Как измерить плотность молока и привести ее к норме

13 февраля 2018

Самый интересный показатель при определении качества молока – это его плотность. С первого взгляда может показаться, что он носит лишь технический характер, чтобы лишний раз подтвердить высокий уровень. Но это только одна из его особенностей. На самом деле плотность молока в комбинации с другими известными нам показателями может рассказать и о времени дойки, и о жиро-белковом составе, качества кормления животных, лактационном периоде и общем состоянии животного.

Плотность молока

Если объединить все возможные выводы, которые дадут нам данные о плотности молока, то можно назвать этот показатель «показателем натуральности». Чувствительность к его изменению может заметно сказаться на определении сортности. Так при всех благоприятных условиях молоко с плотностью 1028 кг/куб.м. будет относиться к молоку высшего сорта, а с плотностью 1027 кг/куб. м. – уже к молоку первого.

Качественное молоко должно обладать плотностью в диапазоне от 1027 до 1033 кг/куб.м.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ МОЛОКА

Для определения уровня плотности используется лактоденсиметр (или ареометр). Он определяет показатель разбавленности молока водой при температуре 20°C. Ареометр надо опустить в измеряемую жидкость и посмотреть, до какой отметки тот опустится. Когда вес вытесняемой жидкости сравняется с весом самого прибора, будет видно какая плотность у жидкости. Другими словами, чем выше у жидкости плотность – тем на меньшую глубину опустится ареометр.

Показатель, полученный с помощью этого прибора называется Ареометра (°А) и соответствует классическому значению плотности за исключением плотности воды. От показателя плотности убираются первые две цифры, так плотность молока 1029 кг/куб.м. = 29°А.

По техрегламенту плотность молока необходимо измерять при температуре 20°С. Но для получения более точных сведений лучше использовать следующую технологию. Надо подготовить 4 порции молока с температурами: 40°С, остуженное молоко (40°С пять минут спустя), 20°С и 5°С. После этого – тщательно перемешать все порции и аккуратно влить по стенке стеклянного цилиндра, чтобы не допустить образования пены. После этого в молоко следует опустить ареометр в свободное плавание и следить, чтобы тот не касался стенок цилиндра. Спустя минуту можно записывать показатель прибора.

Измерения надо снимать дважды, слегка качнув ареометр. После этого вычисляется среднеарифметическое значение. Как говорилось ранее, плотность определяется при температуре 20°С. Если температура отличается, то показания плотности корректируются на 0,2°А на каждый градус (увеличивается при повышенной температуре и уменьшается при пониженной).

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ ПОКАЗАТЕЛЬ ПЛОТНОСТИ МОЛОКА

1) Химический состав

Молоко неоднородно по своему составу. Как мы помним, оно состоит из воды, белка, жира, углеводов (лактозы), солей и минералов. И каждый из этих компонентов имеет свою собственную плотность:
• вода – 999,8 кг/куб. м.
• белок – 1451,1 кг/куб.м.
• жир – 931,0 кг/куб.м.
• лактоза – 1545 кг/куб.м.
• соли – 3000 кг/куб.м.

Сумма этих плотностей дает в итоге плотность молока в диапазоне 1027-1033. Соответственно, чтобы изменить плотность молока – надо изменить уровень содержания ее составных частей. Так белки, лактоза и минеральные вещества будут повышать плотность, а вода и жир понижать. О том, как влиять на уровень белка и жиров можно узнать из нашей прошлой статьи.

2) Соблюдение правил определения этого показателя

Приемщики молока знают о таком свойстве молока, как увеличение плотности спустя некоторое время после дойки. Это объясняется тем, что из парного молока удаляются растворенные газы, а жир при остывании затвердевает. Соответственно уменьшается объем и одновременно увеличивается плотность. Именно поэтому молоко измеряют не раньше чем через 2 часа после дойки.

При приемке измерении плотности обязательно указываются температура молока. Так при повышении температуры плотность уменьшается, а при понижении увеличивается. Поэтому эти показания корректируются.

3) Стадии лактации

В первые недели после отела у коровы замечается значительное повышение уровня белка, жиров и углеводов в молоке. Такое молоко называется молозиво и имеет плотность от 1037 до 1055 кг/куб.м. Как таковым оно не является молоком и может использоваться только в лекарственных целях, что не подходит для определения молока высшего сорта.

4) Здоровье животного

Плотность молока также говорит о возможных заболеваниях. Так коровы, больные маститом дают молоко пониженной плотности (1024-1025 кг/куб.м.). Для профилактики заболеваний необходимо регулярно проверять вымя и соски дойных коров на предмет выявления патологий. Также рекомендуется периодически проводить раздельное доение из разных четвертей вымени для анализа содержания соматических клеток. Их наличие также негативным образом влияет на итоговую плотность продукта.

5) Сезонность

Естественным считается снижение плотности молока в весенне-зимний период. В первую очередь это связано с несбалансированностью рациона питания, прежде всего по минеральному составу. При приемке молока анализируется так называемый Сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО), который представляет собой обезвоживание и обезжиривание молока. Таким образом должны остаться белки, лактоза и минералы в размере не менее 8,2% от взятой пробы. Если показатель ниже – это является веским доводом для признания молока разбавленным или низкого качества.

6) Фальсификация продукта

Самая распространенная причина неприемлемой плотности молока является ее подделка. Так разбавление молока водой снижает плотность. Каждые 10% воды уменьшает плотность на 3°А.

Повысить молоко искусственным способом можно при помощи поднятия сливок или разбавлении обезжиренным молоком. Это происходит от того, что в его составе не содержится жира, имеющего наименьшую плотность. Так плотность снятого молока 33-38°А может увеличить некачественный надой. Если плотность молока выше 30°А, но уровень жира низок – это говорит о разбавлении обезжиренным молоком.

Измерение плотности молока не является довольно трудозатратным мероприятием, но дает очень обширные знания о качестве молока. Необходимо тщательнее подготовиться к доведению этого показателя к норме. В этом поможет наш Новый фильтр от соматики UVMILK ULTRA®, который заметно уменьшает содержание соматических клеток, а это в свою очередь сказывается на плотности молока. А значит и на качестве молока в целом.

Молочный фильтр UVMILK® ULTRA Economic 1 ультратонкой очистки

Самая эффективная система очистки молока от соматических клеток

Подробнее

Фильтровальная ткань UVMILK® Fabric грубой очистки

Очистка молока от крупных загрязнений для ферм до 0,5 тонн

Подробнее

Молочный фильтр UVMILK® ULTRA Simple 0,5 ультратонкой очистки

Самая эффективная система очистки молока от соматических клеток

Подробнее

Молочный фильтр UVMILK® ULTRA Practic 3 ультратонкой очистки

Самая эффективная система очистки молока от соматических клеток

Подробнее

Молочный фильтр UVMILK® ULTRA Active 7 ультратонкой очистки

Самая эффективная система очистки молока от соматических клеток.

Подробнее

Физики изучили расслоение кофе и молока в латте

Если вылить менее плотную жидкость в более плотную, они перемешаются, однако при дальнейшем охлаждении смеси в ней могут возникнуть четко различимые слои. Например, такое разделение происходит в латте — смеси кофе и молока. Физики из США, Швеции и Южной Кореи подробно исследовали это явление и показали, что существует некоторая критическая скорость впрыскивания, ниже которой разделения на слои не происходит. Статья опубликована в Nature Communications.

Чтобы приготовить латте, нужно смешать небольшой объем эспрессо (около 30 миллилитров) и молока (150 миллилитров), разогретых примерно до пятидесяти градусов Цельсия. Конечно, соотношения и температура могут быть другими, но авторы статьи придерживались такого рецепта. Если вылить кофе в молоко, жидкости перемешаются, и возникнет сложная хаотичная структура (картинка b). Однако со временем смесь охладится, и в ней образуется множество слоев, которые отличаются друг от друга концентрацией кофе, а потому границы между ними легко разглядеть (картинка c). Примечательно, что эта структура довольно долго сохраняется — ее можно различить даже спустя несколько десятков минут (картинка d).

Вдохновляясь этим процессом, физики из США, Швеции и Южной Кореи решили более подробно исследовать, как перемешиваются жидкости разной плотности. Только для удобства они выбрали не кофе и молоко, а подкрашенную воду (плотность 0,992 грамм на сантиметр кубический) и 9,1-процентный водный раствор хлорида натрия (1,056 грамм на сантиметр кубический). Объем впрыскиваемой воды равнялся 30 миллилитрам (так же, как и в случае с кофе), начальная температура жидкостей составляла 40 градусов Цельсия, получившаяся смесь охлаждалась до комнатной температуры (22 градуса). Установка могла впрыскивать воду с несколькими различными скоростями.

Оказалось, что процесс расслоения существенно зависит от скорости впрыскиваемой воды. Так, при скорости 0,17 метров в секунду расслоения не происходило — вся краска скапливалась в небольшом слое около поверхности, в котором плотность жидкости плавно менялась. С другой стороны, при скорости 0,37 метров в секунду слои возникали, к тому же краска распространялась на бóльшую глубину. Вообще говоря, образование слоев прекращалось при некоторой критической скорости, примерно равной 0,21 метра в секунду. Интересно, что разделение на слои не пропадало даже в случае легкой встряски банки с раствором.

Помимо экспериментов с реальными жидкостями, физики численно смоделировали разделение на слои, предполагая, что оно определяется процессами диффузии и переноса тепла в жидкости. Перепад температур между нижней и верхней поверхностью банки с раствором ученые полагали постоянным. Полученные картинки в целом совпали с экспериментальными данными.

Кроме того, ученые показали, что исследованный ими процесс можно использовать для создания мягких материалов с четко различимыми слоями. Для этого они впрыскивали со скоростью около одного метра в секунду горячий раствор геля (UltraPure^TM Agarose, Invitrogen) в растворитель, а затем охлаждали его до комнатной температуры. В результате они получили набор слоев геля с различными свойствами: например, модули Юнга верхнего и нижнего слоя отличались почти в пять раз.

Недавно физики исследовали другой интересный эффект, возникающий, когда капля холодного молока падает в горячий кофе. Оказывается, что из-за разницы температур в зазоре между каплей и поверхностью возбуждаются газовые потоки, которые заставляют каплю левитировать.

Дмитрий Трунин

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Плотность молока и вопрос с подвохом о весе галлона молока

Плотность – это количество вещества в единице на единицу объема вещества. Ниже вы можете увидеть уравнение плотности и таблицу со значениями плотности молока, в том числе для цельного, полуобезжиренного и обезжиренного молока в зависимости от температуры. Что делает вопрос плотности на единицу веса сложным, так это то, что плотность меняется в зависимости от температуры и давления. Кроме того, вся загадка США и имперских галлонов делает простой вопрос «каков вес галлона молока» таким сложным.

Каков расщепление/плотность коровьего молока?

Для многих людей молоко — это просто белая жидкость, которая выглядит и имеет текстуру воды, но на ощупь немного «гуще». На самом деле молоко может состоять из воды на 90%, а остальное — это смесь белков, жиров и лактозы (молочного сахара). Тем не менее, это один из самых питательных доступных продуктов и часть рациона миллиардов людей во всем мире.

Поскольку коровье молоко, безусловно, является самым популярным типом молока в западном мире, мы сосредоточимся на нем при рассмотрении ингредиентов и плотности. Точные ингредиенты коровьего молока могут варьироваться, но, как правило, находятся в следующем диапазоне:0003

• Вода около 87%
• Белок от 3% до 4%
• Жир от 4% до 4,5%
• Лактоза (молочный сахар) примерно 4,5%

Теперь посмотрим на плотность молока, которая будет варьироваться в зависимости от ингредиентов по сравнению с содержанием воды. Белок и лактоза (но не жир) плотнее воды, поэтому чем ниже содержание воды в сравнении, тем выше плотность молока. Чем выше содержание воды, тем ниже плотность молока.

Плотность молока: как правильно рассчитать

Основная формула расчета плотности молока:

Плотность = Масса/Объем

Для расчета плотности молока будем использовать следующие цифры: —

Полная полупинка молоко Картона: 256,6 г

Пустое полупинка молоко Картона: 11,9 г

МАССА МАССА МАССОВЫЙ МОЛОКИ: 244,7 г (или 0,2447 кг)

Гроль из половины половины. -пинта:  236 мл (0,00236 м³)

Таким образом, формула выглядит следующим образом:

0,2447 кг/0,000236 м³ = 1036,86 кг/м³

те же цифры):-

1,03686 кг/л

Когда вы смешиваете и сочетаете различные элементы молока для создания другой формулы, это повлияет на плотность.

Плотность молока

В следующей таблице показаны значения плотности молока при различных температурах для разных видов молока:

	Состав продукта		Плотность (кг/л) по адресу:
Продукт	Жир (%)	ОЯТ* (%)	4,4°С	10°С	20°С	38,9°С
Молоко производителя (цельное молоко)	4,00	8,95	1,035	1,033	1,030	1,023
Гомогенизированное молоко	3,6	8,6	1,033	1,032	1,029	1,022
Обезжиренное молоко, упаковка	0,02	8,9	1,036	1,035	1,033	1,026
Усиленный скиммер	0,02	10,15	1,041	1,040	1,038	1,031
Половинка	12,25	7,75	1,027	1,025	1,020	1,010
Половина и половина, форт.	11.30	8,9	1,031	1,030	1,024	1,014
Светло-кремовый	20.00	7,2	1,021	1,018	1,012	1.000
Густые сливки	36,60	5,55	1,008	1,005	0,994	0,978

*SNF означает сухие вещества без жира. Источник данных.

Какова плотность цельного молока?

Плотность цельного молока (производительного молока) составляет 1,035 кг/л при температуре 4,4°C. При повышении температуры молекулы расходятся дальше друг от друга, и жидкость становится менее плотной. Пока не огромные отличия, но цельное молоко на 38,9°C имеет плотность 1,023 кг/л.

Как плотность способствует разделению сливок и молока

При рассмотрении общей плотности молока следует учитывать плотность воды, жира и так называемых твердых обезжиренных веществ. Нежирные вещества имеют большую плотность, чем вода, поэтому они не будут плавать над водяным элементом молока, в то время как жир имеет меньшую плотность, чем вода. Это означает, что жировые шарики всплывут наверх, и в этот момент их можно будет «снять», чтобы получить два продукта; обезжиренное молоко и сливки.

По мере того, как шарики жира медленно поднимаются на поверхность, они создают различную степень плотности молока снизу вверх. Когда жир снимается с верхней части молока, не весь он будет удален, поэтому обезжиренное молоко более плотное, чем произведенное молоко. По сути, менее плотный жировой элемент был разбавлен удалением более мелких глобул, которые всплыли на поверхность.

Какова плотность молока по сравнению с другими жидкостями?

Чтобы оценить плотность молока, мы подумали, что было бы полезно сравнить и сопоставить его с другими веществами:

Источник данных.

Таким образом, хотя вы автоматически предполагаете, что кубик льда плавает в воде, интересно отметить, что, например, детское масло менее плотное, чем кубик льда. Как следствие, если вы выпьете стакан детского масла и поместите в него кубик льда, он упадет на дно стакана. В конце концов, кубик льда растаял, и в стакане образовались два совершенно разных слоя. У вас есть слой воды на дне, который более плотный, чем детское масло, а детское масло лежит выше.

Когда речь идет о жидкостях, плотности и их взаимодействии друг с другом, мы часто принимаем вещи как должное. Например, почему шарик для пинг-понга плавает на любой жидкости, тогда как шарик обычно опускается на дно?

Результаты вас не удивят, но их расчеты плотности дадут вам некоторые сведения:

Плотность мячика для пинг-понга =  0,0840 кг/л

Плотность мрамора =  2,64 кг/л 9003 0 9003

Если сравнить плотность мячика для пинг-понга, то неудивительно, что он плавает практически на любой жидкости. С другой стороны, высокая плотность мрамора означает, что очень мало жидкостей, в которых он мог бы плавать.

Сколько весит галлон молока?

Сколько весит молоко?

Это сложный вопрос, потому что галлоны измеряются по-разному в Великобритании и США.

жидкий галлон Великобритании = жидкий галлон США / 0,83267

жидкий галлон США = 3,78541 литра

жидкий галлон Великобритании = 4,54609 литра

Плотность при 20°C кг/л Вес в килограммах Вес в фунтах Производитель молока 1,03 3,899 8,60 Гомогенизированное молоко 1,029 3,895 8,59 Обезжиренное молоко, упаковка 1,033 3,910 8,62 Усиленный скиммер 1,038 3,929 8,66 Половинка 1,02 3,861 8,51 Половина и половина, форт. 1,024 3,876 8,55 Светло-кремовый 1,012 3,831 8,45 Густые сливки 0,994 3,763 8,30

Вес галлона молока (Великобритания):

		кг	фунтов
Производитель молока	1,03	4,682	10,32
Гомогенизированное молоко	1,029	4,678	10.31
Обезжиренное молоко, упаковка	1,033	4,696	10,35
Усиленный скиммер	1,038	4,719	10,40
Половинка	1,02	4,637	10,22
Половина и половина, форт.	1,024	4,655	10,26
Светло-кремовый	1,012	4.601	10.14
Густые сливки	0,994	4,519	9,96

Сводка

Итак, кто бы мог подумать, что плотность молока и его различных компонентов может быть такой интересной? Теперь мы знаем, почему сливки всплывают наверх, почему шарики для пинг-понга плавают в жидкости и почему шарики опускаются на дно. Однако при рассмотрении плотности конечной переменной, по-видимому, является температура, которая раздвигает плотно связанные молекулы дальше друг от друга и, следовательно, уменьшает их плотность.

Физические свойства молока – молочная наука и технологии, электронная книга

Молочная химия и физика

Мы рассмотрим следующие физические свойства. Дополнительную информацию можно найти в тексте Вальстры.

• Плотность
• Вязкость
• Точка замерзания
• Кислотно-щелочное равновесие
• Оптические свойства

Плотность

Плотность молока и молочных продуктов используется для следующего:

• для преобразования объема в массу и наоборот
• для оценки содержания твердых частиц
• для расчета других физических свойств (например, кинематической вязкости)

Плотность, масса определенного количества материала, деленная на его объем, зависит от следующего:

• температура во время измерения
• температурная история материала
• состав сырья (особенно содержание жира)
• включение воздуха (осложнение с более вязкими продуктами)

С учетом всего этого плотность молока варьируется в диапазоне от 1027 до 1033 кг/м3 при 20°C.

В следующей таблице представлена ​​плотность различных жидких молочных продуктов в зависимости от содержания жира и сухого обезжиренного вещества (СОМО):

	Состав продукта		Плотность (кг/л) при:
Продукт	Жир (%)	ОЯТ (%)	4,4°С	10°С	20°C	38,9°С
Производитель молока	4	8,95	1,035	1,033	1,03	1,023
Гомогенизированное молоко	3,6	8,6	1,033	1,032	1,029	1,022
Обезжиренное молоко, упаковка	0,02	8,9	1,036	1,035	1,033	1,026
Усиленный скиммер	0,02	10,15	1,041	1,04	1,038	1,031
Половинка	12,25	7,75	1,027	1,025	1,02	1,01
Половина и половина, форт.	11,3	8,9	1,031	1,03	1,024	1,014
Светло-кремовый	20	7,2	1,021	1,018	1,012	1
Густые сливки	36,6	5,55	1,008	1,005	0,994	0,978

Вязкость

Вязкость молока и молочных продуктов важна для определения следующего:

• скорость взбивания
• показатели массо-теплообмена
• условия течения в молочных процессах

Молоко и обезжиренное молоко, за исключением охлажденного сырого молока, демонстрируют ньютоновское поведение, при котором вязкость не зависит от скорости сдвига. Вязкость этих продуктов зависит от следующего:

• Температура:
  • более низкие температуры повышают вязкость из-за увеличения объема мицелл казеина
  • при температуре выше 65°C увеличивается вязкость из-за денатурации белков молочной сыворотки
• pH: повышение или понижение pH молока также вызывает увеличение объема мицелл казеина

Охлажденное сырое молоко и сливки проявляют неньютоновское поведение, при котором вязкость зависит от скорости сдвига. Перемешивание может вызвать частичное слипание жировых шариков (частичное взбалтывание), что увеличивает вязкость. Жировые шарики, прошедшие холодовую агглютинацию, могут диспергироваться вследствие перемешивания, вызывая снижение вязкости.

Точка замерзания

Понижение температуры замерзания – это коллигативное свойство , которое определяется молярностью растворенных веществ, а не процентным содержанием по массе или объему. В молочной промышленности точка замерзания молока в основном используется для определения добавленной воды , но ее также можно использовать для определения содержания лактозы в молоке, оценки содержания сухой сыворотки в обезжиренном сухом молоке и для определения активности воды в сыре. Температура замерзания молока обычно находится в диапазоне от -0,512 до -0,550°C, в среднем около -0,522°С .

Правильная интерпретация данных о температуре замерзания по отношению к добавленной воде зависит от хорошего понимания факторов, влияющих на понижение точки замерзания. Что касается интерпретации точек замерзания для определения добавленной воды, то наиболее важными переменными являются состояние питания стада и доступ к воде. При недостаточном питании вызывает повышение температуры замерзания. Значительное временное повышение температуры замерзания происходит после употребления большого количества воды, потому что молоко изоосмотично крови. Основными источниками непреднамеренного добавления воды в молоко являются остаточная промывочная вода и конденсат в доильной системе.

Кислотно-щелочное равновесие

Для измерения кислотности молока используются как титруемая кислотность, так и pH. pH молока при 25°C обычно колеблется в относительно узком диапазоне от 6,5 до 6,7 . Нормальный диапазон титруемой кислотности коровьего молока составляет от 13 до 20 ммоль/л . Из-за большой внутренней изменчивости измерение титруемой кислотности имеет небольшое практическое значение, за исключением измерения изменений кислотности (например, во время молочнокислого брожения), и даже для этой цели pH является лучшим измерением.

В молоке много компонентов, обладающих буферным действием. Основными буферными группами молока являются казеины и фосфаты.

Оптические свойства

Оптические свойства служат основой для многих быстрых непрямых методов анализа, таких как экспресс-анализ по поглощению инфракрасного излучения или светорассеянию. Оптические свойства также определяют внешний вид молока и молочных продуктов. Рассеяние света шариками жира и мицеллами казеина приводит к тому, что молоко становится мутным и непрозрачным. Рассеяние света происходит, когда длина волны света близка к величине частицы. Таким образом, более мелкие частицы рассеивают свет с более короткими длинами волн. Обезжиренное молоко кажется слегка голубым, потому что мицеллы казеина рассеивают более короткие волны видимого света (синего) больше, чем красного. Каротиноидный предшественник витамина А, ß-каротин, содержащийся в молочном жире, отвечает за «сливочный» цвет молока. Рибофлавин придает сыворотке зеленоватый цвет.