکل 72 یا 78 (درجه = درصد) استفاده کرد. این تست باید در مورد شیر منفی باشد. و لخته‌ی شیر حاصل نگردد.

2. ویژگی‌های شیر استریل تولیدی: شیر استریل باید ابتدا قرنطینه گردد و درصورت عدم وجود آلودگی به بازار عرضه شود. به این ترتیب که نمونه‌هایی از شیر استریل برداشته شده و جهت جست‌وجوی M.Oهای ترموفیل و فروفیل به‌ترتیب 7 روز و دمای  و 14 روز و  درجه نگهداری گردد و درصورت تأدیه نهایی آزمایشگاهی محصول به بازار عرضه گردد.

پدیده‌ی ژله‌ای شدن در قالب زمان یا age geletion

از جمله تحولات شیر استریل طی دوره‌ی نگهداری بروز پدیده‌ی ژله‌ای شدن در محصول نمایی طی دوره نگهداری می‌باشد علت بروز این پدیده وجود آنزیم‌های مقاوم به حرارت به‌ویژه آنزیم پلاسمیلا در شیر می‌باشد. پروتازهای مقاوم باکتریایی نیز قادر به تحمل فرآیند استریلیزاسیون بودار حضور آن‌ها می‌تواند منجر به پروتئولیز کازئین و تشکیل لخته در محصول نهایی گردد و امکان برقراری کمپلکس بین proهای فاز سرمی و کازئین ایجاد می‌گردد. این پدیده در روش استریلیزاسیون مستقیم بیش از روش غیرمستقیم به چشم می‌خورد.

شیر UHT:

ویتامین A ـ B₂ ـ D ← دست‌نخورده باقی می‌ماند.

ویتامین B₁           ← 20 تا 30 درصد تخریب

ویتامین C           ← تخریب کامل

تکنولوژی تولید خامه

خامه یا Cream:

از دیگر محصولات شیر محسوب می‌گردد که در واقع شیر غنی از چربی می‌باشد و یک امولسیون روغن در آب به‌شمار می‌آید بسته به نوع خامه درصد چربی موجود در آن متفاوت است ضمن این‌که گویچه‌های چربی در این محصول به‌صورت دست‌نخورده می‌باشد. جهت جداسازی چربی از شیر در صنعت از روش دینامیک یا استفاده از نیروی گریز از مرکز استفاده می‌شود.

جداسازی چربی در مجموع از شیر می‌تواند به 2 شیوه‌ی زیر انجام پذیرد:

1. جداسازی به روش استاتیک یا خودبه‌خودی

2. جداسازی به روش دینامیک یا با استفاده از نیروی گریز از مرکز.

جداسازی به روش خودبه‌خودی یا استاتیک

درصورتی‌که شیر به حالت سکون قرار داده شود به‌تدریج گویچه‌های چربی به سطح منتقل می‌گردد. سرعت جداسازی گویچه‌های چربی درحالت سکون براساس قانون استوکس می‌باشد. به این ترتیب که هرچقدر اندازه گویچه‌ها افزایش یابد و یا اختلاف دانسیته‌ی بین چربی و فاز سرمی بیش‌تر باشد سرعت صعود افزایش می‌یابد و هرچه ویسکوزیته‌ی فاز پراکنده بیش‌تر باشد سرعت صعود کاهش می‌یابد. با توجه به این‌که در نمونه شیر این فاکتورها به‌صورت طبیعی در مقادیر مشخصی می‌باشند بنابراین جهت افزایش سرعت جداسازی گویچه‌های چربی صرفاً می‌توان به جای شتاب جاذبه از شتاب مربوط به نیروی گریز از مرکز سپراتور کمک گرفت.

 ویسکوزیته فاز سرمی شیر

 اختلاف دانسیته چربی و سرم شیر

جداسازی به روش دینامیک

همان‌گونه که گفته شد جهت افزایش سرعت جداسازی گویچه‌های چربی و افزایش کارایی فرآیند می‌توان از نیروی گریز از مرکز استفاده نمود. در این حالت به جای شتاب جاذبه یا g شتاب گریز از مرکز اعمال می‌گردد. این شتاب به‌صورت مستقیم با سرعت زاویه‌ای و شعاع سپراتور ارتباط دارد.

فرآیند تولید خامه (فرآیند جداسازی چربی)

جهت جداسازی چربی از شیر از دستگاهی به نام سپراتور استفاده می‌شود. اساس عمل این دستگاه اعمال نیروی گریز از مرکز جهت جداسازی چربی از شیر می‌باشد. به این ترتیب که در دستگاه سپراتور مجموعه‌ای از صفحات مخروطی‌شکل به‌صورت موازی در داخل دستگاه قرار گرفته‌اند بر روی صفحات مخروطی حفره‌ای تعبیه شده است که امکان ورود شیر در فاصله بین صفحات را فراهم می‌آورد. شیر ورودی به دستگاه از طریق این سوراخ‌ها در فضای بین صفحات قرار گرفته، سپس تحت نیروی گریز از مرکز قرار می‌گیرد. با انجام این فرآیند شیر بدون چربی به قسمت خارجی دستگاه هدایت شده و چربی در قسمت محوری دستگاه تجمع می‌یابد. سپس توسط 2 خروجی مجزا skim milk یا شیر بدون چربی و هم‌چنین چربی از دستگاه خارج می‌گردد. از آن‌جایی که این مجموعه با استفاده از نیروی گریز از مرکز شیر را به 2 بخش تقسیم می‌کند اصطلاحاً به این مجموعه وسایل قطبی کردن گفته می‌شود به‌عبارتی شیر بدون چربی در یک قطب و چربی در قطب دیگر تجمع می‌یابد.

مزایای سانتری‌فیوژهای صنعتی نسبت به خامه‌گیرهای قدیمی:

1. عدم امکان ایجاد کف در سانتری‌فیوژهای امروزی که به‌واسطه‌ی عدم تماس با هوا و  سیستم بسته‌ی آن ایجاد می‌گردد. تشکیل کف می‌تواند منجر به اختلات مجدد چربی باشید بدون چرب گردد ضمن این‌که وجود کف منجر به افزایش اصطهلاک دستگاه نیز می‌گردد.

2. قرار گرفتن شیر در مجموعی از صفحات یا به‌عبارتی قرار گرفتن شیر و یک لایه نازک با ممانعت از ایجاد جریان قلیایی در افزایش کارایی جداسازی چربی از شیر نقش مهمی ایفا می‌کند.

نکته: با وجود افزایش کارایی استفاده از سپراتور در فرآیند تولید محصول عملاً نمی‌توان به شیر بدون چربی مطلق دست یافت و همواره در شیر مقداری چربی باقی می‌ماند که در بهترین شرایط میزان درصد چربی در حدود 3/0 درصد تا 4/0 درصد می‌باشد.

نکته: در سپراتورهای جدید علاوه بر امکان جدا کردن چربی از شیر می‌توان ناخالصی‌های موجود در شیر را نیز جداسازی نمود. به‌عبارت دیگر سپراتور نقش کلاری فایر را نیز ایفا می‌کند.

مشخصات فنی سپراتور:

فاصله بین صفحات ← 2 میلی‌لیتر

تعداد صفحات ← 20 تا 100 عدد

ظرفیت ← 5 تن تا 10 الی 20 تن

سرعت متوسط ← 4000 تا 5000 دور در دقیقه

ـ دستگاه به‌صورت کاملاً تراز باید نصب شود.

تفاوت کلاری‌فایر و سپراتور:

کلاری‌فایر نیز دستگاهی است مشابه سپراتور با این تفاوت که این دستگاه به‌منظور حذف ناخالصی‌ها طراحی گردیده است که دانسیته بالایی داشته و بنابراین می‌توان آن‌ها را با سرعت چرخش پایین‌تر از شیر جدا نمود با توجه به این موضوع سرعت متوسط این دستگاه در حدود 3000 دور در دقیقه می‌باشد ضمن این‌که تعداد صفحات کم‌تری نیز در آن وجود دارد. که حداکثر تعداد این صفحات شامل 20 صفحه می‌باشد. خروجی دستگاه شامل شیر فاقد ناخالصی و هم‌چنین ناخالصی‌های شیر می‌باشد که به آن اصطلاحاً گِل شیر گفته می‌شود.

                           کلاری فایر                                                          سپراتور

مرحله پاستوریزاسیون خامه:

پس از جداسازی چربی از شیر و استاندارد کردن درصد چربی خامه نهایی عملیات پاستوریزاسیون انجام می‌پذیرد. با توجه به حضور چربی فرآیند پاستوریزاسیون در دمای بالاتر اعمال می‌گردد به‌گونه‌ای که به‌ازای هر 10 درصد چربی دمای پاستوریزاسیون در حدود 8/2 درجه افزایش می‌یابد و به‌طور معمول پاستوریزاسیون خامه در دمای حدود 95 درجه به مدت s20 انجام می‌پذیرد.

استاندارد کردن چربی

جهت استاندارد کردن چربی شیر یا درصد چربی شیر از مربع پیرسون استفاده می‌گردد.

با استفاده از مربع پیرسون می‌توان نسبت شیر بدون چربی و خامه را جهت تولید محصول با درصد چربی مشخص محاسبه نمود که مطابق با رابطه‌ی زیر می‌باشد .

                            میزان خامه مصرفی                                                    درصد چربی خامه

محصول با درصد چربی مشخص

                           میزان شیر بدون چربی                                               درصد چربی شیر اسکیم

   عوامل مؤثر بر سرعت جداسازی خامه

مهم‌ترین عوامل مؤثر در خامه‌گیری شامل موارد زیر می‌باشد:

1. دما = جهت افزایش راندمان خامه‌گیری ده تا حدود 40 الی 45 درجه افزایش می‌یابد این دما منجر به کاهش ویسکوزیته شده و بنابراین مطابق با قانون استوکس کاهش ویسکوزیته منجر به افزایش سرعت جداسازی می‌گردد.

2. افزایش سرعت سپراتور منجر به افزایش کارایی جداسازی چربی از شیر می‌گردد.

3. شعاع سپراتور با افزایش شعاع سپراتور نیز راندمان تولید خامه افزایش می‌یابد. مسلماً در مورد سرعت چرخش سپراتور و شعاع آن محدودیت‌های تکنولوژیک وجود دارد.

انواع خامه

براساس درصد چربی و نحوه‌ی فرآوری محصول انواع متفاوتی از خامه وجود دارد که شامل موارد زیر می‌باشد:

خامه قهوه ← 10 درصد چربی

خامه غلیظ (مضاعف) ← بیش از 48 درصد

خامه  ← 10 تا 18 درصد چربی

خامه ترش یا خامه تخمیری ← حداقل 10 تا 25 درصد

خامه سبک (صبحانه) ← 18 تا 35 درصد چربی

خامه قنادی ← 35 تا 48 درصد چربی

خامه ترش = جهت تولید این محصول خامه با درصد چربی پایین در حدود 10 تا 25 درصد استفاده می‌گردد پس از پاستوریزاسیون خامه و کاهش دمای آن تا حدود 20 درجه به میزان 1 تا 2 درصد مایه میکروبی به آن اضافه می‌گردد که شامل باکتری‌های لاکتیکی می‌باشد. طی مدت 24 ساعت فعالیت باکتری‌های لاکتیکی منجر به ایجاد عطر و مزه مطبوع در محصول نهایی می‌گردد.

مجموعه M.Oهایی که به این منظور استفاده می‌شوند شامل موارد زیر می‌باشد:

استرپتوکوکوس لاکتیس ـ استرپتوکوکوس دی‌آستی لاکتیس ـ استرپتوکوکوس کرموریس ـ لوکونستک.

خامه زده یا خامه قنادی whipped cream

در تولید این محصول با وارد کردن هوا به داخل محصول افزایش حجم صورت می‌گیرد و بنابراین در صنعت قنادی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ایجاد کف و افزایش حجم به حضور فسفولیپیدها به‌ویژه لستین نیز وابسته است. افزایش حجم محصول با واژه‌ای تحت عنوان over-run مطرح می‌گردد. ovre-run محاسبه شده افزایش حجم محصول را نشان می‌دهد و بهترین عدد افزایش حجم 100 تا 150 می‌باشد

over-run 100 به معنای 2 برابر شدن حجم محصول می‌باشد و over-run 150 به معنای 5/2 برابر شدن حجم محصول نهایی خواهد بود. over-run 200 = 3 برابر افزایش حجم

عواملی که باعث کاهش over-run در خامه‌ی زده می‌گردد:

1. هموژنیزاسیون بیش از حد ـ با فشار بالا

2. هم‌زدن بیش از حد محصول

3. اعمال فرآیند حرارتی شدید همه‌ی این عوامل با تغییر در خواص کاری فسفولیپیدها می‌تواند منجر به کاهش over-run گردد.

در فرایند تولید خامه (خامه قنادی) محصول ابتدا به مدت 24 ساعتدر شرایط یخچالی دمای 4-5  درجه نگهداری میشود و سپس عملیات هئادهی و زدن خامه انجام میشود.این امر منجر به هوادهی  بهتر محصول و تحت عنوان مرحله رسیدن یا  aging  نامیده میشود

http://mahshidjabbari73.blogfa.com/