СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧАСТИЧНО ВЫСУШЕННОГО СЫРНОГО ПОРОШКА
METHOD FOR PRODUCTION OF PARTLY DRIED CHEESE POWDER

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к области молочной промышленности и, в частности, к способу получения по меньшей мере частично высушенного сыра, в частности высушенного порошкообразного/гранулированного сыра, такого как тертый сыр, с контролируемым остаточным содержанием влаги, различающимся в соответствии с необходимостью.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Известные способы сушки сыра для получения стабилизированного порошкообразного или тертого сыра всегда предусматривают предварительную переработку исходной массы сыра для уменьшения ее размера и получения продукта, совместимого с технологиями сушки. Последующий процесс сушки, обычно с помощью горячего воздуха в сушилке с псевдоожиженным слоем, требуется для регулирования содержания влаги, которое обычно превышает минимальное содержание, обеспечивающее приемлемую стабильность и срок хранения конечного продукта.
Известные способы получения порошкообразного или тертого сыра имеют ряд ограничений:
- для обработки подходит небольшое количество видов сыров, и, следовательно, способ не является универсальным,
- способ является сложным,
- из-за различных ручных этапов обработки продукт подвержен заражению бактериями, плесневыми грибами и спорами,
- способ сушки горячим воздухом не обеспечивает очистки от микроорганизмов,
- органолептические и микробиологические качества конечного продукта слабо поддаются контролю.
Таким образом, в основе настоящего изобретения лежит задача создания непрерывного и автоматизированного способа, позволяющего преодолеть ограничения известных на сегодняшний день технологий и по возможности позволяющего максимально сохранить органолептические характеристики исходного сыра.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Решением описанной выше задачи согласно настоящему изобретению является способ получения по меньшей мере частично высушенного сырного порошка из сыра с содержанием воды от 22% до 60% (по массе), возможно, с добавлением по меньшей мере одной пищевой добавки, включающий следующие стадии:
приведение указанного сыра в мелкоизмельченное состояние и его нагревание по мере перемещения указанного сыра в виде тонкого турбулентного динамического слоя в соприкосновении с нагретой по меньшей мере до 80°С стенкой, с получением сырного порошка с содержанием влаги, меньшим или равным 20%.
Под сырным порошком подразумевается сыр в мелкоизмельченном состоянии, в виде хлопьев или мелкой стружки, подобной стружке, которая получается при использовании обычной терки; и, возможно, содержащий по меньшей мере одну пищевую добавку.
Термин «сыр», используемый в настоящей заявке для обозначения исходного материала способа, относится к одному виду сыра или к смеси различных видов сыров. Указанный сыр может представлять собой без ограничения: молочный сыр, козий сыр, овечий сыр, твердый, полутвердый или мягкий, плавленый сыр, или смеси указанных. Как правило, общее содержание влаги в сыре, который обрабатывается в соответствии со способом согласно настоящему изобретению, составляет от 22 до 60% по массе, предпочтительно от 30 до 50%, условно примерно 40%. Сыр, который обрабатывается в соответствии со способом согласно настоящему изобретению, может быть в виде крупных кусков в случае твердого или полутвердого вида сыра или любого вида сыра в твердом состоянии, или в виде более или менее густой массы в случае такого сыра, как крешенца и плавленого сыра. Для удобства возможно смешивать различные виды сыров с разным содержанием влаги и жирностью таким образом, чтобы вводить в турбосушилку смесь исходного сыра с неизменным и контролируемым качеством, предпочтительно с содержанием влаги, составляющим примерно 40%.
Виды сыров, подходящих для применения в соответствии со способом согласно изобретению, приведены исключительно в качестве примера и включают следующие: пармиджано реджано, грана падано и другие виды зернистого сыра, сбринц, эмменталь, овечий сыр различной степени зрелости, фонтана, горгонзола, моцарелла, проволоне, козий сыр, крешенца, азиаго, латтерия, чеддер, плавленый сыр и т.д.
Способ согласно настоящему изобретению можно осуществлять с помощью устройства, называемого турбосушилкой, состоящего из полого корпуса цилиндрической формы, снабженного нагревательной рубашкой, закрытого с противоположных концов торцевыми пластинами, имеющего по меньшей мере одно впускное отверстие и по меньшей мере одно выпускное отверстие и коаксиальный ротор, снабженный лопастями, закрепленный с возможностью вращения внутри указанного корпуса. В данном случае для осуществления способа согласно изобретению можно использовать первую турбосушилку и, возможно, дополнительную сушилку, которая может представлять собой сушилку стандартного типа (сушилку с псевдоожиженным слоем, сушильный шкаф, сушилку туннельного типа и т.д.) или вторую турбосушилку, по существу, идентичную первой. Указанный способ включает следующие этапы:
- введение через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие непрерывного потока сыра с содержанием влаги, составляющим между 22% и 60%, и возможно добавление по меньшей мере одной пищевой добавки, в указанную первую турбосушилку, температура стенки которой составляет по меньшей мере 80°С,
- подвержение потока сыра механическому воздействию ротора, снабженного лопастями, вращающегося со скоростью по меньшей мере 200 об/мин, с последующим разделением сыра на мелкие частицы и центрифугированием указанных частиц вдоль нагретой стенки, приводящим к их частичной дегидратации и перемещению указанных частиц в направлении указанного по меньшей мере одного выпускного отверстия,
- возможное введение потока сырного порошка, выходящего из первой турбосушилки, в дополнительную сушилку,
- непрерывное выведение из первой турбосушилки или, возможно, из дополнительной сушилки потока сырного порошка с содержанием влаги, меньшим или равным 20%.
Конечное содержание влаги в сыре предпочтительно составляет от 7% до 20%.
Все процентные отношения, приведенные в настоящей заявке, представляют собой массовые проценты от общей массы сыра, если иное не указано.
Если дополнительная сушилка представляет собой вторую турбосушилку, поток сырного порошка, который вводят внутрь указанной турбосушилки, подвергают механическому воздействию ротора, снабженного лопастями, вращающегося со скоростью по меньшей мере 200 об/мин, с последующим центрифугированием частиц сырного порошка в соприкосновении с нагретой стенкой, приводящим к его дальнейшей дегидратации и перемещению указанного сырного порошка в направлении выпускного отверстия указанной второй турбосушилки.
Указанная по меньшей мере одна пищевая добавка предпочтительно выбрана из группы, включающей казеин, молочную кислоту и другие добавки и используемые в производственном процессе вспомогательные вещества, имеющие широкое применение в молочной промышленности. Исходный сыр, возможно, с добавлением по меньшей мере одной пищевой добавки, вводят через впускное отверстие турбосушилки, предпочтительно в пастообразном или расплавленном состоянии при температуре 30-100°С.
Скорость вращения лопастного ротора предпочтительно составляет от 200 до 1500 об/мин.
Скорость потока сыра, входящего в первую турбосушилку, в целом составляет между 150 и 500 кг/ч, причем турбосушилка имеет диаметр 600 мм.
Температуру стенки предпочтительно поддерживают примерно при 110-160°С, наиболее предпочтительно при 120°С. Среднее время пребывания сыра в турбосушилке в целом составляет от 30 секунд до 5 минут.
Кроме того, одновременно с указанным потоком сыра и через указанное по меньшей мере одно впускное отверстие в турбосушилку возможно подавать непрерывный поток газа, например воздуха или азота, нагретого до температуры примерно 80-180°С, для ускорения процесса дегидратации частиц сыра.
Поток по меньшей мере частично высушенного сырного порошка, выходящего из турбосушилки, может пневматически вводиться в циклон, в котором происходит отделение твердой фазы и выведение ее через звездообразный клапан, находящийся внизу.
В некоторых случаях целесообразно последовательно применять две турбосушилки (или более) для разделения процесса сушки по меньшей мере на две последовательные стадии, что в особенности применимо для исходного сыра с высоким содержанием влаги.
В указанных случаях продукт, выходящий из первой турбосушилки, непосредственно вводится в верхнюю часть второй турбосушилки через отверстие звездообразного клапана с помощью подходящего шнекового транспортера. Применение такого способа приводит к получению продукта с меньшим остаточным содержанием влаги.
Как в случае использования одной турбосушилки, так и в случае использования двух турбосушилок, конечный продукт охлаждается с помощью охлаждающего пневматического конвейера, шнекового охлаждающего устройства, вибратора или другой подходящей системы охлаждения.
В качестве альтернативы использования двух турбосушилок возможно осуществлять способ согласно настоящему изобретению с помощью первой турбосушилки и дополнительной сушилки, отличной от турбосушилки, такой как, например, сушилка туннельного типа, сушильный шкаф, турбинная сушилка, ленточная сушилка или сушилка с псевдоожиженным слоем. В указанном случае обработка исходного сыра в первой турбосушилке приводит к получению сыра в порошкообразном, хлопьевидном или гранулированном состоянии и значительному снижению содержания влаги в указанном сыре. Последующий этап обработки в сушилке указанного выше типа применяется исключительно для завершения процесса сушки продукта, выходящего из первой турбосушилки, для достижения значения содержания влаги, меньшего или равного 20%.
Как отмечено в приведенном выше описании, основное преимущество способа согласно настоящему изобретению по сравнению со способами известного уровня техники заключается в возможности получения продукта, обладающего превосходными органолептическими свойствами, благодаря очень короткому времени обработки.
Более того, технология центрифугирования продукта вдоль горячей стенки при замкнутом состоянии системы обработки продукта позволяет получать продукты с высокой микробиологической чистотой.
По меньшей мере частично высушенный сырный порошок, полученный согласно настоящему способу, может иметь различное применение в области пищевой промышленности, например, в приготовлении верхних слоев пиццы, в получении сырных закусок, наполнителей для равиоли и т.п.
Более того, способ требует меньших затрат энергии и позволяет проводить непрерывную обработку, что приводит к повышению часовой производительности и оптимизации времени.
Другие преимущества и признаки способа согласно настоящему изобретению будут очевидны из описания варианта его реализации, приведенного ниже в качестве неограничивающего примера, со ссылкой на прилагаемый чертеж, на котором представлено схематическое изображение оборудования для осуществления способа согласно настоящему изобретению.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно приведенному чертежу, оборудование, используемое для получения частично высушенного сырного порошка, включает первую турбосушилку Т и, возможно, вторую турбосушилку Т'.
Первая турбосушилка Т (например, производства компании VOMM Impianti e Processi, (Роццано, Милан), по существу, состоит из полого корпуса цилиндрической формы 1, закрытого с противоположных концов торцевыми пластинами 2, 3 и снабженного коаксиальной нагревательной рубашкой 4, предназначенной для заполнения жидкостью, например диатермическим маслом, паром или горячей или теплой водой.
Полый корпус 1 имеет впускное отверстие 5 для введения сыра, предназначенного для обработки, и выпускное отверстие 6 для выведения конечного продукта.
Ротор, снабженный лопастями 7, подвижно закреплен внутри полого корпуса 1. Лопасти 8 указанного ротора расположены по спирали и ориентированы таким образом, чтобы обеспечить одновременное центрифугирование и перемещение продукта, предназначенного для обработки, в направлении выпускного отверстия. Двигатель М вращает ротор 7 со скоростью, составляющей от 200 до 1500 об/мин, предпочтительно 400-800 об/мин.
Турбосушилка, безусловно, может иметь более чем одно впускное отверстие, что связано с техническими особенностями.
Вторая турбосушилка Т', по существу, идентична первой турбосушилке Т и, следовательно, не требует детального описания, за исключением замечания, что на чертеже ее частям соответствуют те же позиционные обозначения, которые используются для первой турбосушилки, но с добавлением апострофа.
Поток сыра (одного вида или смеси двух или более видов), возможно, с добавлением по меньшей мере одной пищевой добавки, в пастообразном или расплавленном состоянии и при температуре 30-100°С, с содержанием влаги, составляющим от 22% до 60%, непрерывно вводят в первую турбосушилку Т через впускное отверстие 5 одновременно и совместно с потоком воздуха или другого подходящего газа при температуре 80-180°С. Масса сыра, введенного в турбосушилку, подвергается интенсивному механическому воздействию лопастей ротора с последующим разделением на мелкие частицы и центрифугированием в соприкосновении с внутренней стенкой 9, нагретой до 90-160°С, при одновременном перемещении в направлении выпускного отверстия 6 благодаря расположению указанных лезвий по спирали.
Благодаря формированию тонкого турбулентного динамического слоя частиц сыра по периметру цилиндра с поглощением частицами очень большого количества энергии, как в форме механической энергии, обусловленной действием ротора, снабженного лопастями, вращающегося на высокой скорости, так и в форме тепла, высвобождаемого внутренней нагретой стенкой турбосушилки Т, за несколько секунд или минут сыр подвергается интенсивной дегидратации. Короткая продолжительность термической обработки, которой подвергаются частицы, позволяет сохранять органолептические свойства сыра на максимально возможном уровне.
Интенсивное центрифугирование в соприкосновении с горячей стенкой также обеспечивает санитарную обработку частиц, позволяя получить продукты с высокой микробиологической чистотой.
Порошкообразный продукт непрерывно выводится после обработки в турбосушилке при времени пребывания, составляющем между 30 секундами и 5 минутами,
Если содержание влаги в указанном продукте уже составляет 20% или меньше, указанный продукт может пневматически вводиться в циклон (не показан), в котором происходит отделение твердой фазы с помощью звездообразного клапана, расположенного на дне циклона.
Если содержание влаги составляет более 20%, продукт, который выводится из звездообразного клапана, может быть введен с помощью шнекового насоса (не показан) во вторую турбосушилку Т' для проведения этапа дальнейшей дегидратации, приводящего к достижению значения содержания влаги, меньшего или равного 20% и предпочтительно составляющего от 7 до 20%. На указанной стадии сырный порошок, выходящий из турбосушилки Т', может вводиться в циклон (не показан), в котором происходит отделение твердой фазы с помощью звездообразного клапана, расположенного на дне циклона.
Высушенный продукт, выходящий из звездообразного клапана, расположенного на дне циклона, представляет собой конечный продукт и может быть охлажден с помощью шнекового, пневматического или вибрационного охлаждающего устройства.
Как указано выше, вместо использования второй турбосушилки Т' сушку продукта, выходящего из турбосушилки Т, при содержании влаги, составляющем более 20%, возможно завершать путем введения указанного продукта в традиционную сушилку, такую как, например, сушилка туннельного типа, сушильный шкаф, турбинная сушилка, ленточная сушилка или сушилка с псевдоожиженным слоем.
ПРИМЕР 1
С применением устройства, схематически описанного выше, и в соответствии со способом согласно настоящему изобретению, смесь сыра при добавлении к ней заранее определенного количества казеина или молочной кислоты загрузили в расплавитель с опускающейся ручкой, и далее, имея содержание влаги примерно 40%, подавали непрерывно через впускное отверстие 5 в турбосушилку Т, имеющую диаметр 600 мм, при температуре 70°С и при скорости потока примерно 400 кг/ч.
Поток воздуха при температуре примерно 117°С непрерывно подавали в турбосушилку Т через впускное отверстие 5, одновременно с потоком вышеуказанной смеси.
Температуру стенки 9 поддерживали примерно при 120°С при постоянной скорости вращения ротора, снабженного лопастями 7, составляющей 650 об/мин.
После обработки в турбосушилке Т при среднем времени пребывания, составляющем 45 секунд, поток конечного порошкообразного продукта с содержанием влаги, составляющим 19%, непрерывно выводили и охлаждали с помощью пневматического конвейера с подачей холодного воздуха.
ПРИМЕР 2
С применением устройства, схематически описанного выше, и в соответствии со способом согласно настоящему изобретению, смесь сыра при добавлении к ней заранее определенного количества казеина или молочной кислоты загрузили в расплавитель с опускающейся ручкой, и далее, имея общее содержание влаги примерно 44%, подавали непрерывно через впускное отверстие 5 в первую турбосушилку Т, имеющую диаметр 600 мм, при температуре 70°С и скорости потока примерно 450 кг/ч.
Непрерывный поток воздуха, нагретого до 124°С, подавали через указанное отверстие 5 одновременно с указанным потоком сырной смеси.
Температуру стенки 9 поддерживали примерно при 122°С при постоянной скорости вращения ротора, снабженного лопастями 7, составляющей 650 об/мин.
После обработки в первой турбосушилке Т при среднем времени пребывания, составляющем примерно 50 секунд, поток порошкообразного продукта с содержанием влаги, составляющим 24%, непрерывно выводили.
Указанный поток порошкообразного продукта подавали во вторую турбосушилку Т', имеющую диаметр 600 мм, температуру внутренней стенки 9' которой поддерживали примерно при 115°С с помощью нагревательной рубашки 4', и скорость вращения ротора, снабженного лопастями Т поддерживали постоянной при 650 об/мин.
Непрерывный поток воздуха, нагретого примерно до 117°С, непрерывно подавали в турбосушилку Т'.
После обработки во второй турбосушилке Т' при среднем времени пребывания, составляющем примерно 45 секунд, поток высушенного сырного порошка с содержанием влаги, составляющим 14%, непрерывно выводили и охлаждали с помощью пневматического конвейера с подачей холодного воздуха.