Оборудование

Комлексная переработка молока и молочных продуктов

А.Б. Терентьев, Д.А. Мельник, А.А. Баклин, А.Ф. Чамин
Пензенская государственная технологическая академия (г. Пенза, Россия)
Статья посвящена описанию конструкции установки для комплексной обработки молока и молочных продуктов – стерилизации, дезодорации и гомогенизации.
24.03.2019

Обработка молока и молочных продуктов сопровождается протеканием механических и тепловых процессов. К ним относятся пастеризация, стерилизация, дезодорирование, гомогенизация продуктов и др.

Применяемое в молочной промышленности оборудование для тепловой обработки молока представляет собой, как правило, отдельные аппараты, например пастеризационно-охладительные или стерилизационные установки. Совершенствование технологического оборудования для стерилизации молока, работающего как по принципу косвенного нагрева, так и в режиме прямой термообработки, является актуальной задачей. Однако нагрев молока до высокой температуры при непосредственном контакте с паром и охлаждение за счет самоиспарения является наиболее прогрессивным способом тепловой обработки молока.

В некоторых пастеризационно-охладительных установках применяют устройства для удаления нежелательных запахов и привкусов – дезодораторы. Дезодораторы бывают с инжекцией острого пара в продукт при атмосферном давлении и вакуумные.

 Гомогенизация продуктов осуществляется в гомогенизаторах клапанного типа или роторных гомогенизаторах-пластификаторах. Гомогенизаторы клапанного типа служат для обработки молока и сливок с целью их расслаивания при хранении. Гомогенизаторы-пластификаторы роторного типа применяют для изменения консистенции таких молочных продуктов, как плавленые сыры и сливочное масло. В обработанном с их помощью сливочном масле
водная фаза диспергируется, в результате чего продукт лучше хранится.

Таким образом, перечисленные известные процессы проводятся на различном пищевом оборудовании в различных технологических условиях и с различной эффективностью, при этом обеспечивается проведение только одной технологической операции производства молока.

Недостатками существующего оборудования являются невысокая степень турбулизации потока молочного сырья, а также ограничение процесса проведением только одной технологической операции производства молока. В частности, гомогенизация осуществляется путем организации вихревого приосевого субкавитирующего режима течения в вихревой трубе путем тангенциальной подачи жидкости. Однако тангенциальные завихрители, с помощью которых жидкость вводится в трубу через тангенциальные отверстия, требуют дополнительной установки в трубах осевых завихрителей. Наибольшую крутку непосредственно за собой создают лопаточные завихрители.

Целью исследований является повышение диспергирования продукта за счет усиления процессов турбулизации сырьевого потока, осуществляемых с помощью размещенного в установке аксиально-лопаточного завихрителя, а также обеспечение комплексной механической и тепловой обработки молока за
счет размещения в установке парового инжектора и камеры смешения.

Для достижения этой цели предлагается использовать установку для комплексной обработки молока (рис. 1). Установка предназначена для последовательного проведения стадий стерилизации с дезодорированием и гомогенизации.установка.jpg
Значительных турбулентных пульсаций можно достичь, применяя создание вихревых закрученных потоков. Шарики жира молочных продуктов, находясь в таком потоке, теряют устойчивость, липидные оболочки разрушаются и шарики делятся.

На рис. 2 представлен аксиально-лопаточный завихритель, который размещается в головке гомогенизатора для усиления турбулентности потока продукта. Закрученный поток в осесимметричных каналах относится к группе пространственных течений в поле центробежных массовых сил. Он характеризуется отношением двух составляющих (осевой и вращательной) скоростей, наличием поперечного и продольного градиентов давления, значительными турбулентными пульсациями.
завихритель.jpg

Установка состоит (рис. 1) из парового инжектора 1, камеры смешения 2, сопла Лаваля 3, аксиально-лопаточного завихрителя 4 и гомогенизирующей головки.

При работе установки сырье под давлением попадает в камеру смешения 2, где молоко смешивается с поступающим из парового инжектора 1 потоком очищенного водяного пара. В данной части установки протекают процессы стерилизации молока совместно с его дезодорированием. Далее с помощью аксиально-лопаточного завихрителя 4 происходит турбулизация и диспергирование молочного продукта. Конечной стадией гомогенизации является истечение продукта через регулируемый зазор гомогенизирующей головки.

Таким образом, применение установки для комплексной обработки молока существенно повышает гомогенизацию продукта за счет усиления его диспергирования при прохождении через аксиально-лопаточный завихритель, при этом в установке с помощью парового инжектора, камеры смешения и гомогенизирующей головки последовательно проводятся стадии стерилизации, дезодорирования и гомогенизации продукта. Установка может быть применена в любой другой отрасли, решающей аналогичные задачи. Изготовление установки не требует разработки новых материалов или новых технологий. 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Антипов С.Т., Кретов И.Т., Остриков А.Н. Машины и аппараты пищевых производств. – М. : Высшая школа, 2001. – 680 с. 
2. Терентьев А.Б. Установка для комплексной обработки молока / Терентьев А.Б. [и др.]. Патент RU 2421983 29.12.2008 г.

Источник: XXI век: Итоги прошлого и проблемы настоящего плюс. 2013. № 6. С. 137-139.