Сгущение. Суть стадии сгущения состоит в частичном удалении свободной воды при условии сохранения системы в текучем состоянии при заданной температуре. Существуют следующие способы удаления воды: криоконцентрирование, молекулярная фильтрация и выпаривание.

Криоконцентрирование - это удаление воды в замороженном виде. При этом массовая доля сухих веществ повышается до 30-40 %. Составные части молока изменяются незначительно.

Молекулярная фильтрация основана на удалении воды при помощи обратного осмоса через мембраны с диаметром пор 1-3 нм под давлением не более 5 МПа. Массовая доля сухих веществ цельного молока повышается до 18 %, обезжиренного молока и сыворотки - до 30-35 %. Этот способ обеспечивает высокое качество продукта.

Выпаривание основано на парообразовании при температуре 45-83 °С в разреженном пространстве. В молочной промышленности применяют пленочные и циркуляционные вакуум-выпарные установки (ВВУ), которые состоят из одного или нескольких корпусов (ступеней). Более экономичными и выгодными по технологическим показателям являются многокорпусные ВВУ, где по мере перехода сгущаемого сырья из одного корпуса в другой массовая доля сухих веществ повышается, а температура выпаривания снижается. Этим обеспечивается наиболее полное сохранение исходных свойств молока. Пример температурного режима трехкорпусной ВВУ:

→ → →

В промышленности применяют циркуляционные и пленочные ВВУ. В циркуляционных установках выпаривание осуществляется из объема сгущаемого сырья, сгущенный продукт выпускают циклами (варками). Аппарат заполняют сырьем до рабочей вместимости, равной примерно 0,6 от объема испаряемой влаги в час. Продолжительность цикла колеблется от 10 до 20 час. В пленочных ВВУ поступление сырья и выход продукта происходят в потоке. Выпариваемое сырье нагревается при нисходящем или восходящем движении его по поверхности нагрева пленкой толщиной 2-10 мм, при этом продолжительность теплового воздействия составляет 3-15 мин.