Сущность гомогенизации молока и молочных продуктов
В настоящее время достаточно обоснованной теории гомогенизации нет, а сущность процесса заключается в следующем.
Диспергирование жировых шариков, т. е уменьшение их размеров и равномерное распределение в молоке, достигается воздействием на молоко значительного внешнего усилия (давление, ультразвук, гидравлический удар, высокочастотная электрическая обработка и др.) в специальных аппаратах - гомогенизаторах.
Слайд 14
Наибольшее распространение в молочной отрасли получила гомогенизация молока при продавливании его через кольцевую клапанную щель гомогенизирующей головки машины. Жировые шарики, проходя через эту щель и диспергируются.
При этом применяются гомогенизаторы высокого и низкого давления, или клапанновые гомогенизаторы, создающие максимальный эффект гомогенизации.
Клапанновый гомогенизатор – это аппарат высокого давления, на нагнетательной линии которого установлен гомогенизирующий клапан.
|
Гомогенизатор состоит из основных узлов и деталей:
|
Теории гомогенизации дают объяснение влияния различных параметров на эффективность гомогенизации.
Существуют множество различных теорий объясняющих процессы, происходящие в гомогенизирующем устройстве клапанного гомогенизатора. Это теория разрушения шариков турбулентными водоворотами («микровихрями»), теория кавитации.
Слайд 15
Удачное представление о диспергировании жировых шариков в клапанном гомогенизаторе предложено Н.В. Барановским. По его мнению, клапанный гомогенизатор - это плунжерный насос высокого давления.
Механизм дробления жировых шариков заключается в следующем. В гомогенизирующем клапане на границе седла гомогенизатора и клапанной щели имеется порог резкого изменения сечения потока, а следовательно, и изменения скорости движения. При переходе от малых скоростей движения к высоким жировой шарик деформируется: его передняя часть, включается в поток гомогенизирующей щели с большой скоростью, вытягивается в нить и дробится на мелкие капельки.
Слайд 16
По теории Н.В. Барановского, эффективность гомогенизации зависит прежде всего от скорости потока v1 при входе жидкости в клапанную щель. Чем выше скорость v1, тем интенсивнее вытягивается жировая капля в нить, тем тоньше эта нить и, следовательно, меньше по размерам образующиеся капли. В свою очередь, скорость потока v1, зависит от перепада давлений (∆р=р0-р1).При повышении давления скорость увеличится пропорционально квадратному корню из перепада давлений Н.В. Барановским предложена формула расчета давления гомогенизации для получения заданного размера жирового шарика:
,
Слайд 17
Головка машины может быть одно – или двухступенчатой. Вторая ступень обычно работает при более низком давлении, чем первая Применение одно – или двух ступенчатой гомогенизации зависит от вида вырабатываемых молочных продуктов.
Одноступенчатая и двухступенчатая гомогенизация
Одноступенчатую гомогенизацию используют для гомогенизации
- продукции с низкой жирностью;
- продукции, требующей высокой вязкости (образования определенных агломератов)
Двухступенчатую гомогенизация используют прежде всего для разрушения скоплений жировых шариков:
- в продуктах с высоким содержанием жира;
- в продуктах с высоким содержанием сухих веществ;
- в продуктах, для которых требуется низкая вязкость
- для достижения максимальной эффективности гомогенизации (микронизации).
Слайд 18.
На следующем слайде мы можем видит как осуществляется процесс диспергирования жировых шариков после прохождения первой и второй ступени гомогенизации.
При выработке молочных продуктов можно использовать полную или раздельную гомогенизацию.
При полной гомогенизации – гомогенизируют весь объём перерабатываемого молока;
При раздельной гомогенизации – молоко сепарируют, полученные сливки гомогенизируют, смешивают с обезжиренным молоком и направляют на дальнейшую обработку. При этом повышается производительность в 2,5 раза, расход энергии снижается до 65 %, так как количество гомогенизированного продукта уменьшается на 50-70 %