Λύσεις — Κεφάλαιο 7: Συμπύκνωση και Αποξήρανση του Γάλακτος (σελ. 294) – ΜΕΤΑΠΟΙΗΣΗ ΖΩΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ Γ΄ ΕΠΑΛ

ΜΕΤΑΠΟΙΗΣΗ ΖΩΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ Γ΄ ΕΠΑΛ ΜΕΤΑΠΟΙΗΣΗ ΖΩΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ Γ΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις — Κεφάλαιο 7: Συμπύκνωση και Αποξήρανση του Γάλακτος (σελ. 294) – ΜΕΤΑΠΟΙΗΣΗ ΖΩΙΚΩΝ ΠΡΟΪΟΝΤΩΝ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 7: Συμπύκνωση και Αποξήρανση του Γάλακτος

Αναλυτικές απαντήσεις στις 19 ερωτήσεις της σελ. 294 του βιβλίου «Μεταποίηση Ζωικών Προϊόντων» Γ΄ ΕΠΑΛ.

Σκοποί συμπύκνωσης και αποξήρανσης

Ερώτηση: Ποιους σκοπούς εξυπηρετεί η συμπύκνωση και η αποξήρανση του γάλακτος;

Απάντηση:

Το πρόβλημα που λύνουν. Το γάλα «είναι μια πολύτιμη τροφή για τον άνθρωπο, αλλά αποτελεί και ευνοϊκό περιβάλλον για την ανάπτυξη μικροοργανισμών, με αποτέλεσμα να είναι αδύνατη η διατήρησή του στη φυσική κατάσταση στην οποία παράγεται».
1) Διατήρηση της θρεπτικής αξίας. «Η διατήρηση λοιπόν της θρεπτικής αξίας του γάλακτος ήταν ένας από τους σοβαρούς λόγους για τους οποίους ο άνθρωπος κατέφυγε στη μεταποίησή του σε προϊόντα διατηρήσιμα» — και τέτοια είναι το συμπυκνωμένο γάλα (μερική αφαίρεση νερού) και η σκόνη γάλακτος (αφαίρεση της συνολικής σχεδόν υγρασίας).
2) Φθηνή και ασφαλής μεταφορά. «Εκεί όπου το γάλα πλεονάζει μπορεί να συμπυκνωθεί ή να αποξηρανθεί και να σταλεί με ασφάλεια και χαμηλό κόστος μεταφοράς σε χώρες, όπου η εγχώρια παραγωγή δεν επαρκεί για τις ανάγκες του πληθυσμού.» Αφαιρώντας το νερό, αφαιρείται το μεγαλύτερο μέρος του βάρους και του όγκου.
3) Αποθήκευση για μελλοντική χρήση. «Με τις μορφές αυτές μπορεί επίσης το γάλα να αποθηκευτεί και να χρησιμοποιηθεί, όταν θα χρειαστεί.»
Ο απαραίτητος όρος. «Το γάλα μετά τη συμπύκνωσή του πρέπει να υποστεί επεξεργασία τέτοια, ώστε να μπορέσει να διατηρηθεί στη θερμοκρασία περιβάλλοντος για μεγάλο χρονικό διάστημα, χωρίς να διατρέχει κίνδυνο να αλλοιωθεί από ανάπτυξη μικροβίων.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η συμπύκνωση και η αποξήρανση εξυπηρετούν τρεις σκοπούς: (α) τη διατήρηση της θρεπτικής αξίας του γάλακτος, που στη φυσική του κατάσταση αλλοιώνεται γρήγορα από μικροοργανισμούς· (β) τη μεταφορά με ασφάλεια και χαμηλό κόστος από περιοχές όπου το γάλα πλεονάζει σε χώρες όπου δεν επαρκεί, αφού με την αφαίρεση του νερού μειώνονται βάρος και όγκος· (γ) την αποθήκευσή του, ώστε να χρησιμοποιηθεί όταν χρειαστεί.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Το ζητούμενο είναι οι σκοποί, όχι η περιγραφή της μεθόδου — απάντησε σε τρία σημεία.
Το συμπυκνωμένο γάλα προκύπτει από μερική αφαίρεση νερού, ενώ η σκόνη από αφαίρεση της συνολικής σχεδόν υγρασίας.

Η ανασύσταση εβαπορέ και ζαχαρούχου

Ερώτηση: Με πόση ποσότητα νερού γίνεται η ανασύσταση του συμπυκνωμένου γάλακτος εβαπορέ και του συμπυκνωμένου ζαχαρούχου γάλακτος;

Απάντηση:

Το εβαπορέ: 1:1. «Η γενική αντίληψη για το συμπυκνωμένο γάλα είναι ότι κατά την ανασύστασή του θα πρέπει να αναμιγνύεται με νερό σε ίσες ποσότητες, δηλαδή σε σχέση 1:1.»
Το ζαχαρούχο: 1:2.5. «Ενώ για το ζαχαρούχο συμπυκνωμένο γάλα η σχέση αυτή είναι 1:2.5» — δηλαδή «1 μέρος γάλακτος προς 2.5 μέρη νερού, λόγω της ζάχαρης που περιέχει» (§7.1.2.1).
Γιατί διαφέρουν. Το ζαχαρούχο έχει, εκτός από τα στερεά του γάλακτος, και 42.5% ζάχαρη· αν αραιωνόταν 1:1, το ανασυσταμένο γάλα θα ήταν υπερβολικά γλυκό και πυκνό. Η μεγαλύτερη αραίωση επαναφέρει τη σύσταση κοντά στο φυσικό γάλα.
Ο έλεγχος με τους αριθμούς. Το πλήρες εβαπορέ έχει λίπος 7.5% και ΣΥΑΛ 17.5%· με αραίωση 1:1 (δηλαδή υποδιπλασιασμό) δίνει 3.75% λίπος και 8.75% ΣΥΑΛ, τιμές πολύ κοντά στο πλήρες νωπό γάλα.
⚠️ Ασυνέπεια του βιβλίου: το «πλήρες γάλα» ορίζεται σε 3.5% λίπος (σελ. 274 και εργαστηριακό μέρος σελ. 295), αλλά η αραίωση 1:1 του 7.5% δίνει 3.75%, όχι 3.5%.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το εβαπορέ ανασυσταίνεται με ίσες ποσότητες νερού, σε σχέση 1:1. Το ζαχαρούχο ανασυσταίνεται σε σχέση 1:2.5, δηλαδή 1 μέρος γάλακτος προς 2.5 μέρη νερού, επειδή περιέχει και τη ζάχαρη που προστέθηκε.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Πρόσεξε τη φορά της σχέσης: 1 μέρος γάλακτος προς 2.5 μέρη νερού — όχι το αντίστροφο.
Η μεγαλύτερη αραίωση του ζαχαρούχου οφείλεται αποκλειστικά στη ζάχαρη, όχι σε μεγαλύτερο βαθμό συμπύκνωσης του γάλακτος.

Πώς διατηρούνται τα δύο προϊόντα

Ερώτηση: Πώς εξασφαλίζεται η διατήρηση του συμπυκνωμένου γάλακτος εβαπορέ και του συμπυκνωμένου ζαχαρούχου;

Απάντηση:

Το εβαπορέ — με αποστείρωση. «Κατά τον πρώτο τρόπο το συμπυκνωμένο γάλα συσκευάζεται σε μεταλλικά κουτιά (κονσέρβες) και στη συνέχεια υποβάλλεται σε θερμική επεξεργασία αποστείρωσης, ώστε να σκοτωθούν τα μικρόβια, καθώς και τα σπόρια των σπορογόνων μικροβίων.»
Οι συνθήκες (§7.1.1.7): αποστείρωση στους 115°C επί 15-20 min μέσα σε αυτόκλειστα ή αποστειρωτήρες συνεχούς λειτουργίας, και ψύξη στους 20-25°C μέσα σε νερό.
Το ζαχαρούχο — με ζάχαρη. «Κατά τον δεύτερο τρόπο προστίθεται ζάχαρη στο γάλα, υπό μορφή σιροπιού, και ακολουθεί συμπύκνωση σε τέτοιο βαθμό, ώστε το τελικό προϊόν να έχει υψηλή πυκνότητα σακχάρου, η οποία να μην επιτρέπει σε κανένα μικρόβιο να αναπτυχθεί μέσα σ' αυτό.»
«Δηλαδή το γάλα αυτό δεν υποβάλλεται σε θερμική επεξεργασία αποστείρωσης, αλλά η υψηλή περιεκτικότητα σακχάρου ενεργεί ως βακτηριοστατικό.» Ο μηχανισμός είναι η υψηλή οσμωτική πίεση (§7.1.2.2), με τη ζάχαρη να αποτελεί 60-65% της υδατικής φάσης.
Η πρακτική συνέπεια. Το ζαχαρούχο αποθηκεύεται σε θερμοκρασία περιβάλλοντος με χρόνο διατήρησης ένα έτος — αρκεί να έχουν τηρηθεί οι συνθήκες υγιεινής κατά τη συσκευασία, γιατί ο βασικός του κίνδυνος είναι οι σακχαρόφιλες ζύμες και οι μύκητες, που το μολύνουν εκείνη ακριβώς τη στιγμή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το εβαπορέ διατηρείται με αποστείρωση: συσκευάζεται σε μεταλλικά κουτιά (κονσέρβες) και θερμαίνεται στους 115°C επί 15-20 min, ώστε να σκοτωθούν τα μικρόβια και τα σπόρια των σπορογόνων. Το ζαχαρούχο διατηρείται χωρίς αποστείρωση: η ζάχαρη, που προστίθεται ως σιρόπι και φτάνει το 60-65% της υδατικής φάσης, δημιουργεί υψηλή οσμωτική πίεση και ενεργεί ως βακτηριοστατικό.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Η διαφορά είναι ουσιαστική: το ένα βασίζεται στη θερμότητα, το άλλο στην οσμωτική πίεση.
Ο όρος είναι βακτηριοστατικό (εμποδίζει την ανάπτυξη), όχι βακτηριοκτόνο.

Ο λέβητας συμπύκνωσης απλού σταδίου

Ερώτηση: Περιγράψτε ένα λέβητα συμπύκνωσης γάλακτος, απλού σταδίου.

Απάντηση:

Σχήμα και διαστάσεις. «Η συσκευή συμπύκνωσης είναι ένας λέβητας κυλινδρικός ύψους 4-5 μέτρων και διαμέτρου έως 2 μέτρων που περικλείει κατακόρυφους μεταλλικούς σωλήνες διαμέτρου 2.5-5.0 cm.»
Η διαδρομή του γάλακτος. «Το γάλα αναρροφάται, με την επίδραση του κενού, μέσα σε σωλήνες από το επάνω μέρος του λέβητα με κατεύθυνση προς τα κάτω και καλύπτει την εσωτερική επιφάνειά τους υπό μορφή κατερχόμενου υμένα, γι' αυτό και η συσκευή λέγεται εξατμιστής κατερχόμενου υμένα (falling film evaporator).»
Η θέρμανση. «Η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή με εισαγωγή ατμού ανάμεσα στους σωλήνες που έχουν το γάλα» — δηλαδή ο ατμός δεν αναμιγνύεται με το γάλα, το θερμαίνει έμμεσα από το κέλυφος.
Τα βοηθητικά τμήματα. «Η συσκευή συμπύκνωσης έχει διάφορα τμήματα βοηθητικά, όπως μηχανισμούς απομάκρυνσης των συμπυκνωμάτων του ατμού, απομάκρυνσης του συμπυκνωμένου γάλακτος, απομάκρυνσης των υδρατμών από τη συμπύκνωση του γάλακτος και δημιουργίας κενού» (Σχήμα 7.2).
Γιατί «απλού σταδίου». «Η συμπύκνωση μπορεί να ολοκληρωθεί σε ένα, δύο ή και περισσότερους λέβητες, οπότε το συγκρότημα συμπύκνωσης λέγεται απλού σταδίου, διπλών ή πολλαπλών σταδίων.» Άρα ο λέβητας απλού σταδίου είναι εκείνος στον οποίο η συμπύκνωση ολοκληρώνεται με ένα πέρασμα.
Έλεγχος της πορείας. Γίνεται «με μέτρηση της πυκνότητας του, η οποία αυξάνεται, καθώς το νερό του γάλακτος εξατμίζεται»: σε 7.5% λίπος και 17.5% ΣΥΑΛ αντιστοιχεί 1.07 g/cm3.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο λέβητας συμπύκνωσης απλού σταδίου είναι κυλινδρικός, ύψους 4-5 m και διαμέτρου έως 2 m, και περικλείει κατακόρυφους μεταλλικούς σωλήνες διαμέτρου 2.5-5.0 cm. Το γάλα αναρροφάται με το κενό από το επάνω μέρος προς τα κάτω και ρέει στην εσωτερική επιφάνεια των σωλήνων ως κατερχόμενος υμένας (falling film evaporator), όπου βράζει λόγω του κενού. Η θερμοκρασία κρατιέται σταθερή με ατμό ανάμεσα στους σωλήνες. Ο λέβητας έχει επίσης μηχανισμούς απομάκρυνσης των συμπυκνωμάτων του ατμού, του συμπυκνωμένου γάλακτος και των υδρατμών, καθώς και δημιουργίας κενού. Λέγεται απλού σταδίου επειδή η συμπύκνωση ολοκληρώνεται σε έναν μόνο λέβητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ο ατμός δεν μπαίνει μέσα στο γάλα: κυκλοφορεί ανάμεσα στους σωλήνες.
Το «απλού σταδίου» αναφέρεται στο πλήθος των λεβήτων, όχι στο πλήθος των περασμάτων του ατμού.

Οι συνθήκες μέσα στον λέβητα

Ερώτηση: Ποιες συνθήκες επικρατούν μέσα στο λέβητα συμπύκνωσης γάλακτος κατά τη λειτουργία του;

Απάντηση:

Κενό. Μέσα στον λέβητα υπάρχει κενό, που αναρροφά το γάλα στους σωλήνες και χαμηλώνει το σημείο βρασμού: «το γάλα που προθερμάνθηκε κατά την είσοδό του στη συσκευή συμπύκνωσης αρχίζει αμέσως να βράζει λόγω του κενού που ήδη υπάρχει σ' αυτή».
Βρασμός σε χαμηλή θερμοκρασία. «Το γάλα έρχεται μέσα στο λέβητα μετά από προθέρμανση … όπου βράζει λόγω κενού και αρχίζει η αφυδάτωση.» Επειδή το σημείο βρασμού έχει πέσει, ο βρασμός γίνεται σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία.
Σταθερή θερμοκρασία με ατμό. «Η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή με εισαγωγή ατμού ανάμεσα στους σωλήνες που έχουν το γάλα.» Σε συγκρότημα πολλαπλών σταδίων, οι ατμοί του πρώτου λέβητα θερμαίνουν το γάλα στον δεύτερο, αλλά επειδή «η θερμοκρασία είναι μικρότερη», αυξάνεται το κενό, ώστε το γάλα να παραμένει σε βρασμό. «Η θερμοκρασία στον τρίτο λέβητα πέφτει μέχρι και τους 50°C.»
Λεπτός κατερχόμενος υμένας. Το γάλα δεν λιμνάζει: ρέει ως λεπτό στρώμα στην εσωτερική επιφάνεια των σωλήνων, εξασφαλίζοντας μεγάλη επιφάνεια εξάτμισης και σύντομο χρόνο παραμονής.
Χωρίς απώλεια θρεπτικής αξίας. «Αν και το γάλα βρίσκεται σε κατάσταση βρασμού μέσα στους λέβητες συμπύκνωσης, εντούτοις σ' αυτή τη φάση δε χάνει τη θρεπτική του αξία, γιατί η θερμοκρασία εξάτμισής του είναι πολύ χαμηλή. Οι απώλειες συμβαίνουν αργότερα κατά το στάδιο της αποστείρωσης.»
Συνεχής αύξηση της πυκνότητας. Καθώς εξατμίζεται το νερό, η πυκνότητα αυξάνεται και με αυτήν παρακολουθείται η πορεία της συμπύκνωσης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Μέσα στον λέβητα επικρατεί κενό, που αναρροφά το γάλα και χαμηλώνει το σημείο βρασμού, ώστε το προθερμασμένο γάλα να αρχίζει αμέσως να βράζει και να αφυδατώνεται σε πολύ χαμηλή θερμοκρασία. Η θερμοκρασία διατηρείται σταθερή με ατμό ανάμεσα στους σωλήνες· σε πολλαπλά στάδια το κενό αυξάνεται σε κάθε επόμενο λέβητα, γιατί η θερμοκρασία πέφτει (μέχρι και 50°C στον τρίτο). Το γάλα ρέει ως λεπτός κατερχόμενος υμένας. Χάρη στη χαμηλή θερμοκρασία, δεν χάνεται θρεπτική αξία σε αυτή τη φάση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Το κενό είναι η κεντρική συνθήκη: αναρροφά το γάλα και επιτρέπει βρασμό σε χαμηλή θερμοκρασία.
Οι θρεπτικές απώλειες συμβαίνουν στην αποστείρωση, όχι στη συμπύκνωση.

Η τυποποίηση του γάλακτος για συμπύκνωση

Ερώτηση: Ποια είναι η τυποποίηση που γίνεται στο γάλα το οποίο προορίζεται για συμπύκνωση;

Απάντηση:

Τι ρυθμίζεται. Η τυποποίηση αφορά το λίπος και το ΣΥΑΛ (Σχήμα 7.1: «Τυποποίηση ως προς λίπος και ΣΥΑΛ»). ΣΥΑΛ = στερεό υπόλειμμα άνευ λίπους, δηλαδή «όλα τα στερεά συστατικά εκτός από το λίπος».
Ο στόχος. «Έτσι το πλήρες συμπυκνωμένο γάλα επικράτησε να έχει λιποπεριεκτικότητα 7.5% και ΣΥΑΛ 17.5%, δηλαδή συνολικά στερεά 25%. Στο γάλα αυτό, η σχέση λίπους προς το ΣΥΑΛ … είναι 1:2.33.»
Ο έλεγχος της αριθμητικής: 17.5 / 7.5 = 2.33 ✓ και 7.5 + 17.5 = 25% ✓.
Πότε χρειάζεται. «Για να επιτευχθεί αυτή η σύσταση, θα πρέπει και το αρχικό γάλα, το οποίο θα συμπυκνωθεί, να έχει την ίδια σχέση λίπους προς ΣΥΑΛ, διαφορετικά πρέπει να γίνει τυποποίηση.» Ο λόγος είναι ότι η συμπύκνωση αφαιρεί μόνο νερό: η αναλογία λίπους προς ΣΥΑΛ μένει η ίδια, όσο κι αν συμπυκνωθεί το γάλα.
Πώς γίνεται. «Η τυποποίηση γίνεται με την προσθήκη κρέμας ή άπαχου γάλακτος στο γάλα το οποίο θα συμπυκνωθεί, ανάλογα με τη σύστασή του»: κρέμα αν το γάλα είναι φτωχό σε λίπος, άπαχο γάλα αν είναι πλούσιο.
Η ειδική περίπτωση του ζαχαρούχου. «Η τυποποίηση για την περίπτωση του ζαχαρούχου γάλακτος γίνεται όπως και για το γάλα εβαπορέ, αλλά θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι το ζαχαρούχο γάλα κατά την ανασύστασή του αραιώνεται σε αναλογία 1 μέρος γάλακτος προς 2.5 μέρη νερού, λόγω της ζάχαρης που περιέχει.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το γάλα που προορίζεται για συμπύκνωση τυποποιείται ως προς το λίπος και το ΣΥΑΛ, ώστε να έχει την ίδια σχέση λίπους προς ΣΥΑΛ με το τελικό προϊόν: για το πλήρες εβαπορέ, που έχει λίπος 7.5% και ΣΥΑΛ 17.5% (συνολικά στερεά 25%), η σχέση αυτή είναι 1:2.33. Αν το αρχικό γάλα δεν την έχει, γίνεται τυποποίηση με προσθήκη κρέμας ή άπαχου γάλακτος, ανάλογα με τη σύστασή του. Στο ζαχαρούχο η τυποποίηση γίνεται όμοια, λαμβάνοντας υπόψη ότι η ανασύσταση είναι 1:2.5.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Η συμπύκνωση δεν αλλάζει τη σχέση λίπους:ΣΥΑΛ — γι' αυτό πρέπει να διορθωθεί πριν.
Πρόσεξε τι σημαίνει ΣΥΑΛ: όλα τα στερεά εκτός από το λίπος.

Η αλληλουχία των φάσεων παραγωγής

Ερώτηση: Ποια είναι η αλληλουχία των φάσεων παραγωγής συμπυκνωμένου γάλακτος εβαπορέ και ζαχαρούχου;

Απάντηση:

Εβαπορέ (Σχήμα 7.1, σελ. 275). 1) Παραλαβή, καθαρισμός, ψύξη, αποθήκευση → 2) Τυποποίηση ως προς λίπος και ΣΥΑΛ → 3) Θερμική επεξεργασία σταθεροποίησης πρωτεϊνών (προθέρμανση) → 4) Συμπύκνωση → 5) Ομογενοποίηση → 6) Ψύξη, δοκιμαστική αποστείρωση δειγμάτων και προσθήκη σταθεροποιητικών αλάτων → 7) Συσκευασία → 8) Αποστείρωση → 9) Ψύξη και αποθήκευση.
Ζαχαρούχο (Σχήμα 7.3, σελ. 279). 1) Παραλαβή, καθαρισμός, ψύξη, αποθήκευση → 2) Τυποποίηση ως προς λίπος και ΣΥΑΛ → 3) Θερμική επεξεργασία σταθεροποίησης πρωτεϊνών → 4) Συμπύκνωση → 5) Ψύξη και κρυστάλλωση → 6) Συσκευασία και αποθήκευση. Η προσθήκη ζάχαρης ή σιροπιού ζάχαρης μπαίνει μετά την τυποποίηση (απευθείας στο προθερμασμένο γάλα) ή μαζί με το γάλα στον λέβητα κατά τη συμπύκνωση.
Οι διαφορές των δύο διαγραμμάτων. Το ζαχαρούχο δεν έχει ομογενοποίηση, δεν έχει προσθήκη σταθεροποιητικών αλάτων και — κυρίως — δεν έχει αποστείρωση· αντ' αυτών έχει προσθήκη ζάχαρης και ψύξη με ελεγχόμενη κρυστάλλωση της λακτόζης.
Γιατί λείπει η αποστείρωση. Επειδή «η υψηλή περιεκτικότητα σακχάρου ενεργεί ως βακτηριοστατικό» — το προϊόν δεν χρειάζεται θερμική αποστείρωση για να διατηρηθεί.
Γιατί μπαίνει η κρυστάλλωση. Επειδή «η συγκέντρωση λακτόζης … πλησιάζει το στάδιο κορεσμού σε θερμοκρασία 50°C»: αν η ψύξη δεν ελεγχθεί, σχηματίζονται μεγάλοι κρύσταλλοι και το γάλα αποκτά αμμώδη υφή.
Το κοινό τμήμα. «Το συμπυκνωμένο γάλα εβαπορέ και το ζαχαρούχο συμπυκνωμένο γάλα έχουν πολλά σημεία κοινά στην τεχνολογία παραγωγής τους» — γι' αυτό το βιβλίο αναπτύσσει μόνο τις διαφορές του ζαχαρούχου.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Εβαπορέ: παραλαβή-καθαρισμός-ψύξη-αποθήκευση → τυποποίηση (λίπος, ΣΥΑΛ) → προθέρμανση για σταθεροποίηση πρωτεϊνών → συμπύκνωση → ομογενοποίηση → ψύξη, δοκιμαστική αποστείρωση δειγμάτων και προσθήκη σταθεροποιητικών αλάτων → συσκευασία → αποστείρωση → ψύξη και αποθήκευση. Ζαχαρούχο: παραλαβή-καθαρισμός-ψύξη-αποθήκευση → τυποποίηση → θερμική επεξεργασία σταθεροποίησης πρωτεϊνών → συμπύκνωση → ψύξη και κρυστάλλωση → συσκευασία και αποθήκευση, με την προσθήκη ζάχαρης ή σιροπιού μετά την τυποποίηση ή κατά τη συμπύκνωση. Το ζαχαρούχο δεν αποστειρώνεται.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Η κρίσιμη διαφορά: το ζαχαρούχο δεν έχει στάδιο αποστείρωσης, αλλά έχει ελεγχόμενη κρυστάλλωση.
Στο εβαπορέ η αποστείρωση γίνεται στη συσκευασμένη κονσέρβα — δηλαδή μετά τη συσκευασία.

Ζάχαρη και συνολικά σάκχαρα στο ζαχαρούχο

Ερώτηση: Πόση είναι η ζάχαρη που προστίθεται και πόσα είναι τα συνολικά σάκχαρα στο συμπυκνωμένο ζαχαρούχο γάλα επί τοις εκατό, ως έχει και επί της υγρής φάσης του;

Απάντηση:

Η ζάχαρη που προστίθεται στο νωπό γάλα. «Αυτό επιτυγχάνεται, εάν για κάθε 100 kg νωπού γάλακτος προστίθενται 17 kg ζάχαρης.»
Η ζάχαρη στο τελικό προϊόν. «Με συμπύκνωση 2.5:1 η ζάχαρη που προστέθηκε γίνεται 2.5 x 17 = 42.5%.» (Έλεγχος: 2.5 x 17 = 42.5 ✓.) Αυτό καλύπτει το «ελάχιστο 42% ζάχαρης στο τελικό προϊόν» που απαιτεί το βιβλίο.
Η λακτόζη. «Και η λακτόζη (γαλακτοσάκχαρο) που είχε το αρχικό γάλα γίνεται 4.8 x 2.5 = 12%.» (Έλεγχος: 4.8 x 2.5 = 12 ✓.)
Τα συνολικά σάκχαρα ως έχει. «Δηλαδή τα συνολικά σάκχαρα στο γάλα αυτό είναι περίπου 55%.» (Έλεγχος: 42.5 + 12 = 54.5 ≈ 55 ✓.)
Τα συνολικά σάκχαρα στην υγρή (υδατική) φάση. «Επειδή η υγρασία του ζαχαρούχου γάλακτος είναι 26% περίπου, προκύπτει ότι η συγκέντρωση σακχάρων στην υδατική φάση θα είναι: 55 x 100 / (55 + 26) = 5500 / 81 = 68%.» (Έλεγχος: 5500/81 = 67.9 ≈ 68 ✓.) «Η συνολική αυτή συγκέντρωση σακχάρων είναι βακτηριοστατική.»
⚠️ Προσοχή σε φαινομενική αντίφαση του βιβλίου. Λίγες γραμμές πιο πάνω η ίδια σελίδα λέει ότι «πάνω από 65% η ζάχαρη κρυσταλλώνεται». Δεν πρόκειται για λάθος: το όριο 60-65% αφορά μόνο τη ζάχαρη (σακχαρόζη) στην υδατική φάση, που εδώ βγαίνει 42.5 x 100 / (42.5 + 26) ≈ 62% — μέσα στο εύρος — ενώ το 68% αφορά τα συνολικά σάκχαρα (ζάχαρη και λακτόζη). Το βιβλίο δεν το διευκρινίζει.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Προστίθενται 17 kg ζάχαρης ανά 100 kg νωπού γάλακτος. Με συμπύκνωση 2.5:1, στο τελικό προϊόν η ζάχαρη γίνεται 2.5 x 17 = 42.5% και η λακτόζη 4.8 x 2.5 = 12%, δηλαδή συνολικά σάκχαρα ≈ 55% ως έχει. Επειδή η υγρασία είναι 26%, στην υγρή (υδατική) φάση τα συνολικά σάκχαρα είναι 55 x 100/(55+26) = 5500/81 = 68% — συγκέντρωση βακτηριοστατική.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Το 42.5% είναι μόνο η ζάχαρη· τα 55% περιλαμβάνουν και τη λακτόζη.
Το 68% αφορά την υδατική φάση, όχι ολόκληρο το προϊόν — ο παρονομαστής είναι σάκχαρα + νερό, όχι 100.

Γιατί μετράμε τα σάκχαρα στην υδατική φάση

Ερώτηση: Γιατί έχει ενδιαφέρον να γνωρίζουμε τη συγκέντρωση σακχάρων στην υδατική φάση του ζαχαρούχου γάλακτος;

Απάντηση:

Γιατί εκεί δρα η συντήρηση. Ο σκοπός της ζάχαρης είναι «να δημιουργήσει υψηλή οσμωτική πίεση, οπότε τα βακτήρια δεν μπορούν να αναπτυχθούν κι έτσι το γάλα μπορεί να διατηρηθεί χωρίς να υποστεί θερμική επεξεργασία αποστείρωσης». Η οσμωτική πίεση όμως καθορίζεται από τη συγκέντρωση της διαλυμένης ουσίας στο νερό — άρα από τη συγκέντρωση στην υδατική φάση, όχι από το ποσοστό στο σύνολο του προϊόντος.
Γιατί τα μικρόβια ζουν στο νερό. Τα βακτήρια αναπτύσσονται μόνο στο διαθέσιμο νερό. Αν το νερό αυτό είναι κορεσμένο σε σάκχαρα, τα μικροβιακά κύτταρα αφυδατώνονται και δεν πολλαπλασιάζονται.
Το κάτω όριο. «Κάτω από 60% δε δρα αποτελεσματικά ως βακτηριοστατικό» — δηλαδή χάνεται η συντηρητική δράση και το προϊόν, που δεν έχει αποστειρωθεί, αλλοιώνεται.
Το πάνω όριο. «Πάνω από 65% η ζάχαρη κρυσταλλώνεται» — εμφανίζεται δηλαδή ελάττωμα υφής, με ορατούς κρυστάλλους στο προϊόν.
Άρα η μέτρηση στην υδατική φάση είναι το μοναδικό μέγεθος που δείχνει συγχρόνως αν το προϊόν είναι ασφαλές και αν θα μείνει χωρίς κρυστάλλους: το εύρος 60-65% είναι στενό και δεν προκύπτει από το ποσοστό «ως έχει».
Η αριθμητική του βιβλίου το επιβεβαιώνει: η υγρασία 26% μαζί με τα 55% σάκχαρα δίνουν 68% στην υδατική φάση — «η συνολική αυτή συγκέντρωση σακχάρων είναι βακτηριοστατική».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Επειδή η συντηρητική δράση της ζάχαρης οφείλεται στην οσμωτική πίεση, η οποία εξαρτάται από τη συγκέντρωση των σακχάρων μέσα στο νερό του προϊόντος και όχι από το ποσοστό τους στο σύνολό του. Τα μικρόβια αναπτύσσονται μόνο στην υδατική φάση: αν η συγκέντρωση πέσει κάτω από 60%, η ζάχαρη «δε δρα αποτελεσματικά ως βακτηριοστατικό» και το ζαχαρούχο —που δεν αποστειρώνεται— αλλοιώνεται· αν ξεπεράσει το 65%, «η ζάχαρη κρυσταλλώνεται» και εμφανίζεται ελάττωμα υφής. Η γνώση της συγκέντρωσης στην υδατική φάση είναι δηλαδή ο μόνος τρόπος ελέγχου και της ασφάλειας και της ποιότητας του προϊόντος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Η οσμωτική πίεση εξαρτάται από τη συγκέντρωση στο νερό, όχι στο σύνολο του προϊόντος.
Το εύρος 60-65% έχει κάτω όριο (ασφάλεια) και πάνω όριο (κρυστάλλωση) — και τα δύο πρέπει να αναφερθούν.

Αποφυγή μεγάλων κρυστάλλων λακτόζης

Ερώτηση: Πώς αποφεύγεται η ανεπιθύμητη κρυστάλλωση της λακτόζης σε μεγάλους κρυστάλλους;

Απάντηση:

Το πρόβλημα. «Η συγκέντρωση λακτόζης στο ζαχαρούχο συμπυκνωμένο γάλα πλησιάζει το στάδιο κορεσμού σε θερμοκρασία 50°C. Αυτό σημαίνει ότι, καθώς το γάλα ψύχεται, ένα μέρος της λακτόζης σχηματίζει κρυστάλλους.»
Πότε γίνονται αντιληπτοί. «Εάν οι κρύσταλλοι είναι μικροί, τότε δε γίνονται αντιληπτοί στο στόμα· εάν όμως είναι >10 μ, τότε γίνονται αντιληπτοί, αφού το γάλα αποκτά αμμώδη υφή και η γεύση του δεν είναι ευχάριστη.»
Πρώτο μέτρο — γρήγορη ψύξη στους 30°C. «Γίνεται γρήγορη ψύξη του γάλακτος μέχρι τους 30°C, οπότε παρά τη χαμηλή θερμοκρασία η λακτόζη δε σχηματίζει κρυστάλλους. Εάν η ψύξη είναι αργή, σχηματίζονται μεγάλοι κρύσταλλοι.» Δηλαδή το διάλυμα οδηγείται γρήγορα σε υπερκορεσμό, χωρίς να προλάβει να κρυσταλλωθεί.
Δεύτερο μέτρο — εμβολιασμός με κέντρα κρυστάλλωσης. «Στη θερμοκρασία αυτή προστίθεται στο γάλα μικρή ποσότητα λεπτής σκόνης λακτόζης ή συμπυκνωμένο γάλα με καλή κρυστάλλωση. Έτσι δίνονται τα κέντρα κρυστάλλωσης της λακτόζης, η οποία σχηματίζει κρυστάλλους με ταχύ ρυθμό και όμοιους με αυτούς που προστέθηκαν, δηλαδή μεγέθους <10 μ.»
Η λογική. Πολλά κέντρα μοιράζουν την ίδια ποσότητα λακτόζης σε πάρα πολλούς μικρούς κρυστάλλους· λίγα κέντρα θα την συγκέντρωναν σε λίγους μεγάλους.
Μετά την κρυστάλλωση. «Το προϊόν ψύχεται πλέον κανονικά στους 20°C, συλλέγεται σε δεξαμενές αποθήκευσης, ελέγχεται ως προς την κρυστάλλωση και συσκευάζεται.»
Αν αποτύχει. Εμφανίζεται το κυριότερο φυσικοχημικό ελάττωμα του ζαχαρούχου: «η κοκκώδης υφή … που οφείλεται σε ανεπιτυχή ψύξη και κρυστάλλωση της λακτόζης» (§7.1.3.2).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Με δύο μέτρα. Πρώτον, γρήγορη ψύξη του γάλακτος μέχρι τους 30°C: στη θερμοκρασία αυτή, παρά τη μείωση, η λακτόζη δεν προλαβαίνει να κρυσταλλωθεί (η αργή ψύξη δίνει μεγάλους κρυστάλλους). Δεύτερον, προσθήκη μικρής ποσότητας λεπτής σκόνης λακτόζης — ή συμπυκνωμένου γάλακτος με καλή κρυστάλλωση — που δίνει τα κέντρα κρυστάλλωσης: η λακτόζη κρυσταλλώνεται τότε με ταχύ ρυθμό και σε κρυστάλλους όμοιους με αυτούς που προστέθηκαν, μεγέθους <10 μ, οι οποίοι δεν γίνονται αντιληπτοί στο στόμα. Στη συνέχεια το προϊόν ψύχεται κανονικά στους 20°C και ελέγχεται ως προς την κρυστάλλωση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Το όριο είναι τα 10 μ: πάνω από αυτό το γάλα αποκτά αμμώδη υφή.
Η γρήγορη ψύξη δίνει μικρούς κρυστάλλους — όχι το αντίστροφο.

Τα ελαττώματα του εβαπορέ

Ερώτηση: Ποια είναι τα κύρια ελαττώματα του συμπυκνωμένου γάλακτος εβαπορέ;

Απάντηση:

Από πού προέρχονται. «Στο συμπυκνωμένο γάλα εβαπορέ, παρά τη θερμική αποστείρωση στην οποία υποβάλλεται, είναι δυνατή είτε η επιβίωση κάποιων σπορίων από σπορογόνα βακτήρια, είτε η επιμόλυνσή του κατά το κλείσιμο της συσκευασίας.»
Τα μικροβιακά ελαττώματα. «Τα κύρια ελαττώματα εξαιτίας της δράσης των σπορογόνων βακτηρίων είναι: σχηματισμός αερίων, πήξη, πικρή γεύση και γεύση ιχθύος.»
Τα μη μικροβιακά (φυσικοχημικά) ελαττώματα. «Το γάλα εβαπορέ κατά την παραμονή στις αποθήκες διατήρησης υφίσταται και μη μικροβιακές αλλοιώσεις, οι οποίες χαρακτηρίζονται ως φυσικοχημικές. Τέτοιες αλλοιώσεις είναι η εμφάνιση κόκκων πήγματος, ιζήματος, καστανού χρώματος και το κορύφιασμα.»
Πώς προλαμβάνονται τα μικροβιακά. Με χαμηλό αριθμό σπορίων στην πρώτη ύλη (§7.1.1.1: «είναι απαραίτητο να έχει όσο το δυνατόν χαμηλότερο αριθμό από σπόρια βακτηρίων, γιατί μερικά ίσως επιβιώσουν κατά την αποστείρωση») και με σωστό κλείσιμο της συσκευασίας.
Πώς προλαμβάνονται τα φυσικοχημικά. Τα προβλήματα που σχετίζονται με την πήξη της καζεΐνης αντιμετωπίζονται με σταθεροποιητικά άλατα (φωσφορικά και κιτρικά, ή χλωριούχο ασβέστιο σε πλεονασμό τους), αφού προηγηθεί δοκιμαστική αποστείρωση μικρών ποσοτήτων.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα ελαττώματα του εβαπορέ είναι δύο κατηγοριών. Μικροβιακά — από σπόρια σπορογόνων βακτηρίων που επιβίωσαν της αποστείρωσης ή από επιμόλυνση κατά το κλείσιμο της συσκευασίας: σχηματισμός αερίων, πήξη, πικρή γεύση και γεύση ιχθύος. Φυσικοχημικά — εμφανίζονται κατά την παραμονή στις αποθήκες: κόκκοι πήγματος, ίζημα, καστανό χρώμα και κορύφιασμα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Η ερώτηση αφορά μόνο το εβαπορέ — μη μπερδέψεις με τα ελαττώματα του ζαχαρούχου (αέρια, τάγγιση, κόκκοι πήγματος, κοκκώδης υφή, αύξηση ιξώδους).
Χώρισε την απάντηση σε μικροβιακά και φυσικοχημικά, όπως κάνει το βιβλίο.

Το Στερεό Υπόλειμμα της σκόνης γάλακτος

Ερώτηση: Πόσο είναι το Στερεό Υπόλειμμα (ΣΥ) της σκόνης γάλακτος;

Απάντηση:

Ο ορισμός της αποξήρανσης. «Κατά την αποξήρανση αφαιρείται το νερό του γάλακτος, ώστε να απομείνουν μόνο τα στερεά συστατικά (στερεό υπόλειμμα, Σ.Υ.) με υγρασία περίπου 3-5%.»
Ο υπολογισμός. Αφού η υγρασία είναι 3-5%, το ΣΥ είναι το υπόλοιπο: 100 - 5 = 95% έως 100 - 3 = 97%. Άρα ΣΥ ≈ 95-97%.
Η τιμή που χρησιμοποιεί το βιβλίο στους υπολογισμούς. Το ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΟ ΜΕΡΟΣ (σελ. 295) δουλεύει με τη στρογγυλή τιμή: «γνωρίζοντας ότι η σκόνη γάλακτος έχει 5% υγρασία, δηλαδή ΣΥ 95%». Την ίδια τιμή χρησιμοποιεί και στους υπολογισμούς της άπαχης σκόνης («η άπαχη σκόνη γάλακτος έχει ΣΥ 95%»).
Το όριο του ποιοτικού ελέγχου. «Η υγρασία πρέπει να είναι <5%» (§7.2.3) — συμβατό με ΣΥ πάνω από 95%.
⚠️ Τρεις διατυπώσεις για το ίδιο μέγεθος: 3-5% (§7.2), <5% (ποιοτικός έλεγχος) και 5% ακριβώς / ΣΥ 95% (εργαστηριακό μέρος). Η πρακτική τιμή που χρησιμοποιεί το βιβλίο στους υπολογισμούς είναι ΣΥ 95%.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σκόνη γάλακτος έχει υγρασία περίπου 3-5%, άρα Στερεό Υπόλειμμα (ΣΥ) περίπου 95-97%. Στους υπολογισμούς του (εργαστηριακό μέρος, σελ. 295-296) το βιβλίο χρησιμοποιεί τη στρογγυλή τιμή υγρασία 5%, δηλαδή ΣΥ 95%.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Το ΣΥ είναι το συμπλήρωμα της υγρασίας ως το 100 — μην απαντήσεις με την υγρασία.
Το βιβλίο δίνει και εύρος (3-5%) και συγκεκριμένη τιμή (5%): ανάφερε και τα δύο.

Το λίπος της σκόνης πλήρους γάλακτος

Ερώτηση: Πόσο λίπος περιέχει η σκόνη πλήρους γάλακτος;

Απάντηση:

Η τιμή του πίνακα. Ο Πίνακας 7.1 («Είδη σκόνης γάλακτος με βάση τη λιποπεριεκτικότητα», σελ. 283) δίνει για τη σκόνη πλήρους γάλακτος λίπος 26%, από νωπό γάλα με λίπος 3.6% και ΣΥΑΛ 8.8%.
Ολόκληρος ο πίνακας: σκόνη πλήρους 26% (από 3.6 / 8.8)· πλήρης κατά 3/4 20% (2.7 / 8.9)· πλήρης κατά 1/2 14% (1.8 / 9.0)· πλήρης κατά 1/4 8% (0.9 / 9.0)· άπαχου 1% (0.05 / 9.0).
Γιατί ανεβαίνει τόσο το ποσοστό. Στο νωπό γάλα το λίπος είναι 3.6% σε σύνολο 100%· με την αποξήρανση φεύγει το νερό και μένουν μόνο τα στερεά, οπότε το ίδιο λίπος συγκεντρώνεται σε πολύ μικρότερη μάζα.
Ο έλεγχος. Στα ολικά στερεά του νωπού (3.6 + 8.8 = 12.4%) το λίπος αντιστοιχεί σε 3.6 / 12.4 = 29%· σε σκόνη με ΣΥ 95% αυτό δίνει ≈ 27.6% — κοντά στο 26% του πίνακα.
⚠️ Δύο ασυνέπειες του Πίνακα 7.1 (η σελίδα έγινε render): (α) η άπαχη σκόνη δίνεται με 1% λίπος, ενώ από γάλα 0.05% λίπους προκύπτει 0.05/(0.05+9.0) = 0.55%, δηλαδή ~0.5%. (β) Τα κλάσματα ισχύουν ακριβώς μόνο στο νωπό γάλα (3.6 → 2.7 → 1.8 → 0.9), ενώ τα 3/4, 1/2 και 1/4 του 26 θα ήταν 19.5, 13 και 6.5, όχι 20, 14 και 8.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σκόνη πλήρους γάλακτος περιέχει 26% λίπος (Πίνακας 7.1) και προέρχεται από νωπό γάλα με λίπος 3.6% και ΣΥΑΛ 8.8%. Το ποσοστό ανεβαίνει τόσο επειδή η αποξήρανση απομακρύνει το νερό και το λίπος συγκεντρώνεται στα στερεά.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μην μπερδέψεις το λίπος της σκόνης (26%) με το λίπος του νωπού γάλακτος από το οποίο προήλθε (3.6%).
Τα υπόλοιπα είδη του πίνακα: 20, 14, 8 και 1%.

Οι μέθοδοι αποξήρανσης

Ερώτηση: Ποιες είναι οι μέθοδοι αποξήρανσης του γάλακτος και ποια είναι η επικρατέστερη;

Απάντηση:

Οι δύο μέθοδοι. «Οι μέθοδοι αποξήρανσης του γάλακτος είναι βασικά δύο: η αποξήρανση με τύμπανα και η αποξήρανση με ψεκασμό.»
Ποια επικράτησε και γιατί. «Από αυτές επικράτησε η δεύτερη, κατά την οποία η θέρμανση του γάλακτος είναι πιο ήπια και παραλλαγές της οποίας είναι οι διάφοροι άλλοι τρόποι αποξήρανσης που εφαρμόστηκαν.»
Το δεύτερο πλεονέκτημα του ψεκασμού. «Η σκόνη γάλακτος που παρασκευάσθηκε με τη μέθοδο αυτή παρουσιάζει πολλά ποιοτικά πλεονεκτήματα και ιδίως εύκολη διαλυτότητα, γι' αυτό και είναι αυτή που κυρίως εφαρμόζεται στη βιομηχανία.»
Η αποξήρανση με τύμπανα (drum drying). «Μπορεί να υποδιαιρεθεί σε διάφορες κατηγορίες, όπως με μονό τύμπανο, διπλά τύμπανα, τύμπανα σε ατμοσφαιρική πίεση ή σε κενό. Η κίνηση των τυμπάνων μπορεί να γίνεται από μέσα προς τα έξω ή αντίστροφα και η τροφοδότησή τους με γάλα γίνεται από επάνω ή με εμβάπτισή τους στο γάλα» (Σχήμα 7.4).
Γιατί εγκαταλείπεται. «Η μέθοδος αυτή ήταν η πρώτη που εφαρμόστηκε για την αποξήρανση του γάλακτος, παρουσιάζει πολλά μειονεκτήματα σε σύγκριση με τη νεότερη μέθοδο της αποξήρανσης με ψεκασμό ή εκνέφωση, από την οποία ολοένα και εκτοπίζεται, γι' αυτό και θα περιγραφεί μόνο η τελευταία.»
Η αποξήρανση με ψεκασμό (spray drying, ή μέθοδος εκνέφωσης): «γίνεται πρώτα διαμερισμός του γάλακτος σε λεπτότατα σταγονίδια υπό μορφή ομίχλης με μηχανισμό εκνέφωσης … σε θάλαμο, όπου διοχετεύεται συγχρόνως και θερμός αέρας».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι μέθοδοι είναι βασικά δύο: η αποξήρανση με τύμπανα (drum drying) και η αποξήρανση με ψεκασμό ή εκνέφωση (spray drying). Επικρατέστερη είναι η δεύτερη, επειδή η θέρμανση του γάλακτος είναι πιο ήπια, η σκόνη έχει πολλά ποιοτικά πλεονεκτήματα και ιδίως εύκολη διαλυτότητα, και επειδή παραλλαγές της είναι οι διάφοροι άλλοι τρόποι αποξήρανσης που εφαρμόστηκαν. Η μέθοδος με τύμπανα ήταν η πρώτη που εφαρμόστηκε, έχει πολλά μειονεκτήματα και ολοένα εκτοπίζεται.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Δεν αρκεί να πεις ποια επικράτησε — πρέπει να πεις και γιατί (ηπιότερη θέρμανση, καλύτερη διαλυτότητα).
Ψεκασμός και εκνέφωση είναι η ίδια μέθοδος με δύο ονόματα.

Ο θάλαμος αποξήρανσης με ψεκασμό

Ερώτηση: Περιγράψτε ένα θάλαμο αποξήρανσης γάλακτος με ψεκασμό.

Απάντηση:

Τι είναι. Το γάλα, αφού συμπυκνωθεί σε 40-45% ΣΥ, «εκνεφώνεται σε σταγονίδια μέσα σε θάλαμο ανοξείδωτου χάλυβα, που επικράτησε να λέγεται θάλαμος ή πύργος αποξήρανσης του γάλακτος».
Σχήμα και διάταξη. «Ο θάλαμος μπορεί να είναι κάθετος ή οριζόντιος και έχει διάφορα σχήματα» (Σχήμα 7.5).
Οι ροές μέσα σε αυτόν. «Οι κατευθύνσεις του θερμού αέρα και του ψεκαζόμενου γάλακτος μπορεί να είναι της ίδιας ή αντιθέτου φοράς ή και να σχηματίζουν ορθή γωνία.»
Ο απαγωγός. «Ο θάλαμος έχει απαγωγό του θερμού αέρα, ο οποίος όμως συμπαρασύρει και μέρος της λεπτής σκόνης γάλακτος.» Γι' αυτό ο αέρας εξόδου οδηγείται σε κυκλώνες.
Η έξοδος της σκόνης. «Η σκόνη γάλακτος έχει έξοδο από το κάτω μέρος του θαλάμου απ' όπου συλλέγεται με πολλούς τρόπους, όπως μεταφορά σε κινούμενο δάπεδο, μηχανικό συλλογέα, ρεύμα αέρος κ.λπ.» Μόλις πέσει στον πυθμένα, το 80% συλλέγεται με τη βαρύτητα, μηχανικά ή με ρεύμα αέρα.
Οι θερμοκρασίες στον θάλαμο. Ο αέρας μπαίνει περίπου 215°C και βγαίνει περίπου 95°C· φτάνει εκεί με ανεμιστήρα, με ταχύτητα 400-600 m/min, αφού έχει φιλτραριστεί και θερμανθεί με ατμό 3-6 atm στους 150-250°C.
Τα βασικά μέρη της εγκατάστασης γύρω από τον θάλαμο: σύστημα καθαρισμού και θέρμανσης αέρα, σύστημα εκνέφωσης του γάλακτος, σύστημα απομάκρυνσης της σκόνης και κυκλώνες, ψύξη της σκόνης (Σχήμα 7.8: εγκατάσταση σε κάθετο θάλαμο).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο θάλαμος (ή πύργος) αποξήρανσης είναι κατασκευασμένος από ανοξείδωτο χάλυβα και μπορεί να είναι κάθετος ή οριζόντιος, με διάφορα σχήματα. Μέσα του εκνεφώνεται το συμπυκνωμένο γάλα (40-45% ΣΥ) και διοχετεύεται θερμός αέρας, με κατεύθυνση ίδιας ή αντίθετης φοράς ή σε ορθή γωνία προς το ψεκαζόμενο γάλα. Ο αέρας μπαίνει περίπου 215°C και βγαίνει περίπου 95°C από τον απαγωγό, ο οποίος συμπαρασύρει και μέρος της λεπτής σκόνης (γι' αυτό ακολουθούν κυκλώνες). Η σκόνη βγαίνει από το κάτω μέρος του θαλάμου και συλλέγεται με κινούμενο δάπεδο, μηχανικό συλλογέα ή ρεύμα αέρος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μην ξεχάσεις ότι ο απαγωγός αέρα παρασύρει σκόνη — εκεί δικαιολογείται ο κυκλώνας.
Η σκόνη βγαίνει από κάτω, ο αέρας από πάνω.

Πώς γίνεται η αποξήρανση μέσα στον θάλαμο

Ερώτηση: Πώς γίνεται η αποξήρανση του γάλακτος μέσα στο θάλαμο;

Απάντηση:

Η προετοιμασία. «Κατά τη μέθοδο αυτή το γάλα συμπυκνώνεται σε 40-45% στερεό υπόλειμμα (ΣΥ, δηλαδή στερεά συστατικά) και κατόπιν εκνεφώνεται σε σταγονίδια μέσα σε θάλαμο ανοξείδωτου χάλυβα.»
Η εκνέφωση. «Γίνεται πρώτα διαμερισμός του γάλακτος σε λεπτότατα σταγονίδια υπό μορφή ομίχλης με μηχανισμό εκνέφωσης.» Ο σκοπός: «να δημιουργηθεί μεγάλη επιφάνεια επαφής με το θερμό αέρα, οπότε η εξάτμιση της υγρασίας των σταγονιδίων και η μεταφορά της είναι ταχύτατη». Για ομοιόμορφη εξάτμιση, τα σταγονίδια πρέπει να έχουν διάμετρο 50-150 μ.
Πώς ψεκάζεται. «Ο διαμερισμός και συγχρόνως ο ψεκασμός επιτυγχάνεται με δύο κυρίως μεθόδους: με ακροφύσια υψηλής πίεσης 100-350 atm ή με περιστρεφόμενο δίσκο. Ο δεύτερος τρόπος απαιτεί μεγαλύτερη ισχύ, αλλά η σκόνη που παράγεται έχει μικρότερη φαινομενική πυκνότητα κι επομένως καλύτερη διαλυτότητα. Κατά το δεύτερο τρόπο ο χρόνος πτώσης του σταγονιδίου και μετατροπής του σε σκόνη διαρκεί 25-30 sec.»
Η επαφή με τον θερμό αέρα. «Η εκνέφωση γίνεται σε θάλαμο, όπου διοχετεύεται συγχρόνως και θερμός αέρας, για να γίνει η αποξήρανση των σταγονιδίων.» Ο αέρας έχει φιλτραριστεί μηχανικά και θερμανθεί (καλύτερα με ατμό 3-6 atm) στους 150-250°C, και φτάνει με ανεμιστήρα σε 400-600 m/min· μπαίνει στους ~215°C και βγαίνει στους ~95°C.
Το αποτέλεσμα. Από κάθε σταγονίδιο εξατμίζεται σχεδόν όλη η υγρασία και μένει ένας κόκκος σκόνης, που πέφτει στον πυθμένα.
Η συνολική διαδικασία. «Γενικά η διαδικασία αποξήρανσης περιλαμβάνει: την απορρόφηση, κάθαρση και θέρμανση του αέρα, την εκνέφωση του γάλακτος, την ανάμιξη σταγονιδίων γάλακτος και θερμού αέρα, την απομάκρυνση του αποξηραμένου γάλακτος, την επιπρόσθετη αποξήρανση του προϊόντος, την ψύξη, το κοσκίνισμα, τη συσκευασία και αποθήκευσή του.»

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το γάλα συμπυκνώνεται πρώτα σε 40-45% ΣΥ και κατόπιν εκνεφώνεται σε λεπτότατα σταγονίδια υπό μορφή ομίχλης μέσα στον θάλαμο — με ακροφύσια υψηλής πίεσης 100-350 atm ή με περιστρεφόμενο δίσκο — ώστε τα σταγονίδια να έχουν διάμετρο 50-150 μ και πολύ μεγάλη επιφάνεια επαφής. Ταυτόχρονα διοχετεύεται θερμός αέρας (είσοδος ~215°C, έξοδος ~95°C), οπότε η εξάτμιση της υγρασίας είναι ταχύτατη και κάθε σταγονίδιο μετατρέπεται σε κόκκο σκόνης — με τον περιστρεφόμενο δίσκο η μετατροπή διαρκεί 25-30 sec. Η σκόνη πέφτει στον πυθμένα του θαλάμου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Τα σταγονίδια είναι 50-150 μ — μην τα μπερδέψεις με τους κόκκους 25-50 μ της σκόνης στιγμιαίας διαλυτότητας.
Η μεγάλη επιφάνεια επαφής είναι ο λόγος που η αποξήρανση γίνεται σε δευτερόλεπτα.

Η απομάκρυνση της σκόνης από τον θάλαμο

Ερώτηση: Πώς απομακρύνεται η σκόνη γάλακτος από το θάλαμο αποξήρανσης;

Απάντηση:

Γιατί βιάζονται. «Η σκόνη γάλακτος μέσα στο θάλαμο αποξήρανσης βρίσκεται σε ατμόσφαιρα υψηλής θερμοκρασίας και θα πρέπει να απομακρυνθεί γρήγορα.»
Το 80% από τον πυθμένα. «Γι' αυτό, μόλις πέσει στον πυθμένα του θαλάμου, το 80% συλλέγεται με τη βαρύτητα, μηχανικά ή με ρεύμα αέρα.» Η έξοδος είναι στο κάτω μέρος και η συλλογή γίνεται «με πολλούς τρόπους, όπως μεταφορά σε κινούμενο δάπεδο, μηχανικό συλλογέα, ρεύμα αέρος κ.λπ.».
Το υπόλοιπο — οι κυκλώνες. «Οι πολύ μικροί κόκκοι σκόνης, οι οποίοι δεν καθιζάνουν, συμπαρασύρονται από το θερμό αέρα που βγαίνει από το θάλαμο. Ο αποχωρισμός της σκόνης αυτής άλλοτε γινόταν με φίλτρα υφάσματος, τώρα γίνεται με τη χρήση κυκλώνων.»
Πώς δουλεύει ο κυκλώνας. «Ο αέρας με υψηλή ταχύτητα εισέρχεται σε κύλινδρο σχήματος κώνου (κυκλώνας), ο οποίος έχει διάμετρο κατά πολύ μεγαλύτερη της διαμέτρου του σωλήνα που καταλήγει σ' αυτόν. Έτσι η ταχύτητα του αέρα μέσα στον κυκλώνα ελαττώνεται και διευκολύνει την καθίζηση της σκόνης γάλακτος στον πυθμένα, απ' όπου συλλέγεται» (Σχήμα 7.7).
Γιατί περισσότεροι από ένας. «Για τον πληρέστερο αποχωρισμό της σκόνης και για την αποφυγή μόλυνσης του περιβάλλοντος, χρησιμοποιούνται περισσότεροι κυκλώνες σε σειρά.»
Και μετά — άμεση ψύξη. Η σκόνη «όχι μόνο πρέπει να συλλέγεται αμέσως από το θάλαμο ξήρανσης για την αποφυγή ενδεχόμενης θερμικής αλλοίωσης, αλλά πρέπει και να ψυχθεί γρήγορα, για να προληφθεί η συγκόλληση και συσσωμάτωσή της» — με κοχλία μέσω υδρόψυκτου αγωγού ή με επαφή με ψυχρό αέρα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η σκόνη πρέπει να απομακρύνεται γρήγορα, γιατί μέσα στον θάλαμο βρίσκεται σε ατμόσφαιρα υψηλής θερμοκρασίας. Το 80% πέφτει στον πυθμένα και συλλέγεται με τη βαρύτητα, μηχανικά ή με ρεύμα αέρα (κινούμενο δάπεδο, μηχανικός συλλογέας). Οι πολύ μικροί κόκκοι που δεν καθιζάνουν συμπαρασύρονται από τον θερμό αέρα του απαγωγού και αποχωρίζονται με κυκλώνες (παλιότερα με φίλτρα υφάσματος): ο αέρας μπαίνει με υψηλή ταχύτητα σε κώνο πολύ μεγαλύτερης διαμέτρου από τον σωλήνα, η ταχύτητά του πέφτει και η σκόνη καθιζάνει στον πυθμένα. Χρησιμοποιούνται πολλοί κυκλώνες σε σειρά, για πληρέστερο αποχωρισμό και αποφυγή μόλυνσης του περιβάλλοντος.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Δύο διαφορετικά ρεύματα σκόνης: το 80% που καθιζάνει και το υπόλοιπο που φεύγει με τον αέρα.
Ο κυκλώνας δουλεύει με πτώση της ταχύτητας λόγω μεγαλύτερης διαμέτρου, όχι με φιλτράρισμα.

Η σκόνη γάλακτος στιγμιαίας διαλυτότητας

Ερώτηση: Ποια είναι η μέθοδος παρασκευής γάλακτος στιγμιαίας διαλυτότητας;

Απάντηση:

Τι είναι. «Η σκόνη αυτή κατά την ανασύστασή της έχει γρήγορη και πλήρη διαλυτότητα. Η ιδιότητα αυτή είναι πιο έντονη στην άπαχη σκόνη γάλακτος παρά στην πλήρη, διότι το λίπος είναι υδρόφοβο και μειώνει τη διαβρεκτικότητα της σκόνης.»
1) Ύγρανση. «Ύγρανση της σκόνης γάλακτος μέχρι υγρασία 15%.» Η σκόνη δηλαδή ξαναβρέχεται ελεγχόμενα, από το 3-5% στο 15%.
2) Συσσωμάτωση. «Συσσωμάτωση των κόκκων της σκόνης με ήπια ανάδευση και συγκόλλησή τους λόγω αυξημένης υγρασίας.» Οι κόκκοι ενώνονται σε πορώδη συσσωματώματα, μέσα στα οποία το νερό μπαίνει εύκολα.
3) Επαναξήρανση. «Επαναξήρανση των συσσωματωμάτων με θερμό αέρα.»
4) Ψύξη και κοσκίνισμα. «Ψύξη και κοσκίνισμα για αποφυγή των μεγάλων κόκκων καθώς και των πολύ μικρών, στους οποίους γίνεται εκ νέου επεξεργασία.»
Το αποτέλεσμα. «Η διαδικασία που περιγράφτηκε δίνει σκόνη γάλακτος που διαλύεται στη στιγμή, γι' αυτό και λέγεται σκόνη γάλακτος στιγμιαίας διαλυτότητας (instant milk powder).»
Οι παράγοντες επιτυχίας. «Η ομοιομορφία των κόκκων της σκόνης (προτιμάται να έχουν διάμετρο 25-50 μ), η χαμηλή περιεκτικότητα σε λίπος, η εφαρμογή χαμηλών θερμοκρασιών και ο επαρκής έλεγχος της κάθε φάσης … και κυρίως της ομοιόμορφης ύγρανσης των τεμαχιδίων της σκόνης, της συσσωμάτωσης και της επαναξήρανσής τους.»
Η ποιότητα που επιτυγχάνεται: η σκόνη στιγμιαίας διάλυσης «έχει την πιο γρήγορη διαβροχή» και διαλυτότητα μέχρι 98% (§7.2.3).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η μέθοδος έχει τέσσερις φάσεις: 1) ύγρανση της κοινής σκόνης γάλακτος μέχρι υγρασία 15% · 2) συσσωμάτωση των κόκκων με ήπια ανάδευση και συγκόλλησή τους λόγω της αυξημένης υγρασίας · 3) επαναξήρανση των συσσωματωμάτων με θερμό αέρα · 4) ψύξη και κοσκίνισμα, για να αποφευχθούν οι μεγάλοι και οι πολύ μικροί κόκκοι, στους οποίους γίνεται εκ νέου επεξεργασία. Το προϊόν διαλύεται στη στιγμή (instant milk powder). Η επιτυχία εξαρτάται από την ομοιομορφία των κόκκων (25-50 μ), τη χαμηλή περιεκτικότητα σε λίπος, τις χαμηλές θερμοκρασίες και τον έλεγχο κάθε φάσης. Η ιδιότητα είναι εντονότερη στην άπαχη σκόνη, γιατί το λίπος είναι υδρόφοβο και μειώνει τη διαβρεκτικότητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Το κλειδί είναι η συσσωμάτωση: οι μεγαλύτεροι, πορώδεις κόκκοι βρέχονται πολύ ευκολότερα από τους λεπτούς.
Η σκόνη ξαναβρέχεται σκόπιμα στο 15% και μετά ξαναξηραίνεται — μην παραλείψεις καμία από τις τέσσερις φάσεις.

Τα χαρακτηριστικά ποιότητας της σκόνης γάλακτος

Ερώτηση: Ποια είναι τα κύρια επιθυμητά χαρακτηριστικά ποιότητας της σκόνης γάλακτος;

Απάντηση:

Οργανοληπτικά (§7.2.3). Εμφάνιση: «Η σκόνη γάλακτος πρέπει να αποτελείται από λεπτούς κόκκους, ομοιόμορφους, χωρίς συσσωματώματα.» Χρώμα: «Λευκό έως υπόλευκο.» Οσμή και γεύση: «Ευχάριστη γεύση φρέσκου γάλακτος, χωρίς οσμή βρασμένου.»
Φαινομενική πυκνότητα. «Είναι το βάρος που έχει 1 cm3 σκόνης γάλακτος. Όσο πιο μικρό είναι το βάρος αυτό, τόσο περισσότερους διάκενους χώρους έχει … κι αυτό επιτρέπει καλύτερα την είσοδο νερού σ' αυτά τα διάκενα, πράγμα που διευκολύνει τη διαλυτότητα. Επιθυμητή φαινομενική πυκνότητα είναι 0.3 g/cm3.»
Ικανότητα διαβροχής. «Είναι η ταχύτητα με την οποία το νερό μπαίνει ανάμεσα στα διάκενα της σκόνης, για να επιφέρει τη διάλυσή της. Η σκόνη στιγμιαίας διάλυσης έχει την πιο γρήγορη διαβροχή.»
Διαλυτότητα. «Εκφράζεται ως το εκατοστιαίο ποσοστό της σκόνης που διαλύεται πλήρως κατά την ανασύσταση 100 g σκόνης γάλακτος. Στην πράξη προσδιορίζεται το αδιάλυτο μέρος (ίζημα). Η σκόνη στιγμιαίας διάλυσης έχει διαλυτότητα μέχρι 98%.»
Υγρασία, λίπος, οξύτητα. «Η υγρασία πρέπει να είναι <5%, το λίπος όσο προβλέπεται από το είδος της σκόνης σύμφωνα με τον πίνακα 7.1 και η οξύτητα να είναι η φυσιολογική του νωπού γάλακτος.»
Μικροβιολογικά όρια. Παθογόνα: «απαιτείται απουσία τους σε 25 g». ΟΜΧ: «<50.000/ml, αλλά από 5 δείγματα επιτρέπεται 2 να έχουν μέχρι 100.000/ml». Κολοβακτηριοειδή: «πρακτικά να μην υπάρχουν (από 5 δείγματα επιτρέπεται 2 να έχουν μέχρι 5/ml)».

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οργανοληπτικά: λεπτοί, ομοιόμορφοι κόκκοι χωρίς συσσωματώματα, χρώμα λευκό έως υπόλευκο, ευχάριστη γεύση φρέσκου γάλακτος χωρίς οσμή βρασμένου. Φυσικοχημικά: φαινομενική πυκνότητα 0.3 g/cm3 (όσο μικρότερη, τόσο περισσότερα διάκενα και καλύτερη διαλυτότητα), γρήγορη ικανότητα διαβροχής, υψηλή διαλυτότητα (η στιγμιαίας διάλυσης φτάνει μέχρι 98%), υγρασία <5%, λίπος κατά τον Πίνακα 7.1 και οξύτητα φυσιολογική του νωπού γάλακτος. Μικροβιολογικά: απουσία παθογόνων σε 25 g, ΟΜΧ <50.000/ml (2 στα 5 δείγματα μέχρι 100.000/ml) και κολοβακτηριοειδή πρακτικά ανύπαρκτα (2 στα 5 δείγματα μέχρι 5/ml).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Χώρισε την απάντηση σε οργανοληπτικά, φυσικοχημικά και μικροβιολογικά, όπως το βιβλίο.
Η χαμηλή φαινομενική πυκνότητα είναι επιθυμητή — σημαίνει περισσότερα διάκενα και άρα καλύτερη διαλυτότητα.

Προηγούμενο Στοιχείο

Επιστροφή στην Ενότητα

Επόμενο Στοιχείο