شیر و فرآورده های آن

پیشگفتار
بر اساس یافته محققان، زمان پیدایش کشاورزی در حدود 15-10 هزار سال قبل از میلاد مسیح بوده و شروع به نگهداری دام را از حدود 6000 سال قبل حدس می زنند. این دو رویداد نقاط عطفی را در تاریخ زندگی بشر پدید آورده که منشاء تحول در گسترش تمدن و پیدایش جوامع بزرگ بوده است.
همزمان با نگهداری دام استفاده از شیر آن برای مصارف خانوادگی مرسوم گردید و سپس با افزایش تولید شیر، مقداری از آن در بازارهای محلی بعنوان کالا مورد تبادل قرارمیگرفت.
تحول و نوآوری در صنعت دامپروری از حدود 2 قرن پیش ذکر گردیده است و از حدود 150 سال قبل، تولید صنعتی شیر به سبک تقریباً امروزی با ساختن ابزارهای فرآیند کننده مانند خامه گیر شروع شد که از آن پس تا کنون پیشرفت های بزرگی در عرصه فرآیند شیر پدید آمده است.
امروزه، تولید شیر و محصولات تهیه شده از آن، بعنوان ترکیبات غنی از پروتئین و مواد ضروری بدن، یکی از مهمترین فعالیت ها در زمینه صنایع غذایی محسوب می گردد، به گونه ای که در مواردی مصرف سرانه ( مقدار کل مصرف به تعداد جمعیت کشور در طول یک سال ) آن را در کشورهای جهان به عنوان شاخصه پیشرفت و توسعه منظورمیدارند.
وضعیت تولید شیر و فرآورده های آن در جهان
از اواخر نیمه اول اخیر، تولید صنعتی شیر در جهان، روند توسعه سریعی را دارا بوده است.
این پیشرفت در بردارنده بهبود روش های تولید شیر، با انتخاب نژادهای شیر وار مانند: " براون سوئیس " و دام های دو منظوره مانند: " هلشتاین " رو به گسترش نهاد که همراه با فن آوری جدید در فرآیندها، به شرایط مطلوبی دست یافته است.
امروزه فن آروی به کار رفته در یک کارخانه مدرن شیر را می توان به یک پالایشگاه بسیار بزرگ تشبیه نمود که از مواد اولیه، محصولات متفاوتی را فرآیند و تولید می نماید. تنوع محصولات مختلف لبنی را حدود 500 نوع ذکر کرده اند.

مقدمه
معمولاً، گاو را بعنوان اصلی ترین دام تولید کننده شیر در جهان می شناسند. گرچه ممکن است در بعضی نقاط دیگر جهان، دام های دیگری بعنوان دام شیرده در اولویت قرار داشته باشند که از جمله آن می توان به گاومیش، بز، گوسفند و شتر اشاره نمود.
طبق گزارش ( FAO ) تولید شیر گاو در سال 1996 مقدار 8/86 درصد کل تولید شیر جهان را تشکیل می داده که در مقایسه با سال 1991 ( مقدار تولید 2/88 درصد )، مقداری کاهش را نشان می دهد. ولی شیر گاومیش سهم خود را در کل تولید شیر جهان از مقدار 2/8 درصد در سال 1991 به مقدار 7/9 درصد در سال 1996 بهبود بخشیده است.
علت این امر را موفقیت هند و مصر و چین در بالا بردن تولید شیر دانسته اند، حدود 50 درصد تولیدات شیر این کشورها از گاومیش تامین می گردد. سهم تولید شیر بز و گوسفند در کل تولید شیر جهان رشدی را در چند سال اخیر نشان نداده و در سطح ثابتی باقی مانده است. روند کاهش تولید شیر گاو را از مقدار 473 میلیون تن در سال 1990 به مقدار 466 میلیون تن در سال 1996 به افت تولید و وضعیت اقتصادی کشورهای مشترک المنافع ( شوروی سابق ) و اروپای شرقی نسبت می دهند.
در همین زمان پیشرفت بزرگی در تولید شیر گاو در آسیا مخصوصاً در هند و چین دیده می شود. در این کشورها با وجود راندمان پایین تولید به ازای هر راس گاو
( گاهی تا 100 کیلوگرم در سال برای هر گاو ) با استفاده از ترویج و یکپارچگی ملی و تعداد بالای دام بیشتر از 100 میلیون راس گاو و گاومیش – از حداکثر پتانسیل موجود در ارتقاء تولید شیر بهره جسته و موفقیت های قابل توجهی حاصل گردیده است.
تولید شیر در آمریکای لاتین در سالهای اخیر از رشد چشمگیری برخوردار بوده و در اقیانوسیه رشدی در این زمینه گزارش نشده.
تولید شیر گاومیش جهان در سال 1996 در حدود 9/51 میلیون تن تخمین زده می شود، در مقایسه با سال 1991 مقدار 8/7 میلیون تن افزایش یافته است. دو سوم کل تولید شیر گاومیش را هند برعهده دارد. راندمان تولید شیر گاومیش هندی از گاوهای هندی بالاتر است. نصف تولید شیر در هند به گاومیش تعلق دارد.
تولید شیر گاومیش در پاکستان و هند روی هم 90 درصد تولید این ماده در دنیا را در بردارد. بقیه آن در کشورهایی نظیر : چین، مصر، ایتالیا تولید می گردد.
شیر گوسفند
بیشتر از نصف تولید شیر گوسفند و بز جهان در آسیا و هند و چین و پاکستان انجام می پذیرد، اما کاربرد صنعتی آن اساساً در اروپای جنوبی رواج دارد. در یونان تولید شیر گوسفند از شیر گاو مهمتر می باشد. در قاره آمریکا مقدار کمی بوسیله مکزیک و برزیل تولید می گردد. شیر تولیدی از دیگر دامها در جهان، فقط 2/0 درصد کل تولید را شامل می شود. شیر شتر با 2/1 میلیون تن دو سوم تولید شیر را در سومالی تشکیل می دهد.

عملیات صنعتی در فرآیند شیر
تقریباً حدود 58 درصد کل تولید شیر جهان در مقیاس صنعتی تحت فرآیند قرار می گیرد. مقدار تحویل شیر به کارخانجات در نقاط مختلف دنیا بسیار متفاوت می باشد. در اروپای غربی، آمریکا و ژاپن بین 98 – 90 درصد و در بعضی از کشورهای آسیایی این مقدار 25-10 درصد را شامل می شود. در ایران این مقدار در محدوده 30- 25 درصد قرار دارد.
اهداف اصلی از فرآوری شیر، علاوه بر تولید و دسترس قرار دادن محصول بهداشتی برای مصرف کننده، تولید فرآورده هایی نظیر: کره، پنیر، پودر شیرخشک و … برای تبادلات تجاری کل تولید کره جهان در سال 1996 حدود09/4 میلیون تن بوده که در مقایسه با تولید سال 1991 حدود یک میلیون تن را کاهش را نشان می دهد.
بر عکس تولید کره، تولید پنیر در جهان افزایش یافته است و در مقایسه تولید در سال 1991 به مقدار 84/10 میلیون تن و در سال 1996 تا 17/12 میلیون تن افزایش یافته است.

دیدگاه تجاری لبنیات در جهان
تجارات محصولات لبنی، یکی از فعالیتهای سودمند جهان محسوب می گردد. و تجارت جهانی کره از سال 1991 افزایشی مشاهده نشده که علت آنرا اختلال در بازار مصرف کشورهای مشترک المنافع ( پانزده جمهوری مستقل ) پس از فروپاشی شوروی سابق می دانند، اما در همین شرایط تجارت جهانی پنیر رشد داشته است.
قیمت جهانی کره از سال 1991 افزایش یافته ولی در سال 1994 کاهش شدیدی را نشان داده که مجدداً در اواخر سال 1995 به بالترین حد خود رسیده و ثابت مانده است. این وضعیت برای شیر خشک نیز برقرار بوده است.
تولید شیر در ایران
قاره آسیا به واسطه شرایط اقلیمی خود بیشتر محل پرورش دامهایی چون گوسفند وبز بوده و جالب اینکه در بررسی ها باستان شناسی مشخص گردیده که از میان دامهایی اهلی گوسفند و بز جزء اولین حیواناتی بوده اند که توسط انسان اهلی شده و مورد بهره برداری گوشتی و لبنی قرار گرفته اند. همچنین این تحقیقات نشان داده که خواستگاه بسیاری از محصولات و فرآورده های لبنی، آسیا و خصوصاً در فلات تبت، ایران و مغولستان بوده است.
اولین نژاد دامهای شیری در زمان جنگ جهانی دوم در سال 1319 (ه.ش) از فرانسه خریداری و تحویل موسسه حیدرآباد گردیدو حدود 10 سال بعد برای احداث اولین دامداریهای صنعتی اقداماتی انجام شد. در جدول ذیل تعداد راس دامهای شیری کشور در سال 1374 (ه.ش) نشان داده شده است. در سال 1333 (ه.ش) طرح تاسیس کارخانه شیر تهران با همکاری موسسه یونیسف آماده گردید و در سال 1336 (ه.ش) این کارخانه با ظرفیت 45 تن در روز آماده بهره برداری شد در سالهای 1339 تا 1341 (ه.ش) 3 واحد دیگر در تبریز، رشت و آبادان تاسیس گردید و در سالهای 1342 – 1346
(ه.ش) شش واحد دیگر در شهرهای اصفهان، شیراز، مشهد، ساری، اهواز و کرمانشاه راه اندازی شد. در دیماه 1347 (ه.ش) بر اساس مصوبه مجلس وقت شرکت سهامی صنایع شیر ایران تشکیل گردید. هم اکنون این شرکت با زیر پوشش داشتن 14 کارخانه در شهرهای مختلف مهمترین تشکیلات تولید کننده و فرآوری شیر در ایران می باشد.

دام شیرده
تعداد دام به راس
تولید شیر به لیتر
تولید شیر به درصد
گاو بومی
6783000
1661800000
6/36
گاو اصیل
625000
1250000000
53/27
گاو دو رگ
931000
694800000
03/15
جمع
8339000
3606600000
16/79
گاومیش
447000
156400000
44/3
بز
25757000
381200000
4/8
میش
50889000
395800000
72/8
جمع کل

4540000000
100

ماخذ وزارت جهاد سال 1995
سهم تولید شیر گاو

بر اساس آخرین آمارها ( 1375 ه.ش ) در ایران سالیانه حدود 5/5 میلیون تن شیر تولید می گردد. از این مقدار حدود 3 میلیون تن بصورت خود مصرفی و در خارج از چرخه تولید صنعتی قرار دارد. حدود 6/2 میلیون تن در چرخه تولیدات صنعتی قرار می گیرد. در جدول زیر سهم واحدهای تولید کننده صنعتی شیر نشان داده شده است.
واحدهای تولیدکننده
مقدار تولید
صنایع تبدیلی دولتی
1 میلیون تن
صنایع تبدیلی بخش خصوصی
3/1 میلیون تن
صنایع روستایی
3/0 میلیون تن

شرکت سهامی شیر ایران با 14 کارخانه و بخش خصوصی با46کارخانه و کارگاه های لبنیاتی با 333 واحد کار تبدیل فرآورده های شیر را به انجام می رسانند.
در جدول ذیل داده ای IDF درباره تولیدات لبنی ایران نشان داده شده است.

فصل دوم
صنعت شیر

نوع فرآورده
مقدار تولید به هزار تن
سال
1994
1995
1996
محصولات لبنی از شیر گاو
3428
3063
3277
محصولات لبنی از دیگر حیوانات شیرده
1020
982
1085
تولید صنعتی

شیر

1300
کره خوراکی

3/3
4/5
روغن کره
104
112
119
پنیر
207
216
220
واردات

کره

10
5
پنیر
20
30
10

بررسی نشان داده است که زمینه های مساعدی برای رشد و توسعه صنعت شیر در ایران وجود دارد، اما این امر مستلزم سرمایه گذاری در تولید، سرمایه گذاری در دریافت و بهبود کیفیت شیر همراه با توسعه در زمینه ترویج تولید شیر، توسعه دامپروری صنعتی و غیره می باشد.
واردات عمده فرآورده های لبنی ایران شامل: کره، پنیر، شیرخشک و بعضی محصولات جانبی لبنی نظیر پودر پنیر، کازئین می باشد. در حال حاضر با افزایش ظرفیت تولید واحدهای تولید کننده پنیر و افزودن خطوط تولید صنعتی، کشور از واردات این محصول بی نیاز شده است.
لزا می توان اذعان داشت با سیاست گذاری صحیح در زمینه های توسعه و رشد دامپروری های صنعتی و نیمه صنعتی، بهبود سیستمهای جمع آوری شیر، ایجاد سیستمهای پیشرفته تولید در کارخانه های شیر می توان در طی سالهای آینده بطور کامل کشور را از واردات کلی فرآورده های لبنی بی نیاز ساخت. انشاالله.
مقدمه ای بر تولید شیر
تهیه شیر از دام در حدود 6000 سال قبل، بوسیله انسان شروع شده است. حیوانات شیرده امروزی، انواع تکامل یافته اجداد وحشی خود می باشند که در طی هزاران سال، در پستی و بلندیهای دشتها، بطور طبیعی زندگی می کردند.
نگهداری دام برای بهره وری از شیر و گوسفند آن، منشاء تحول عظیمی در تاریخ زندگی بشر بوده است. به طور طبیعی برای این کار حیوانات چند منظوره انتخاب شده اند. بدین معنی که بتوانند علاوه بر تهیه شیر، دیگر نیازمندیهای انسان مانند: گوشت و تهیه لباس و استفاده از قدرت کار آنها و تیه فرآورده های دیگر حیوانی را نیز برآورده سازند. مشخصه مهم این انتخاب، گیاهخواری دام بوده است زیرا آنها در مقایسه با حیوانات گوشتخوار خطر کمتری ار داشتند و نیز از نظر نوع تغذیه، در رقابت با مواد غذایی مصرفی انسانها نبوده و نمی توانستند از گیاهانی که به طور معمول مورد استفاده انسان قرار
نمی گرفت، مصرف کرده و تولید شیر و گوشت نمایند. حیوانات گیاهخوار، جملگی بجز مادیان و الاغ جزء نشخوار کنندگان می باشند. این ویژگی باعث می شود که آنها بتوانند در زمان کوتاه به سرعت تعلیف شده و سپس در زمان استراحت، مجدداً غذا را به دهان آورده و نشخوار نمایند.

تابلو 1-1 مقایسه ترکیبات شیر چند پستاندار

نوع پستاندار
پروتئین کل
کازئین
پروتئین سرمی
چربی
قند
خاکستر

%
%
%
%
%
%
انسان
2/1
5/0
7/0
8/3
7
2/0
اسب
2/2
3/1
9/0
7/0
2/6
5/0
گاو
5/3
8/2
7/0
7/3
8/4
7/0
گاومیش
4
5/3
5/0
5/7
8/4
7/0
بز
6/3
7/2
9/0
1/4
7/4
8/0
گوسفند
8/5
9/4
9/0
9/7
5/4
8/0

شیر گاو
شیر، تنها غذای نوزاد پستانداران، در ابتدای دوره زندگی می باشد و در آن مواد لازم برای تامین انرژی و رشد جانور وجود دارد. همچنین شیر حاوی مقداری مواد پادتن
( Antibody ) برای حفاظت حیوان شیرخوار در مقابل بیماریها است. یک گوساله برای رشد خود به حدود 1000 لیتر شیر نیاز دارد و این رقم برابر مقدار شیری است که گاو در هر دوره شیردهی، برای تغذیه گوساله تولید می نماید. از زمانی که انسان، گاو را برای مقاصد خود به خدمت در آورد، تغییرهای زیادی در آن ایجاد شده است. اصلاح نژاد، منجر به تولید شیر بیش از 6000 لیتر در هر دوره شیردهی گردیده است. این مقدار شیر شش برابر تولید شیر اجداد اولیه گاو می باشد. حتی بعضی از این دام های اصلاح شده، می توانند بیش تر از 14000 لیتر شیر در هر دوره شیردهی تولید نمایند.
قبل از این که گاو برای تولید شیر مورد استفاده قرار گیرد، باید از نظر فیزیولوژیکی به شرایط مناسب رسیده باشد. بلوغ جنسی در گوساله ماده در سن 8/7 ماهگی رخ می دهد. اما باید اولین باروری در سنین 18-15 ماهگی انجام پذیرد. زمان باروری گاو 300-265 روز است و این محدوده زمانی بر اساس نژاد گاو متغیر می باشد. تقریباً در سنین 2 تا 5/2 سالگی اولین زایش گاو امکان پذیر است.

پاکیزگی و بهداشت
آلودگی های باکتریایی به طور عمده از طریق لوازم به کار گرفته در ضمن تولید، وارد شیر می گردند و به بیانی تمامی سطوح در تماس با شیر، می توانند منشاء بروز آلودگی ها باشند. بنابراین پاکیزگی و رعایت بهداشت در استفاده از این لوازم بسیار با اهمیت می باشد. وقتی شیر دوشی، دستی انجام می شود، تمام اسباب و لوازم مورد استفاده باید به طور دستی با مواد شوینده ( Detergents) و برس، تمیز گردند.
ماشین های شیردوش اغلب مجهز به سیستم گردشی تمیز کننده
( Circulation cleaning systems ) هستند که همراه با آموزش و به کارگیری مواد تمیز کننده ویژه، ارائه می گردند.
تناوب تحویل شیر
معمولاً ، شیر دو بار در روز ( صبح و عصر ) از دامداری به کارخانه تحویل
می گردد. اما احتمال دارد به علت هایی نظیر: کمی مقدار حجم شیر تولیدی و یا بعد مسافت و یا … ، زمان نگهداری شیر در مزرعه افزایش یافته و متعاقباً تناوب تحویل کاهش یابد. در حال حاضر، جمع آوری روزانه، عمومی تر بوده و تناوب های 4-3 روزه هنوز جا نیفتاده است. ترجیحاً، شیر باید در یک سیستم بسته با حداقل احتمال آلودگی جا به جا گردد. شیر باید پس از خارج شدن از پستان دام به سرعت تا دمای 4 درجه سانتیگراد خنک شده و تا هنگام انجام فرآیندهای لازم در این دما نگهداری گردد. تمامی وسیله ها و لوازمی که با شیر در تماس می باشند، باید مرتباً تمیز و ضدعفونی گردند. مشکل در کیفیت شیر زمانی بروز می نماید که زمان جمع آوری آن بسیار طولانی شود. انواعی از میکروارگانیزم های سرمادوست ( Psychrotrophic) که عموماً در خاک و آب یافت می شوند، می توانند در دمای پایین تر از 7 درجه ساتیگراد رشد و تکثیر نمایند. بنابراین این نکته بسیار مهم می باشد که آب مصرفی برای تمیز کردن ملزومات باید از نظر بیولوژیکی از کیفیت بالایی برخوردار باشد.

فصل سوم
شیمی شیر
ترکیبات عمده شیر را آب، چربی، پروتئین ها، لاکتوز ( قند شیر ) و مواد معدنی
( نمک ها ) تشکیل می دهند. شیر همچنین حاوی مقدار جزئی از مواد دیگر مثل : رنگدانه ها، آنزیم ها، ویتامین ها، فسفولیپیدها ( موادی شبیه به چربی ) و گازها می باشد.
وقتی آب و گازها را از شیر حذف نماییم به آنچه که باقی می ماند " ماده خشک " ( Dry matter [ DM ]) یا مواد جامد تام ( Total Solids) اطلاق می گردد. شیر یک ماده بسیار پیچیده می باشد. شرح و توضیح ترکیبات گوناگون شیر و اینکه هر کدام چه تغییرهایی را در اثر مراحل مختلف بهبودسازی ( Treament) متحمل می گردند، لزوم بازنگری به بعضی از مباحث مبانی شیمی ( Terminology ) را ایجاب می نماید. در این فصل، شیمی شیر با یادآوری مختصری از مفاهیم شیمی همراه خواهد بود.
برخی مفاهیم شیمی پایه
اتم ها
اتم ( Atom ) کوچک ترین واحد ساختمانی ماده، در طبیعت بوده و به طریقه شیمیایی قابلیت تقسیم شدن به واحد کوچک تر از خود را دارا نمی باشد. ماده ای که از یک نوع اتم ساخته شده باشد را عنصر ( Element) می نامند. امروزه بیش تر از صد نوع عنصر شناخته شده است.
به طور مثال می توان از عناصری مانند: اکسیژن، کربن، هیدروژن و آهن نام برد. اکثر مواد در طبیعت، از ترکیب چند عنصر مختلف ساخته شده اند. به طور مثال هوا از ترکیب اکسیژن، نیتروژن، دی اکسید کربن و مقداری گازهای دیگر ساخته شده است. آب نیز از نظر شیمیایی ترکیبی از عناصر هیدروژن و اکسیژن می باشد.
هسته اتم ها از دو ذره دیگر به نام های پروتون و نوترون تشکیل شده است شکل (1-2). پروتون حاوی بار مثبت بوده و نوترون از نظر بار الکتریکی خنثی می باشد. لاکترون ها با ساختمان اوربیتالی، دارای بار منفی و برابر با بارهای مثبت پروتون هسته، می باشند. تعداد پروتون ها و الکترونها و در نتیجه تعداد بارهای مثبت و منفی، در هر اتم با هم برابر می باشند، با این فرض، اتم ها از نظر بار الکتریکی خنثی هستند. اتم ذره بسیار ریزی می باشد، شکل (2-2). به طور مثال یک سکه کوچک مسی، بیش تر از صد میلیون، میلیون اتم دارد، با این وجود، اتم ها دارای فضای خالی زیادی بین خود
می باشند به طوری که اگر ما قطر هسته یک اتم را، 1 فرض نماییم، قطر کل اتم حدود 10000 خواهد بود.

یون ها
در واکنش شیمیایی، اتم ممکن است، الکترون از دست داده و یا الکترون به دست آورد. در چنین وضعیتی اتم از حالت خنثی خارج شده و به آن یون ( ION )- اتم باردار- گفته می شود. دراین حالت اگر تعداد الکترون ها از تعداد پروتون ها در یون بیشتر باشد، یون دارای بار منفی خواهد بود. اما اگر اتم یک یا چند الکترون از دست داده باشد، دارای بار الکتریکی مثبت خواهد شد.
معمولاً یون های با بار مثبت و منفی با هم حضور دارند، مثلاً در یک محلول کاتیون ها
( یون های بار مثبت ) و آنیون ها ( یون های بار منفی ) به صورت برابر و در کنار هم قرار می گیرند و در شکل جامد به شکل نمک می باشند. نمک معمولی حاوی یون های سدیم
( Na) و کلر ( Cl ) با فرمول شیمیایی ( NaCl ) بوده و کلرید سدیم نامیده می شود.

اسیدیته
وقتی که یک اسید ( به طور مثال اسید کلریدریک HCL) با آب مخلوط شود، باعث رها شدن یون های هیدروژن ( پروتون ) با بار الکتریکی مثبت ( H+ ) می گردد. آنها به سرعت به مولکول آب پیوسته و یون هیدرونیوم ( H3O+) را تولید می نمایند.
زمانی که یک " باز " ( یک اکسید فلزی یا هیدروکسید ) به آب اضافه می شود، تولید یک محلول " بازی " ( Basic) یا قلیایی ( Alkaline) را می نماید. با احلال " باز " در آب یون هیدرواکسید ( OH-) در آن رها می گردد.
* محلولی که حاوی تعداد مساوی از یون های هیدرواکسید و هیدرونیوم باشد. خنثی است، شکل ( 8-2 ) .
* محلولی که حاوی مقدار بیش تری از یون هیدرواکسید، در مقایسه با تعداد یون هیدرونیوم باشد، قلیایی است، شکل ( 9-2 ).
* محلولی که حاوی مقدار بیش تری از یون هیدرونیوم، در مقایسه با تعداد یون هیدرواکسید باشد، اسیدی است، شکل ( 10-2 ).
ترکیبات شیر گاو
مقادیر اجزاء اصلی شیر گاو، به طور شایان توجهی، در بین نژادهای مختلف و حتی در بین افراد یک نژاد، متغیر می باشد. بنابراین محدوده ای از اختلاف، بین مقادیر، می تواند پایه اندازه گیری قار گیرد. اعداد تابلو ( 3-2 ) نمونه ای از این داده ها را نشان می دهد.
مواد جامد تام ( Total solids) و مواد جامد بدون چربی – [SNF] Solids non fat – برای بیان پاره ای از ترکیبات شیر به کار برده می شوند. SNFهمان مواد جامد تام
بدون چربی می باشد. این بدان معنی است که مثلاً در جدول 3-2 مواد جامد بدون چربی مساوی است با :
( 1/9 = 9/3 – 13 )
PH شیر گاو، به طور طبیعی بین 7/6- 5/6 قرار دارد و به طور عمومی 6/6 بیان
می گردد. این مقدار در حرارت 25 درجه سانتیگراد، محاسبه شده است.

چربی شیر
شیر و خامه نمونه هایی از امولسیون چربی در آب ( یا روغن در آب ) می باشند. چربی شیر، به صورت گویچه های کوچک یا قطرات ریز در سرم شیر منتشر می باشد، شکل ( 15-2 ). قطر آنها از 1/0 تا 20 میکرومتر ( µm) نوسان دارد
( 1µm=0.001mm).
اندازه متوسط آنها 4-3 میکرومتر است و حدود پانزده بیلیون عدد گویچه در هر میلی لیتر از شیر وجود دارد. امولسیون به وسیله غشاء نازکی با ضخامت 10-5 نانومتر ( nm)
( 10-9m = نانومتر ) که گویچه را محاط کرده، برقرار می گردد. این غشاء ساختمان بسیار پیچیده ای دارد.

تابلو 3-2 مقادیر ترکیبات شیر
اجزاء اصلی
محدوده تغییرها
مقدار متوسط
آب
5/89 – 5/85
5/87
جامد تام
5/14 – 5/10
13
چربی
6 – 5/2
9/3
پروتئین
5 – 9/2
4/3
لاکتوز
5/5 – 6/3
8/4
مواد معدنی
9/0 – 6/0
8/0

چربی شیر حاوی " تری گلیسریدها " ( Triglycerides) ( ترکیب غالب در چربی )، " دی و مونوگلیسرید "، اسیدهای چرب ( Fatty acids ) ، " کارتنوئید "
( Carotenoids ) ( رنگ زرد چربی )، ویتامین های ( K ،E ، D ، A ) و مقداری عناصر کمیاب ( Trace elements) می باشد. یک گویچه چربی در شکل ( 17-2 ) نشان داده شده است.
غشاء گویچه حاوی فسفولیپیدها ( Phospholipids )، لیپو پروتئینها
(Lipoproteins )، سربروزیدها ( Cerebrosodes )، پروتئین، اسیدهای نوکلئیک
( Nucleic acids)، آنزیم ها ( Enzymes)، عناصر کمیاب ( فلزی ) و آب پیوند شده، می باشد. باید توجه داشت که ترکیبات و ضخامت غشاء ثابت نبوده زیرا مرتباً، ترکیبات آن با سرم شیر محاط کننده در حال تبادل می باشند.
با وجودی که گویچه چربی بزرگ ترین ذره داخل شیر است، اما سبک ترین ذره نیز می باشد ( دانسیته در 0.93g / cm3 = 15.50C ). اگر یک ظرف شیر، برای مدتی به حال خود رها شود، چربی به سوی سطح شیر حرکت می کند، شکل ( 16-2 ).
سرعت بالا آمدن گویچه چربی با قانون استوک ( Stokes law) محاسبه
می گردد، ولی ذرات کوچک گویچه چربی، با فرآیند کندی، لایه ای از خامه را در سطح شیر ایجاد می نمایند. خامه بستن، می تواند با به هم چسبیدن گویچه های چربی، تحت نفوذ یک پروتئین به نام آگلوتنین ( Agglutinin) تسریع گردد. این اجتماع حاصل از چسبیدن گویچه های چربی سریعتر از گویچه های منفرد، به سطح تمایل می یابند و سرشیر سریع تر تشکیل می گردد. این توده ها در اثر حرارت و عملیات مکانیکی، سریع تر شکسته می گردند. پروتئین آگلوتنین، در ترکیبی از حرارت و زمان ( 65 درجه سانتیگراد بمدت 10 دقیقه یا در 75 درجه سانتیگراد بمدت 2 دقیقه ) دناتوره
( Denaturat ) می گردد.

ساختمان شیمیایی چربی شیر
هنگامی که شیر از پستان دام با دمای 37 درجه سانتیگراد خارج می شود، چربی در داخل آن به صورت مایع می باشد. این بدان معنی است که گویچه چربی می تواند، به آسانی در اثر اعمال عملیات ملایم مکانیکی، بدون اینکه غشاء آن تخریب گردد، تغییر شکل دهد. ( به طور نمونه پمپ کردن و رانش در داخل لوله ها، از این دسته از عملیات ها می باشند ).
تمام چربی ها به گروهی از مواد شیمیایی به نام استرها ( Esters ) تعلق دارند. استرها ترکیباتی از " اسید الکل " می باشند. چربی شیر، مخلوطی از استرهای اسیدهای چرب بنام " تری گلیسرید " می باشد، آنها ترکیبی از گلیسرول و انواع اسیدهای چرب هستند. اسید چرب تقریباً 90 درصد چربی شیر را تشکیل می دهد. یک مولکول اسید چرب از یک زنجیره هیدروکربنی و گروه کربوکسیل متصل به آن فرمول
( RCOOH ) تشکیل شده است. در اسیدهای چرب اشباع اتم کربن به وسیله باندهای یگانه ( اتصال ساده ) به هم متصلند. در حالیکه، اسیدهای چرب غیراشباع یکی یا چند باند دوگانه در زنجیره هیدروکربنی خود دارند. هر مولکول گلیسرول ( Glycerol )
می تواند با سه مولکول اسید چرب پیوند ( Bind ) نماید و لازم نیست که هر سه اسید از یک نوع باشند. تعداد بسیار زیادی از انواع گلیسریدها در شیر یافت می شوند.
تابلو ( 4-2 )، فهرستی از مهم ترین اسیدهای چرب موجود در چربی تری گلیسرید شیر را نشان می دهد. مشخصه مهم چربی شیر در روش های آزمایشگاهی وجود مقادیر نسبتاً زیاد اسید بوتیریک ( Butyric ) و اسید کاپروئیک ( Caproic ) می باشد.

پروتئین شیر
پروتئین ها، قسمت مهمی از رژیم غذایی انسان را تشکیل می دهند. پروتئینی که به وسیله انسان خورده می شود، در سیستم گوارشی و کبد به ترکیبات ساده تری شکسته می شود. سپس این مواد کوچک تر، به سلولهای بدن تحویل شده و آنها این مواد را برای ساختن پروتئین های لازم بدن، به کار می برند.
اکثر واکنش های بزرگ و پیچیده شیمیایی بدن به وسیله یک دسته از پروتئین های فعال بنام آنزیم ها، کنترل و یا هدایت می شوند. پروتئین ها مولکول های غول آسای هستند که از واحدهای کوچک تری بنام اسیدآمینه( Amino acids ) ساخته شده اند،شکل( 23-2 )
یک مولکول پروتئینی شامل یک یا چند رشته از زنجیره به هم پیوسته اسیدهای آمینه
می باشد که بر اساس طرح ویژه ای ردیف شده اند. یک مولکول پروتئینی معمولاً حاوی تقریباً 200-100 اتصال اسید آمینه است. به هر حال مولکول های کوچک یا خیلی بزرگ حاوی اسید آمینه را به عنواهن مولکول پروتئینی می شناسند.

شیر یک محلول بافر است
شیر حاوی مقدار زیادی از موادی است که می توانند مانند یک اسید ضعیف یا یک " باز " ضعیف عمل نمایند. مانند: اسید لاکتیک، اسید سیتریک و اسید فسفریک و نمک های مربوطه مثل لاکتات ها، سیترات ها و فسفات ها. در شیمی به سیستم هایی که وقتی به آنها اسید یا باز اضافه گردد و آنها در یک محدوده معینی، قادر به مقابله در برابر تغییرهای مقدار PH باشند و PH را ثابت نگهدارند، سیستم های بافر ( Buffer )
می گویند. ( مثلاً خون یک محلول بافر است – مترجم ) این اثر را می توان به وسیله ویژگیهای کیفی پروتئین توضیح داد. وقتیکه شیر، اسیدی می شود. مقدار زیاد یون هیدروژن ( H+ ) به محلول اضافه می گردد. این یون ها، اغلب به گروههای آمینه، در کناره های زنجیره اسید آمینه ها، متصل شده و تشکیل یون ( NH3+ ) می دهند تا زمانی که مقدار اسید اضافه شده بسیار زیاد نباشد. این اثر به طور قابل ملاحظه ای از افزایش غلظت یون های هیدورژن آزاد در داخل شیر، جلوگیری بعمل می آورد. زمانی که یک" باز " به شیر اضافه می گردد، یون های هیدروژن (H+ ) در گروه COOH در کناره های زنجیره، آزاد شده و به شکل گروه COO- در می آیند و PH کم و بیش ثابت باقی می ماند.
اگر بدنبال آن مقدار " باز " بیش تری، اضافه شود، مقدار زیادی یون هیدروژن، برای مقابله با آن از طریق این سیستم، آزاد می گردد.اجزای دیگری نیز در شیر وجود دارند که توانایی مقابله با تغییرات PH را دارا هستند، آنها می توانند با اتصال یا آزادسازی یون ها، باعث تغییر بسیار بطئی مقدار PHگردند. تقریباً تمام ظرفیت " بافری " شیر برای مقابله با تغییرهای PHبا نگهداری شیر به مدت طولانی مصرف می گردد. در چنین حالتی اضافه شدن مقدار ناچیزی اسید می تواند مقدار PH را به طور وسیعی تغییر دهد.

آنزیم ها در شیر
آنزیم ها دسته ای از پروتئین ها می باشند که توسط موجودات زنده تولید
می گردند آنها می توانند واکنش های بیوشیمیایی را شروع و هدایت کرده و در سرعت واکنش ها نیز تاثیر گذارند، بدون اینکه خود مصرف شوند. بدین دلیل آنها را بعضی اوقات کاتالیزورهای حیاتی ( Biocatalysts ) هم می نامند. نحوه عمل آنزیم در شکل
( 36-2 )، نشان داده شده است. عمل آنزیم ها اختصاصی است، یعنی هر نوع آنزیم، فقط یک نوع واکنش را هدایت می کند. دو عامل موثر بر روی عملکرد آنزیم ها، دما و PH
می باشند. آنزیم ها بیش ترین فعالیت را در حرارت بین 50-25 درجه سانتیگراد دارا
می باشند. در اثر افزایش درجه حرارت فراتر از محدوده قابل قبول، فعالیت آنها کاهش
می یابد. فعالیت تمام آنها در محدوده 120-50 درجه سانتیگراد متوقف می شود. در این درجات آنزیم ها کم و بیش دناتوره می گردند. دمای غیرفعال شدن آنزیم ها متفاوت است و از این پدیده برای تعیین کارایی حرارتی پاستوریزاسیون شیر استفاده می گردد.
آنزیم ها برای خود یک محدوده مناسب PH، را نیز دارا می باشند. بعضی از آنان بهترین عملکرد، را در محلولهای اسیدی و بعضی در محیط های قلیایی دارا می باشند.
آنزیم های شیر، از طریق پستان گاو یا باکتری ها وارد شیر می گردند. آنزیم های وارد شده توسط پستان را آنزیم های اصلی ( Original enzymes ) و آنزیم های وارد شده توسط باکتری ها را در آنزیم های باکتریایی ( Bacterial enzymes ) می نامند.
تنوع و وفور آنزیم های باکتریایی در شیر به نوع و اندازه جمعیت های میکروبی موجود بستگی دارد. اندازه گیری چندین آنزیم در شیر برای بررسی کیفیت و کنترل عملیات انجام گرفته، رایج می باشد.
که از آن جمله می توان به مهمترین آنها مانند: پراکسیداز ( Peroxidse)، کاتالاز
( Catalase)، فسفاتاز ( Phosphatase ) و لیپاز ( Lipase ) اشاره نمود.

ویتامین ها در شیر
ویتامین ها، دسته ای از مواد آلی می باشند که با غلظت بسیار کم در گیاهان و جانوران وجود دارند. آنها برای انجام فرآیندهای طبیعی حیاتی، بسیار ضروری می باشند. ترکیبات شیمیایی ویتامین ها، معمولاً بسیار پیچیده است، اما امروزه، اغلب آنها شناخته شده اند. انواع ویتامین ها را با حروف بزرگ اول اسمشان می شناسند و گاهی اوقات بدنبال حروف بزرگ، شماره ای را نیز در گروه های مشترک ذکر می نمایند، مثل: B2 و B1 و A و غیره. شیر، حاوی مقدار زیادی از انواع ویتامین ها می باشد که از جمله می توان
D و C و B2 و B1 و A اشاره نمود. ویتامین های A و D محلول در چربی و بقیه محلول در آب هستند. تابلو ( 6-2 ) فهرستی از مقادیر مختلف ویتامین ها را در داخل یک لیتر شیر و مقدار ویتامینی که روزانه یک انسان بالغ به آن نیاز دارد نشان می دهد. این تابلو همچنین، مشخص می سازد که شیر منبع خوبی از انواع ویتامین ها می باشد. کمبود ویتامین ها،
می تواند بیماری های ناشی از فقدان آنها را در موجودات زنده ایجاد نماید، تابلو ( 7-2 )
تابلو 6-2 مقدار ویتامین ها در شیر و مقادیر مورد نیاز روزانه
ویتامین
مقدار در یک لیتر شیر، میلی گرم
نیاز روزانه بالغین، میلی گرم
A
2-2/0
2-1
B1
4/0
2-1
B2
7/1
4-2
C
20- 5
100-30
D
002/0
01/0

تابلو 7-2 کمبود ویتامین ها و بیماری های مرتبط با آنها
کمبود ویتامین A
شبکوری، کاهش مقاومت در مقابل عفونت ها
کمبود ویتامین B1
توقف رشد
کمبود ویتامین B2
کاهش اشتها، سوء هاضمه
کمبود ویتامین C
بیحالی، عفونت لثه، مستعد عفونت
کمبود ویتامین D
اختلالات استخوانی و اسکلتی

مواد معدنی و نمک ها در شیر
شیر، حاوی مقداری مواد معدنی می باشد که مجموع غلظت آنها، کم تر از یک درصد است. نمک های معدنی، به صورت محلول در سرم شیر یا درون ترکیبات کازئینی قرار دارند. از مهمترین نمک های شیر، می توان به کلسیم، سدیم، پتاسیم و منیزیم، اشاره نمود. آنها به صورت ترکیباتی مانند: فسفات ها، کلریدها، سیترات ها و کازئینات ها در داخل شیر قرار دارند. نمک های سدیم، پتاسیم و کلسیم، فراوان ترین نسبت را به دیگر انواع نمک ها در شیر طبیعی دارا می باشند.
مقادیر نمک های موجود در شیر ثابت نبوده و در مراحل انتهایی شیردهی و همچنین در عفونت های پستانی، مقدار سدیم کلراید افزایش می یابد و به شیر طعم شور
( Salty test ) می دهد و در مقابل از مقدار دیگر نمک ها کاسته می شود.

دیگر ترکیبات موجود در شیر
معمولاً شیر حاوی سلول های بافتی ( Somatic cells) مثل گویچه های سفید خون و لکوسیت ها می باشد. به طور طبیعی مقدار آنها در شیر دوشیده شده از پستان سالم بسیار کم بوده، اما مقدار آنها در پستان دچار عفونت، افزایش یافته و معمولاً تناسب با شدت عفونت می باشند. سلولهای بافتی در شیر دام سالم، کمتر از 200000 سلول در هر میلی لیتر می باشد. اما تا تعداد 400000 سلول در هر میلی لیتر را می توان قبول نمود. شیر همچنین حاوی مقداری گاز می باشد. مقدار آن در شیر تازه حدود 6-5 درصد حجمی است، اما ممکن است این مقدار تا 10 درصد نیز افزایش یابد. بیش تر گازهای موجود در داخل شیر را دی اکسید کربن، نیتروژن و اکسیژن تشکیل می دهند. این گازها به صورت ذیل در شیر قرار دارند:
1- به صورت محلول ،
2- به صورت اتصال غیر قابل تفکیک ،
3- به صورت منتشر ،
شکل محلول و منتشر گازها در شیر، می توانند مشکلات جدی را در فرآیند محصول، ایجاد نمایند. همچنین، وجود مقدار زیاد گاز، باعث بروز سوختگی شیر در تماس با سطوح صفحات تبادل کننده حرارتی، در ضمن عملیات پاستوریزاسیون می گردد.
فصل چهارم
تغییرها در شیر و اجزای آن
تغییرها در طی نگهداری
چربی و پروتئین در شیر، ممکن است در زمان نگهداری دچار تغییرهای شیمیایی گردند. این تغییرها را می توان به دو دسته تقسیم نمود: اکسیداسیون و لیپولیز.
مواد تولید شده در اثر این واکنش ها، ممکن است به طور عمده، سبب تغییرهای طعم در شیر و کره و دیگر فرآورده های تهیه شده از شیر گردند.

آزمایش های مربوط به شیر
1- تست الکلی 68 % = مقدار مساوی از شیر و الکل اتیلیک 68 % را داخل پلیت با هم مخلوط کرده در صورت تشکیل لخته شیر ناسالم است در غیر اینصورت شیر سالم است.

تست الکلی برای تعیین سلامت شیر:
2- تعیین اسیدیته شیر: مقدارcc 10 شیر را برمی داریم چند قطره فنول به آن اضافه
می کنیم. با سود 9/ N تیتر کرده میزان مصرفی سود را در 10 ضرب کرده در این حالت اسیدیته شیر بدست می آید.
اسیدیته ی شیر نرمال بین 13 تا 14 درجه ی مورنیک است
3- تعیین درصد چربی : در داخل بوتریمتر مخصوص شیر cc 10 اسید سولفوریک 90 % به اضافه ی cc 11 شیر به اضافه ی cc 1 الکل ایزوآمیلیک ریخته درب بوتریمتر را
می بندیم پس از بهم زدن به مدت 3 تا 5 دقیقه داخل دستگاه سانتریفوژ قرار داده سپس چربی را در قسمت مدرج شده ی بوتریمتر می خوانیم.

4- تعیین دانسیته ی شیر : ترمولاکتودانسیمتر را در درون شیر گذاشته صبر می کنیم تا ثابت بایستد عدد مماس بر سطح شیر را خوانده بالافاصله دمای شیر را کنترل می کنیم
( چون موثر است ). در صورتی که دما c 015 درجه شد عدد خوانده شده دانسیته ی شیر است در غیراینصورت به ازای هر درجه افزایش یا کاهش دما 2/0 به دانسیته اضافه یا کم می کنیم.

آزمایش های مربوط به ماست :
1- تعیین چربی : داخل بوتریمتر مخصوص شیر cc 10 اسید سولفوریک 9 % به اضافه ی gr3/11 ماست به اضافه ی cc1 الکل ایزوآمیلیک ریخته درب بوتریمتر را بسته پس از بهم زدن به مدت 3 تا 5 دقیقه داخل دستگاه سانتریفوژ قرار می هیم. سپس چربی را در سطح مدرج بوتریمتر می خوانیم.
2- تعیین اسیدیته ی ماست : 10 گرم ماست به اضافه cc 10 آب مقطر به اضافه ی چند قطره متول با سود 9 N / تیتر می کنیم میزان مصرفی در 10 ضرب می کنیم در این حالت اسیدیته ی ماست بدست می آید. اسیدیته ی ماست در حالت نهایی باید بین 80 تا 110 باشد. ( بر حسب مورنیک ).
3- تعیین PH : توسط دستگاه PH متر انجام می شود. که معمولاً PH به طور نرمال بین 9/3 تا 5/4 است.
4- تعیین ماده ی خشک که توسط دستگاه رطوبت سنج انجام می شود.
5- تعیین درصد نمک برای ماست موسیر : cc 3 از محلول 10 درصد ماست موسیر به اضافه ی cc 2 کرومات پتاسیم را با نیترات نقره 10 درصد یا 1/0 تیتر کرده
( وزن مخصوص نمک ) جرم مولکولی

درصد نمک = 585/0 * میزان مصرفی نیترات نقره

آزمایش های خامه :
1- تعیین درصد چربی : داخل بوتریمتر مخصوص خامه cc 10 اسید سولفوریک 90 % به اضافه ی 5 گرم خامه به اضافه ی cc 1 الکل ایزومری ریخته با آب مقطر حجم بوتریمتر را پر می کنیم درب بوتریمتر را بسته و پس از تکان دادن به مدت 3 تا 5 دقیقه داخل دستگاه ساتریفوژ قرار می دهیم. سپس چربی را توسط قسمت مدرج شده می خوانیم.
2- تعیین اسیدیته : 10 گرم خامه + cc 10 آب مقطر چند قطره فنول اضافه کرده با سود
9 / N تیتر می کنیم. میزان مصرفی سود * 10 اسیدیته خامه می باشد. که حداکثر آن در حدود 13 می باشد.
3- تعیین ماده ی خشک خامه : توسط دستگاه رطوبت سنج انجام می شود.

آزمایش های شیر کاکائو :
1- تعیین چربی : مانند آزمایش چربی شیر انجام می شود.
2- PH : توسط PH متر انجام می شود که حداقل با 6/6 باشد.
3- ماده ی خشک : توسط دستگاه رطوبت سنج انجام می شود.

آزمایش های دوغ :
1- تعیین چربی : مانند آزمایش شیر انجام می شود.
2- اسیدیته : مانند آزمایش شیر انجام می شود.
3- ماده ی خشک : توسط رطوبت سنج
4- PH : توسط PH متر که معمولاً بین 8/3 تا 3/4 می باشد.

کره :
تعیین چربی : داخل استکان مخصوص بوتریمتر کره 5 گرم کره وزن کرده استکان را داخل بوتریمتر قرار می دهیم. مقداری اسید سولفوریک 60 % به آن اضافه کرده cc 1 الکل ایزوآیملیک بوتریمتر را داخل حمام آب گرم قرار داده تا کره ذوب شود حجم بوتریمتر را با اسید سولفوریک 60 % پر کرده.

جمع آوری و دریافت شیر
شیراز دامداری ها یا مراکز جمع آروی، برای فرآیند به کارخانه منتقل می گردد. روش های مختلف جمع آوری شیر سال ها قدمت دارد. جمع آوری از 3-2 لیتر شیر در داخل ظروف ساخته شده از پوست کدو و کوزه گلی شروع شده و اکنون به مخازن مدرن مجهز به سیستم های سردکننده با قابلیت جمع آوری هزاران لیتر شیر منتهی گشته است.
سابقاً کارخانه های شیر، کوچک بودند و جمع آوری به دامداری های کوچک اطراف کارخانه محدود می گردید، با توجه به جمع آوری روزانه شیر و کوتاهی فاصله ها، با به کارگیری حداقل روش های سرد کردن، میکروارگانیزم های موجود در شیر را، تحت کنترل در می آمد.
امروزه روند پیشرفت، بسوی احداث واحدهای بزرگ کارخانه فرآیند کننده شیر قرار دارد. درخواست روز افزون برای فرآورده های لبنی، لزوم افزایش تولید را بدون کاهش در کیفیت طلب می کند و این در حالی است که شیر، باید از راه های دورتر به کارخانه ها، اورده شود، بنابراین جمع آوری روزانه به علت بعد مسافت زیر سوال قرار
می گیرد. امروزه جمع آوری معمولاًٌ یک روز در میان انجام می شود. اما ممکن است فاصله های زمانی بین دو جمع آوری سه یا چهار روزه باشد.

سرد نگه داشتن شیر
شیر باید بلافاصله پس از دوشیدن تا 4 درجه سانتیگراد سرد شده و تا زمان تحویل به کارخانه در همین درجه حرارت باقی بماند.
اگر زنجیره سرما در هر نقطه از این مسیر، مثلاً در حد فاصل انتقال شیر از دامداری به کارخانه شکسته شود، میکروارگانیزم های موجود در شیر شروع به ازدیاد نموده و مواد متابولیکی و آنزیم های مختلف در شیر ترشح می نمایند. هر چند سرد کردن مجدد باعث توقف اقتصادی احداث سیستم های سرد کننده در نقاط دور از دسترس، وجود ندارد باید حتماً یک مرکز جمع آوری شیر تاسیس گردد. این مراکز باید منطبق بر نیازها و از طریق مختلف سازماندهی شوند. دامداران این نواحی چندین راه در پیش روی دارند. یکی اینکه شیر سرد نشده در داخل بیدون یا سرد شده در مخازن ایزوله را در ساعات بخصوصی به محل تلاقی جاده اصلی حمل نموده و مستقیماً به تانکر حمل شیر تحویل نمایند و یا شیر سرد نشده را به ایستگاههای جمع آوری شیر که مجهز به شیر سردکن می باشند، انتقال دهند، شکل ( 5-5 ). راه دیگر این است که دامداری های کوچک شیر تولیدی خود را به دامداری های بزرگ واقع در همسایگی خود بفرستند.
کامیونت حمل کننده بیدون ها باید با دقت و از روی برنامه همیشه در ساعات بخصوصی به محل های جمع آوری برسد. پس از بارگیری باید روی کامیونت با یک روکش کرباس ضد آب برای حفاظت از تابش نور خورشید و گرد و غبار پوشیده شود. هر دامداری معمولاً یک کد یا شماره مخصوص دارد که در روی بیدون های خود حک می نماید. این شماره در کارخانه برای محاسبه مقدار پولی که باید به دامدار پرداخت شود به کار
می رود.
شیر گاوهای بیمار نباید همراه با شیرهای سالم به کارخانه فرستاده شود. شیر دام در حال درمان با آنتی بیوتیک باید به طور جداگانه از دیگر شیرها جمع آوری و نگهداری گردد. این چنین شیری نباید برای تولید فرآورده هایی مانند پنیر و کره که در آنها کشت میکروبی انجام می شود، به کار گرفته شود. زیرا که آنتی بیوتیک باعث مرگ باکتری ها خواهد شد. وجود بسیار کم آنتی بیوتیک می تواند مقادیر زیادی از شیر را نامطلوب و غیرقابل مصرف سازد.

جمع آوری شیر در مخزن
مکان جمع آوری شیر در مخزن، باید در اتاق مخصوص شیر دامداری باشد. معمولاً، انتقال شیر از طریق اتصال شیلنگ، از تانکر به دریچه خروجی مخزن حاوی شیر سرد صورت می گیرد. تانکر ذخیره شیر، مجهز به یک جریان سنج ( Flow meter) و پمپ
می باشد که به طور خودکار، حجم خروجی را ثبت می نماید. از سویی دیگر حجم شیر تانکر را می توان از روی لوله شفاف رابط درجه بندی شده، مشخص نمود. بعضی تانکرها مجهز به یک سیستم هواگیری بوده و بلافاصله به محض خالی شدن مخزن ذخیره شیر، پمپ انتقال شیر را از کار می اندازد. این امر از اختلاط هوا با شیر جلوگیری به عمل می آورد. فضای داخلی مخازن حمل کننده شیر به خانه هایی تقسیم شده است تا از تلاطم و دوران شیر، در زمان حمل و نقل جلوگیری بعمل آید. این خانه ها به تدریج در موقع دریافت شیر پر
می گردند

آزمایش کیفی شیر
شیر دام بیمار و یا دارای آنتی بیوتیک یا واجد رسوب نباید در کارخانه پذیرفته شود. حتی وجود مقادیر بسیار کم آنتی بیوتیک در شیر، مصرف آن را برای فرآورده هایی که به وسیله کشت دادن باکتری ها اسیدی می شوند، مانند ماست و پنیر، نامطلوب
می سازد. در دامداری فقط آزمایش های عمومی برای تشخیص کیفیت شیر انجام
می گیرد. ترکیبات و کیفیت بهداشتی شیر معمولاً به وسیله تعدادی آزمایش بر روی شیر وارد شده به کارخانه معین می شود. بعضی از این آزمایش ها مبنای " پرداخت " به دامدار را تشکیل می دهد. در ادامه بحث معمول ترین آزمایش هایی را که در کارخانه بر روی شیر ورودی انجام می گیرد، شرح داده می شود.

بو و طعم
در جمع آوری مخزنی، به علت مخلوط شدن شیر چند دامداری با هم در داخل تانکر حمل کننده، راننده تانکر برای مشخص شدن مشخصات شیر هر دامدار به طور مجزا از هر شیر- برای آزمایش در کارخانه – نمونه برداری می نماید.
در جمع آروی با بیدون، در محل کارخانه از داخل بیدون نمونه برداری می شود. شیری که مزه و بو آن از حد طبیعی انحراف داشته باشد. در ارزیابی کیفی پایین، محسوب می گردد و این امر در پرداخت وجه، به تولید کننده موثر است. به هر حال شیری که از نظر مزه و بو در مقایسه با شیر طبیعی اختلاف زیادی را نشان دهد، باید از بخش دریافت شیر کارخانه عودت داده شود.

امتحان پاکیزگی
سطوح داخلی مخازن دامداری و بیدون ها قبل از پر نمودن شیر با دقت بررسی
می شوند. باقی بودن بقایای شیر در آنها گواه بر عدم کفایت تمیز کردن، می باشد. که در نتیجه روی پرداخت " جایزه کیفیت " تاثیر خواهد گذاشت.

آزمایش رسوبی
این آزمایش فقط برای شیر داخل بیدون انجام می پذیرد. مقداری نمونه به وسیله
" پی پت " ( Pipette ) از ته ظرف برداشته و از میان صافی عبور داده می شود. نتیجه کیفی این آزمایش عبارت است از : باقیماندن مقدار آلودگی قابل مشاهده در روی سطح صافی.

آزمایش بهداشتی یا آزمایش رزازرین
تعیین تعداد باکتری های موجود در شیر نشانه چگونگی کیفیت بهداشتی آن
می باشد. آزمایش رزازرین ( Resazurin ) به طور متداول برای این بررسی به کار
می رود. رزازرین که در حالت عادی محلولی آبی رنگ می باشد، در محیطی که در آن احیای شیمیایی اکسیژن انجام پذیرد، بی رنگ می گردد. وقتی وقداری محلول رزازرین به نمونه شیر اضافه شود، فعالیت متابولیکی باکتری ها باعث احیا اکسیژن و در نتیجه موجب تغییر رنگ ( بی رنگ شدن ) این ماده می گردند. شدت تغییر رنگ با تعداد باکتری های فعال در نمونه نسبت مستقیم دارد.

به طور عمده از دو روش آزمایشی برای این بررسی ( بهداشتی ) استفاده می گردد. یک روش را نمایش سریع ( Quick screen ) می نامند که برای قبول یا در شیر داخل
" بیدون " به کار برده می شود. در این حالت اگر نمونه شیر بلافاصله شروع به تغییر رنگ نماید آن را برای مصارف انسانی نامناسب تشخیص می دهند. در روش دیگر نمونه ابتدا به مدت یک شب در یخچال قرار داده و پس از سپری شدن مدت فوق محلول رزازرین را اضافه می نمایند و سپس نمونه به مدت دو ساعت در حمام آب 5/37 درجه سانتیگراد قرار داده و پس از آن شدت تغییر رنگ مورد بررسی قرار می گیرد.

فصل پنجم
دریافت شیر
کارخانه های شیر دارای یک بخش ویژه دریافت شیر هستند که شیر ارسالی از دامداری را ردیافت می دارد. اولین کاری که در دریافت شیر انجام می شود، تعیین مقدار شیر می باشد. مقدار شیر ورودی با سیستم وزنی، اندازه گیری می گردد و مجدداً مقدار آن با مقدار شیر خروجی از سیستم مقایسه می شود. به طورکلی در کارخانه مقدار شیر ورودی با هر دو روش وزن سنجی و حجم سنجی اندازه گیری می شود.

دریافت از تانکر
تانکرها پس از ورود به کارخانه مستقیماً به سکوی دریافت، هدایت می شوند. این سکو اغلب بقدر کافی برای جادادن چند تانکر وسعت دارد. شیر بر اساس وزن یا حجم اندازه گیری می شود.

اندازه گیری بر اساس حجم
در این روش از جریان سنج ( Flowmeter ) استفاده می شود. متاسفانه جریان سنج ها هوای موجود در شیر را هم بعنوان شیر، ثبت می نمایند، به همین دلیل همیشه قابل اطمینان نمی باشند. بنابراین جلوگیری از ورود هوا به داخل شیر، اهمیت بسیار دارد. با جاگذاری یک سیستم هواگیر ( Air eliminator )، قبل از دستگاه جریان سنج، دقت اندازه گیری ارتقاء می یابد، شکل ( 11-5 ). در زمان تخلیه شیر، دریچه خروجی تانکر حمل کننده، به یک سیستم هواگیر متصل می گردد و سپس شیر جریان می یابد. وقتی که سطح شیر در داخل دستگاه هواگیر به سطح از قبل تعیین شده ای – برای جلوگیری از نفوذ هوا – رسید، پمپ مکش شروع به کار می کند و شیر ( بدون هوا ) را از میان دستگاه جریان سنج عبور می دهد. در این حالت جریان سنج به طور پیوسته کل جریان عبور شیر را نشان می دهد. پمپ به وسیله یک جریان الکتریکی که سطح مایع را در حد از قبل تعیین شده ای کنترل می کند، شروع به کار می نماید. به محض اینکه سطح مایع از حد خاصی پایین تر افتاد، عمل پمپ متوقف می گردد. شیر پس از اندازه گیری، در داخل مخزن، ذخیره
( سیلو ) می گردد.

اندازه گیری بر اساس وزن
توزین شیر داخل مخازن به دو روش انجام می پذیرد.
* با توزین کامیون پر و خالی و تفاضل دو مقدار از هم ( سیستم باسکول )، شکل
( 12-5 ).
* با استفاده از مخزن توزین کننده، شکل ( 13-5 ).
در روش اول، تانکر پس از ورود در روی باسکول کارخانه وزن می گردد. این عمل ممکن است به طور دستی یا خودکار انجام پذیرد. اگر توزین کامیون به طور دستی انجام شود در این حالت کاربر ( اپراتور ) وزن کامیون را در مقابل کد راننده ثبت می نماید. اگر عمل به طور خودکار انجام پذیرد. داده های لازم از روی کارت مخصوصی که راننده در دستگاه
" کارت خوان " قرار می دهد به رایانه وارد می شود. در زمانیکه وضع هوا نامناسب و جاده ها گل آلود باشد کامیون باید قبل از باسکول شدن از ایستگاه شستشو عبور داده شود تا گل و لای آن توزین نگردد.
زمانیکه وزن تانکر ثبت شد شیر در کارخانه تخلیه می گردد. گاهی ممکن است، در این خط یک هواگیر نیز کار گذاشته شود. وقتی که کامیون خالی شد تانکر دوباره توزین می شود، وزن خالص از تفاوت وزن تانکر پر و وزن تانکر خالی بدست می آید.
در روش دوم، اگر از مخزن توزین کننده استفاده شود، رد این حالت شیر از داخل تانکر به داخل مخزن مخصوصی که سیستم حساس به وزن، در ایه های آن کار گذاشته شده سات، تخلیه می شود.

دستگاه های حساس به وزن ( ترازوهای الکتریکی ) به تناسب نیروی وزنی که به آن ها وارد می گردد، پیام های الکتریکی خاصی را ارسال می دارند. میزان این پیام ها با افزایش وزن مخزن در اثر ورود شیر به داخل آن زیاد می گردد، وقتیکه تمام شیر در آن تخلیه شد، وزن شیر داخل مخزن را معلوم و ثبت می نمایند. پس از آن شیر به داخل مخازن ذخیره کارخانه هدایت می گردد.

سرد کردن شیر دریافتی
درجه حرارت شیر در هنگام حمل و نقل به طور اجتناب ناپیذری به آرامی به بیش از 4 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. بنابراین شیر پس از ردیافت به وسیله صفحه های تبادل کننده حرارتی تا دمای کم تر از 4 درجه سانتیگراد خنک می گردد و سپس در داخل مخازن سیلو به انتظار فرآیند باقی می مانند.
ذخیره سازی شیرخام
شیرخام ( به صورت شیر کامل ) رد داخل مخازن ایستاده بزرگی با ظرفیت تقریبی 25000 تا 150000 لیتر ذخیره می گردند. ظرفیت اغلب این مخازن در حدود 50000 تا 100000 لیتر می باشد. مخازن کوچک تر اغلب در داخل سالن تولید و مخازن بزرگ برای کاهش هزینه احداث ساختمان در خارج از سالن کار گذاشته می شوند. مخازن کار گذاشته شده در خارج از سالن تولید ساختمانی دو جداره دارند که با یک لایه خاص در وسط عایق شده اند. جدار داخلی از جنس استیل ضدرنگ صیقل خورده و لایه خارجی معمولاً ورق های فلزی به هم جوش داده شده، می باشد.

فصل ششم
روش های متداول سالم سازی شیر
شیر خام که در سیلوی کارخانجات شیر نگهداری می شود، به منظور تهیه و تولید فرآورده های مختلف شیر مثل شیر پاستوریزه، کره، ماست، پنیر، شیرخشک، فرآروده های استریلیزه شیر، شیرهای تغلیظ شده و غیره نیاز به سالم سازی دارد. به طوری که فرآورده های نهایی باید دارای استانداردهایی با یک کیفیت بالای بهداشتی باشند.
شیر باید به گونه ای سالم سازی شود که تمام میکروارگانیس های بیماریزای موجود در آن از بین بروند. این امر با بکارگیری روشهای حرارتی امکان پذیر است. یکی از روشهای بسیار متداول سالم سازی شیر، پاستوریزاسیون است که در بسیاری از کشورها اجباری است. همچنان که جدا کردن مواد خارجی جامد موجود در شیر مثل خاک، لوکوسیت ها و سلولهای نسج پستان به وسیله صافی یا نیروی گریز از مرکز نیز در بسیاری از ممالک اجباری می باشد.
به طورکلی اعمال زیر در کارخانه بر روی شیر صورت می گیرد :
– صاف کردن شیر و جدا کردن ذرات خارجی آن.
– استاندارد کردن چربی شیر.
– سالم سازی شیر با روش خارج کردن باکتریها ( Bactofugation ). در این روش فیزیکی بعضی از میکروارگانیسم های مشخصی از شیر جدا می گردند.
– یکنواخت کردن ( Homogenization) که به منظور کوچک کردن اندازه گویچه های چربی و ثبوت حالت امولسیون آنها انجام می گیرد.
– خارج کردن هوا و گازهای بدبو و فرار از شیر.
روش پاستوریزاسیون به لحاظ اینکه شیر یک محیط مناسب برای بقا و رشد میکروارگانیسم ها می باشد، منبع خطرناک آلودگی به شمار می آمد و بیماریهایی نظیر سل و بروسلوز به وسیله این ماده غذایی پخش و انتشار می یافتند. پاستوریزاسیون باعث نابودی میکروارگانیسم هایی می گردد که موجب بیماری می شوند. اگر شیر پاستوریزه شده سبب انتقال بیماری و عفونت گردد، به دلیل فرآیند حرارتی غیر کامل یا آلودگی دوباره آن است. بنابراین فرآیند پاستوریزاسیون باید به دقت انجام و کنترل گردد تا شیر سالم سازی شده عاری از اجرام بیماری از باشد.

ترکیب زمان و حرارت
برای اطمینان از نابودی کلیه میکروارگانیسم های بیماریزا در شیر لازم است که به مدت معلوم و مشخصی آن را در یک دمای معین نگهداری و سپس خنک نمود. بنابراین ترکیب حرارت و زمان بسیار مهم می باشد.
همچنان که در شکل (1) مشاهده می گردد اگر شیر به حرارت 70 درجه سانتیگراد برسد و به مدت یک ثانیه در این درجه حرارت نگهداری گردد، باکتریهای کلیفرم از بین
می روند. این عمل در حرارت 65 درجه سانتی گراد بعد از 10 ثانیه صورت می گیرد، به طوری که این دو ترکیب حرارت و زمان دارای یک تاثیر بر روی میکروارگانیسم ها
می باشند. باسیل سل نسبت به حرارت از کلیفرم ها مقاوم تر بوده و برای از بین بردن آن باید شیر را در حرارت 70 درجه سانتی گراد به مدت 20 ثانیه ( 65 درجه سانتی گراد به مدت 2 دقیقه ) نگهداری نمود.
هدف اولیه جهت حرارت دادن شیر ( پاستوریزاسیون ) کشتن تمام میکروارگانیسم هایی است که قادر به ایجاد بیماری در انسان می باشند، زیرا شیر پاستوریزه باید کاملاً عاری از اجرام بیماریزا باشد. هدف دوم از پاستوریزاسیون تا حد امکان از بین بردن میکروارگانیسم های غیر بیماریزا و آنزیم هایی است که وجود آنها در شیر باعث تغییر مزه و طعم آن گردیده و قابلیت نگهداری شیر را کوتاه می کنند.
این امر مستلزم حرارت دادن شیر بیشتر از آن حرارتی است که جهت نابودی میکروارگانیسم های بیماریزا در شیر به آن داده می شود. با توسعه کارخانه و تولید بیشتر آن، هدف دوم اهمیت زیادی پیدا می کند. فواصل طولانی بین دفعات تحویل شیر علیرغم روش های جدید خنک کردن شیر، باعث می گردد تا فرصت بیشتری جهت رشد و افزایش میکروارگانیسم ها و سیستم های آنزیمی آنها برای فعالیت ایجاد گردد. متابولیسم میکروارگانیسم ها باعث ایجاد محصولاتی فرعی می گردد که اغلب سمی
می باشند و علاوه بر آن ترکیب شیر تجزیه شده و PH آن کاهش می یابد.
به منظور غلبه بر مشکلات باید تا جایی که امکان پذیر است، بعد از ورود شیر به کارخانه فرآیند حرارتی به سرعت انجام شود.

دستگاه پاستوریزه کننده ( Pasteurizer )
در شکل (5) یک دستگاه ساده تبادل حرارت صفحه ای با سه بخش مجزا نشان داده شده است. شیر از تانک ذخیره شیر خام به تانک یا ظرف تراز وارد شده و در یک جریان ثابت به طرف دستگاه پاستوریزه کننده صفحه ای پمپ می شود. در بخش اول شیر به حرارت پاستوریزاسیون رسیده، سپس شیر گرم به طرف بخش نگهدارنده جریان
می یابد. در این بخش زمان نگهداری در حرارت پاستوریزاسیون را طی کرده و به طرف بخش سردکننده رفته و تا حرارت 4 درجه سانتیگراد خنک می شود.
شیر با جذب حرارت از ماده گرمادهنده از خلال صفحه فلزی گرم می شود. این بدان معنی است که در همین زمان ماده گرمادهنده نیز خنک می گردد. در بخش سردکننده دستگاه نیز شیر سرد شده و موجب گرم شدن ماده سرمادهنده می گردد. در فرآیند پاستوریزاسیون باید شیر ورودی گرم شده، سپس به حرارت پاستوریزاسیون موردنظر رسیده و خنک شود. می توان از شیر تازه پاستوریزه شده به عنوان ماده گرمادهنده برای شیر ورودی استفاده کرد. این روش موجب ذخیره و حفظ مقدار زیادی انرژی خواهد گردید.
در شکل شماره (6) یک دستگاه تبادل حرارت صفحه ای مشاهده می شود که دارای بخش تبادل حرارتی اولیه است که مابین شیر پاستوریزه گرم و شیر ورودی سرد قرار دارد. یعنی شیر سرد ورودی ابتدا به قسمتی از دستگاه وارد می شود که مجاور با صفحات حاوی شیر پاستوریزه گرم است و حرارت ابتدایی را اخذ می کند
( در حدود 72 درجه سانتی گراد ) و شیر پاستوریزه نیز خنک ( در حدود 7 درجه سانتیگراد ) می شود.
بنابراین حرارت شیر خام ورودی باید حدود 3 درجه سانتی گراد افزایش یابد که این عمل به وسیله بخار در بخش گرمادهنده دستگاه انجام می یابد. به همین ترتیب شیر پاستوریزه شده نیز باید 3 درجه سانتی گراد خنک تر شده و حرارت آن به 4 درجه سانتی گراد کاهش یابد.
سایر عملیات مانند جدا کردن خامه و چربی شیر و یکنواخت کردن
( Homogenization ) گویچه های چربی اغلب همراه با پاستوریزاسیون صورت
می گیرد. جهت انجام هر کدام از عملیات فوق باید شیر درجه حرارت خاصی داشته باشد
( مثلاً 63 درجه سانتی گراد برای جدا کردن چربی و در حدود 70 درجه سانتی گراد جهت هموژنیزاسیون ). به این جهت ابتدا شیر خام حرارت اولیه را در دستگاه می گیرد، سپس برای عملیات موردنظر به طرف دستگاههای جداکننده یا یکنواخت کننده هدایت شده و دوباره به پاستوریزاتور برمی گردد تا درجه حرارت موردنظر نهایی را پیدا کند.
جهت یک فرآیند صحیح پاستوریزاسیون، شیر باید در یک زمان مشخص و معلوم در حرارت پاستوریزاسیون نگهداری شود. این مرحله در قسمت " نگهداری " انجام
می گیرد که یا در بین صفحات تبادل حرارتی قرار دارد، یا اینکه خارج آن تعبیه شده است. در زمان نگهداری شیر هیچ گونه عمل حرارتی ای بر روی آن انجام نشده و شیر در حرارت پاستوریزاسیون برابر زمان مورد نیاز باشد. در صورتی که بخش مربوط به نگهداری شیر در خارج از دستگاه باشد، اغلب به صورت یک یا دو لوله است که به شکل مارپیچ یا زیگزاگ قرار دارند.کنترل صحیح و دقیق جریان شیر در قسمت نگهدارنده ضروری است. زمان نگهداری شیر به نسبت عکس با میزان جریان آن رد بخش نگهداری تغییر می کند.

سیستمهای گرمادهی دستگاه های پاستوریزه کننده
از آب گرم، بخار تحت خلاء یا بخار اشباع شده در فشار اتمسفر می توان به عنوان مواد گرمادهنده در دستگاههای پاستوریزه کننده استفاده کرد. آب داغ یا بخار تحت خلاء
( اگر چه هیچ سیستمی عملاً خلاء کامل ایجاد نمی کند )، بیشتر مورد مصرف قرار
می گیرند.
شیر نسبت به حرارت بسیار حساس است و حرارت زیاد موجب سوختگی و رسوب آن رد سیستم های تبادل حرارتی می گردد. به این جهت اختلاف بین درجه حرارت شیر یا فرآورده های آن و ماده گرمادهنده در تمام قسمتهای دستگاه باید کم باشد.
آب گرم با حرارت 75 درجه سانتی گراد وارد قسمت گرمادهی می شود که حرارت آن از حرارت شیری که از دستگاه خارج می شود، 3 درجه بیشتر است. مقدار گرمایی که بین دو ماده متبادل می گردد به سرعت جریان آب گرم و فرآورده بستگی دارد. اگر سرعت جریان آب کم باشد، بازدهی گرما بیشتر است.
بخار تحت خلاء نیز به محض ورود به دستگاه متراکم شده و داخل صفحات تشکیل یک لایه می دهد. سپس حرارت آن در موقع عبور از صفحات قسمت گرمادهنده به آهستگی کاهش لایه می دهد. سپس حرارت آن در موقع عبور از صفحات قسمت گرمادهنده به آهستگی کاهش می یابد.
در موقع ورود به قسمت گرم کننده دستگاه، اختلاف بین درجه حرارت شیر و بخار 12 درجه سانتی گراد است که در قسمت خروج فرآورده به تدریج به 3 درجه تنزل می یابد. به طوری که ملاحظه گردید اختلاف درجه حرارت آب گرم و بخار تحت خلاء با شیر زیاد نبوده و تاثیر سوئی در فرآورده ندارد.
در صورتی که از بخار داغ ( بخار در فشار اتمسفر ) استفاده شود، چون در محل ورود به دستگاه درجه حرارت آن 100 درجه سانتی گراد است که 28 درجه از حرارت پاستوریزاسیون بیشتر می باشد، برای همین به علت اختلاف زیاد حرارت که تقریباً در تمام مسیر شیر وجود دارد احتمال خطر سوختگی آن وجود دارد.
به این جهت سیستم گرمادهی برای شیر مناسب نبوده و بهتر است از آب گرم و در مرحله بعد از بخار تحت خلاء به عنوان مواد گرمادهنده استفاده گردد.
سیستم های سرمادهی دستگاههای پاستوریزه کننده همانطور که قبلاً ذکر گردید، شیر پاستوریزه و گرم با شیر ورودی خام که سرد است تبادل حرارت می نماید. عملاً بیشینه ضریب تبدیل 96 – 92 درصد است و کمترین درجه حرارت نگهداری شیر 4 درجه سانتی گراد می باشد، از این رو باید از یک ماده سرمادهنده که حرارت آن صفر درجه سانتی گراد است، استفاده شود. آب یخ را می توان به این منظور به کار برد.

اجتناب از آلودگی دوباره شیر پاستوریزه
باید دقت کافی به عمل آید تا از آلودگی شیر پاستوریزه به وسیله ماده سرمادهنده یا محصول غیرپاستوریزه جلوگیری بعمل آید. به این جهت فشار محصول پاستوریزه شده باید از فشار مایعات در طرف دیگر دستگاه یبشتر باشد. بنابراین از یک پمپ تقویت کننده ( Boostrs ) باید در خط تولید استفاده کرد که یا بعد از قسمت نگهداری یا قبل از قسمت گرمادهنده تعبیه می گردد. در صورتی که پمپ قبل از قسمت گرمادهنده قرار داشته باشد، حرارت کارکرد پمپ را به حداقل تقلیل داده و عمر آن را زیاد می کند. وجود پمپ تقویت کننده باعث بالا رفتن فشار محصول پاستوریزه نسبت به قسمت تبادل حرارت اولیه و خنک کننده شده و از آلودگی دوباره محصول ممانعت می نماید.

دستگاه کامل پاستوریزه شیر
یک دستگاه کامل پاستوریزه کننده شیر شامل قسمتهای زیر است :
تانک تراز
تانک تراز جریان شیر را به طور ثابت نگهداری و به طرف دستگاه پاستوریزه کننده هدایت می کند. از آن جایی که دستگاه پاستوریزه کننده رد طول تولید باید کاملاً پر باشد تا از سوختن محصول روی صفحات فلزی ممانعت بعمل آید، از این رو تانک تراز اغلب با یک الکترود در قسمت پایین آن مجهز شده است و به محض اینکه سطح شیر به پایین ترین حد برسد علامتی را جهت باز کردن دریچه خروج شیر ارسال می دارد.

پمپ جریان شیر
شیر از انک تراز به طرف دستگاه پاستوریزه کننده به وسیله پمپ هدایت
می شود. جریان شیر در داخل دستگاه به وسیله یک دستگاه کنترل کننده ثابت نگهداری می شود.
بخش تبادل حرارت اولیه
شیر خام ابتدا به قسمت تبادل حرارت اولیه وارد و در اثر مجاورت با شیر پاستوریزه، گرم شده و شیر پاستوریزه را خنک می کند سپس شیر خام گرم شده جهت جداسازی چربی از دستگاه خارج می گردد.
بعد از جدا شدن چربی دوباره شیر به دستگاه برگشته و حرارت نهایی پاستوریزاسیون را از طریق تبادل گرما و مجاورت با آب داغ یا بخار تحت خلاء اخذ نموده و به طرف قسمت نگهدارنده که یا در داخل سیستم و یا خارج آن است، هدایت می شود. بعد از طی زمان نگهداری، حرارت شیر به وسیله یک دستگاه حساس کنترل می گردد. این وسیله کنترل کننده قادر است حرارت شیر را به وسیله علامتی به سیستم کنترل منتقل نماید. همین علامت به قسمت ثبت کننده درجه حرارت پاستوریزاسیون شیر نیز انتقال پیدا می کند. در صورتی که حرارت شیر کمتر از حرارت مورد نیاز برای پاستوریزاسیون شیر باشد، مسیر جریان شیر منحرف شده و به طرف تانک تراز و دستگاه پاستوریزه کننده برمی گردد.
بعد از عبور شیر از قسمت نگهدارنده، جهت خنک شدن به بخش تبادل حرارت اولیه برگشته و با شیر خام و سرد ورودی مجارو گشته، حرارت آن کاهش می یابد. سپس شیر به بخش سرد کننده رفته و ابتدا با صفحات حاوی آب سرد و بعد با آب یخ مجاور
می گردد. معمولاً درجه حرارت شیر پاستوریزه و سرد شده نیز کنترل و ثبت می شود.

فهرست مطالب
عنوان صفحه
پیشگفتار 1
مقدمه 3
شیر گوسفند 4
عملیات صنعتی در فرآیند شیر 5
دیدگاه تجاری لبنیات در جهان 5
تولید شیر در ایران 6
فصل دوم
صنعت شیر 8
مقدمه ای بر تولید شیر 9
شیر گاو 10
پاکیزگی و بهداشت 11
تناوب تحویل شیر 11
فصل سوم
شیمی شیر 13
برخی مفاهیم شیمی پایه 13
ترکیبات شیر گاو 15
چربی شیر 16
ساختمان شیمیایی چربی شیر 18
پروتئین شیر 19
شیر یک محلول بافر است 20
آنزیم ها در شیر 21
ویتامین ها در شیر 22
مواد معدنی و نمک ها در شیر 23
دیگر ترکیبات موجود در شیر 24
فصل چهارم
تغییرها در شیر و اجزای آن 25
آزمایش های مربوط به شیر 25
آزمایش های مربوط به ماست 26
آزمایش های خامه 27
آزمایش های شیر کاکائو 28
آزمایش های دوغ 28
کره 28
جمع آوری و دریافت شیر 29
سرد نگه داشتن شیر 29
جمع آوری شیر در مخزن 31
آزمایش کیفی شیر 31
بو و طعم 32
امتحان پاکیزگی 32
آزمایش رسوبی 33
آزمایش بهداشتی یا آزمایش رزازرین 33
فصل پنجم
دریافت شیر 35
اندازه گیری بر اساس حجم 35
اندازه گیری بر اساس وزن 36
فصل ششم
روش های متداول سالم سازی شیر 39
دستگاه پاستوریزه کننده ( Pasteurizer ) 42
سیستمهای گرمادهی دستگاه های پاستوریزه کننده 44
سیستم های سرمادهی دستگاههای پاستوریزه کننده 45
اجتناب از آلودگی دوباره شیر پاستوریزه 45
دستگاه کامل پاستوریزه شیر 46
بخش تبادل حرارت اولیه 46

50