Меню

Давление гомогенизации при выработке молочных продуктов мпа

Гомогенизация молока

Часто при получении на предприятии и обработке молочных продуктов наблюдается их неоднородность. С целью предотвращения этой проблемы проводится гомогенизация молока. Процедура заключается в измельчении жировых комком путем механического воздействия специальными приборами.

Для ее качественного выполнения необходимо детально ознакомиться с процессом и рассмотреть такие вопросы: каково назначение гомогенизации; в каких случаях ее эффективность будет максимальна; какая температура необходима для достижения результата; какие бывают режимы и др.

Суть процесса

На вопрос, что такое гомогенизация молока, можно ответить просто –— это разбивание жировых шариков на мелкие частицы с целью обеспечения однородной жирности. Проводится с помощью специального устройства под названием гомогенизатор.

Суть процедуры заключается в прессовании исходного сырья. Под высоким давлением оно пропускается через решетку с микроскопическими отверстиями, что приводит к дроблению его компонентов.

Основное назначение гомогенизации молока — сделать жидкость однородной и обеспечить её длительную сохранность. Так, после обработки процесс отстаивания сливок происходит намного дольше, а сырье сохраняет одинаковую жирность по всей его массе. Кроме этого, такая подготовка придает насыщенный вкус.

Миссия такой обработки может зависеть от того, какая продукция должна получиться на выходе. Так, при изготовлении обезжиренного молока и сливок, главный акцент делается на однородности изделий. Если сырье перед процедурой поддавалось пастеризации, прессование поможет «закрепить» его долговечность. При изготовлении йогуртов, кефиров, сметаны и прочих кисломолочных товаров повышается и стабилизируется их консистенция (они не растекутся, вода не будет отслаиваться).

Для сгущенной консервной продукции такое измельчение играет роль механического консерванта, то есть путем аппаратного воздействия устанавливает внутри изделия долговечные пептидные связи. В сухой заготовке разрушает лишний жир путем окисления. В молочных порошках с наполнителями (какао, порошковые смеси) обработка способствует насыщенности вкуса и хорошей растворимости.

Существует два основных вида гомогенизации: полная и раздельная. Первый вариант подразумевает переработку сырья без выделения из него субпродуктов. Является самым популярным и широко используемым способом на большинстве предприятий. Отличается сравнительной простотой, так как предварительно не требует проведения сложных манипуляций. Также считается экономным вариантом, который позволяет минимизировать отходы при переработке. В ходе дробления образуется сухой нежирный шлак, который часто используется при изготовлении йогуртов.

При втором способе сырье сначала разделяют с помощью сепаратора, затем гомогенизируют только полученные сливки. После этого они вновь соединяются с молоком и отправляются на дальнейшую обработку. Этот метод считается более сложным и используется в основном на предприятиях, специализированных на изготовлении конкретного вида продукции (сырки, йогурты).

Устройство гомогенизации

Процедура обработки молочных товаров данным способом производится в специальной машине под названием гомогенизатор. С помощью сильного давления, высоких температур, а также воздействия ультразвуковых волн и электрического напряжения, продукт приобретает свойства, нужные фермеру в тех или иных ситуациях.

Чертеж гомогенизирующего аппарата

Главным компонентом гомогенизатора с клапанами является головка. В зависимости от модели аппарата и его целевого предназначения, она может иметь одну или две ступени, что позволяет использовать разные режимы гомогенизации молока.

Первая ступень обычно используется для переработки сырья с невысоким процентом жирности. Для производства сливок, заготовок мороженного и йогурта применяются две ступени одновременно. Двойная обработка позволяет разрушить скопления нескольких жировых шаров.

При переходе во вторую ступень основной шар вытягивается, и от него отпадают мелкие прикрепленные частицы. Чем быстрее жир движется в гомогенизаторе, тем мельче частицы от него отрываются. На данный момент зафиксирован только один рекорд, при которой удалось уменьшить жировые капли в десять раз. Этот показатель после пока не удалось превзойти ни одному устройству.

Схема дробления капли жира в клапанном отверстии гомогенизатора

В зависимости от устройства, скорость жировой капли может достигать 200 метров в секунду.

Критика процесса

На практике, негативные последствия от употребления гомогенизированной продукции случаются редко. Но все же некоторые ученые-химики считают процедуру вредной, так как в ходе обработки молочного сырья под прессом возникает большая вероятность образования фермента под названием ксантиноксидаза. Он является катализатором окисления гипоксантина в ксантин, который в свою очередь превращается в мочевую кислоту.

Фермент считается видоизмененной мутировавшей версией ксантиндегидрогеназы. В процессе его мутации кислород внутри соединений превращается в углекислый газ, что приводит к окислительному процессу после употребления такой продукции в пищу.

В человеческом организме избыточное количество данного фермента может привести к развитию подагры. Основное лечение в таком случае направлено на выведение вещества с помощью капельниц и инъекций ликвидирующими препаратами. Также нарушение обмена мочевой кислоты в организме может вызвать почечную недостаточность. Большое количество фермента в кровеносной системе приводит к разрушению клеток печени.

Следует обратить внимание на то, что гомогенизация никаким образом не влияет на структуру и свойства лактозы — основного природного компонента, содержащегося в молоке и производных. Поэтому людям, у которых это вещество вызывает аллергию, не рекомендуется употреблять данного рода продукцию независимо от степени и способа ее изготовления.

В процессе фермент в основном появляется в случае неисправности аппарата и перебоях в его работе. Поэтому рекомендуется регулярно проводить плановые проверки гомогенизатора в обусловленный срок, исходя из интенсивности его работы.

Организация процесса

С целью уменьшения клейкости жировых капель и вязкости сырья, проводится его предварительная тепловая обработка. Температура гомогенизации молока составляет приблизительно 65 градусов.

Также иногда перед прессованием может проводиться пастеризация — нагревание до 100-120 градусов и резкое его охлаждение. Данная процедура помогает убить все ферменты и микроорганизмы, которые могут оказать негативное воздействие на организм. Еще пастеризация делает продукт более термоустойчивым и значительно продлевает его срок годности.

Одним из основных требований к процессу является чистота и стерильность — аппарат должен регулярно проходить санитарную обработку во избежание попадания в продукцию бактерий и вредоносных микроэлементов. Помещения, в которых проводится процедура, тоже обязаны содержаться в чистоте.

С технической стороны данного вопроса, необходимо соблюдать следующие нормы: в среднем, давление должно составлять 10 Мпа. Раздел фаз при таких условиях необходимо увеличить до 500 тысяч квадратных метров на каждую тонну исходного материала.

После заготовку необходимо хранить при температуре 4-6 градусов выше ноля. Такие показатели способствуют максимальной сохранности товаров.

Процесс гомогенизации проходит в несколько этапов:

  1. Перемешивание — на определенной мощности сырье внутри аппарата взбалтывается для однородного распределения жировых капель по всей массе продукта.
  2. Прокачка — молоко проходит через одну или две ступени клапана, в зависимости от того, что необходимо получить в конечном результате переработки. Вследствие данных манипуляций, жировые капли дробятся на мелкие однородные части.
  3. Пастеризация — чаще всего проводится после гомогенизации, за исключением случаев, когда конечной выступает обезжиренный продукт. Суть процесса заключается в нагревании сырья до высоких температур и резком его охлаждении.
  4. На конечном этапе сырье помещают в благоприятную среду с необходимой температурой. Там оно хранится до дальнейшей переработки.

Чтобы эффективность гомогенизации молока была максимально высокой, необходимо выполнять процедуру с четким соблюдением всех инструкций и требований.

Читайте также:  Что пить при низком сердечном давлении таблетки

Изменение структуры молочных продуктов

Гомогенизация оказывает много положительных эффектов на конечный товар. Так, после данного измельчения молоко и сливки становятся однородными, приобретают желтоватый оттенок и специфический запах. Вкус становится более насыщенный.

Энергетическая ценность жиров позволяет использовать такую полученную жидкость как в самостоятельном употреблении, так и в качестве кулинарных добавок (ингредиентов для выпечки и т. д).

После обработки стерилизованных сливочных и молочных продуктов данным способом повышается их термоустойчивость, то есть увеличивается диапазон температур, при которых изделие может храниться без риска быть испорченным. Также почти в два раза продлевается срок годности.

При производстве цельного сухого молока гомогенизация помогает убрать максимальное количество открытого жира, не имеющего белковых мембран. В процессе он быстро окисляется и растворяется под действием кислородного давления.

При обработке йогуртов, кефиров, сметаны повышается упругость и улучшается густота соединений белка. Также процедура уменьшает вероятность образования пленки из жира на поверхности данных изделий.

Для сгущенных молочных лакомств данный способ измельчения жира тоже имеет свою ценность. Он способствует улучшению стойкости консервов перед различными внешними факторами (тепло, перепады температур). Также предотвращает отстаивание и интенсивное отслоение жира в случае хранения на протяжении длительного периода времени.

Для молочных продуктов с наполнителями (какао, сухие смеси и т. д.) такая обработка обеспечивает сразу несколько положительных факторов.

  • способствует улучшению вкусовых качеств и передает насыщенный аромат;
  • регулирует консистенцию, делает ее однородной и вязкой;
  • препятствует появлению осадков, которые могут вызвать негативное впечатление у потребителей.

Вопреки критике и предостережениям ученых, процедура пользуется большой популярностью благодаря целому комплексу положительных факторов. На крупных предприятиях без гомогенизации не обходится приготовление ни одного молочного товара.

Оценка качества

На добротность и полезность процесса переработки сырья влияют такие факторы, как: давление и температура перерабатываемого сырья. От первого из них напрямую зависит степень дробления жировых капель, а от второго — однородность продукта и простота его обработки для аппарата.

Под воздействием давления внутри гомогенизатора происходит ряд манипуляций. Во время движения поршня в левую сторону молоко через клапан попадает в цилиндр. Когда ползун движется обратно, сырье попадает в камеру-усилитель, в которой сконцентрировано самое мощное давление. Параллельно вторая половина сырья просачивается через кольцевое клапанное отверстие в усиливающую трубу. Управление давлением совершается с помощью специального шурупа. Закрепленный в нужном положении, он способствует усилению давления на заслонку. Снаружи установлен датчик с монитором, с помощью которого совершается контроль.

Для достижения максимально эффективного результата от процедуры гомогенизации молоко предварительно рекомендуется подогреть до 65 градусов. В таком состоянии пептидные связи разрушаются намного легче, что способствует равномерному дроблению жировых капель.

Также на эффективность процедуры влияют такие факторы, как быстрота движения сырья в гомогенизирующей головке, особенности и технология сборки аппарата, природные характеристики жировых мембран, уровень кислотности в массе, и, главное, правильность выполнения процедуры и соблюдение всех правил на каждом этапе обработки.

Существует основной критерий, по которому достоверно можно определить, насколько гомогенизация была эффективной. Он имеет название «рабочее давление», и представляет собой разницу в давлении до и после его прохождения через клапан в измельчающей головке. Смысл процедуры заключается в том, чтобы добиться минимального отстоя молока и отделения от него таких субпродуктов, как сливки.

Эффективность определяется следующим фактором: чем дольше продукция будет отстаиваться после данного вида переработки, тем качественнее выполнена процедура. Если же отделение жира произошло в достаточно краткий период времени – это свидетельствует о том, что во время следующей операции необходимо еще больше повысить давление внутри гомогенизатора.

Источник

Рекомендуемые режимы давления при производстве различных видов молочных продуктов

Слайд 1

Тема лекции : «Механическая обработка молочного сырья»

Мы преступаем к изучению нового раздела этой темы и сегодня поговорим о гомогенизации молочного сырья.

Итак,раздел лекции «Гомогенизация молочного сырья»

Перед тем как преступить к подробному изложению материала лекции я хотел проверить то, как вы усвоили материал предыдущий лекции.

Проверка опорных знаний студентов

1. Что понимают в молочной промышленности под нормализации молочного сырья?

2. Какие способы нормализации молока Вы знаете? Как осуществляют нормализацию молоко выше перечисленными способами?

3. При производстве каких молочных продуктов осуществляют нормализацию молока по жиру?

4. Как нормализуют молоко по массовой доли сухих или сухих обезжиренных веществ?

5. Чем нормализуют цельное молоко в резервуаре, в случае, когда массовая доля жира в нормализованном молоке, меньше чем в исходном и наоборот.

6. Что отводится из сепаратора при нормализации молока в потоке, если массовая доля жира в нормализованном молоке меньше чем в цельном молоке и наоборот.

Преступим к написанию плана лекции:

Слайд 2

ПЛАН ЛЕКЦИИ

1. Гомогенизация в молочной промышленности. Положительные и отрицательные стороны проведения процесса гомогенизации

2. Стабилизация жировой эмульсии в молочном сырье

3. Структура оболочки жировых шариков

4. Сущность гомогенизации молока и молочных продуктов

5. Одноступенчатая и двухступенчатая, полная и раздельная гомогенизация

6. Основные факторы, влияющие на эффективность гомогенизации

7. Влияние гомогенизации на состав и свойства молока

1. Гомогенизация в молочной промышленности. Положительные и отрицательные стороны проведения процесса гомогенизации.

Гомогенизация это технологическая операция, которая нашла широкое применение в пищевой промышленности. Ее применяют для получения продуктов с однородной консистенцией. Так гомогенизацию применяют для получения однородной консистенции колбасного фарша в мясной промышленности. Эта обязательная операция при производстве детских продуктов питания. Ее применяют в кондитерском и плодоовощном производстве для получения однородной консистенции фруктово-ягодных соков с мякотью, при производстве пюре и повидла, а также в других отраслях пищевой промышленности.

В молочной же промышленности под гомогенизацией принято понимать процесс дробления жировых шариков и частичное разрушение белковых веществ молока и сливок, имеющих диаметр выше 140 нм. Гомогенизацию применяется при производстве пастеризованного и стерилизованного молока и сливок, молочных сухих и сгущенных консервов, кисломолочных продуктов и т.д.

Впервые процесс гомогенизации был применен и разработан французским ученым Голенном в 1899 г. Несколько позднее Фокс вместе со своими коллегами исследовал жиропротеиновый комплекс, полученный в результате гомогенизации. Он доказал, что казеин является протеиновым слагаемым комплекса и что он, возможно, связан с жировой фракцией через полярные силы притяжения

Целью гомогенизации является предотвращение самопроизвольного отстаивания жира в производстве молочных продуктов, сохранение однородной консистенции продукта без расслоения.

Процесс гомогенизации, как любой технологический процесс, в производстве молочных продуктов имеет свои положительные и отрицательные стороны.

Слайд 3

Положительные стороны процесса:

· Уменьшение размеров жировых шариков, что предотвращает отстой сливок;

· Исключает появление свободного жира, повышает устойчивость к окислению молочного жира, тем самым увеличивает сроки хранения молочных продуктов;

· Регулирует структурно-механические свойства молочно-белковых сгустков;

· Придает, более белый и аппетитный цвет молочным продуктам;

· Улучшает вкус и аромат молочных продуктов;

· Повышает сохранность кисломолочных продуктов, изготавливаемых из гомогенизированного молока.

Слайд 4

Отрицательные стороны процесса.

· Снижение эффективности сепарирования гомогенизированного молока;

Читайте также:  Большое давление масла в двигателе газ 53

· Возникновение повышенной чувствительности к свету и как следствие возникновение «солнечного привкуса»;

· Пониженная термоустойчивость, гомогенизированных молока и сливок;

· Непригодность гомогенизированного молока для производстве сыров и творога, так как сгусток плохо отделяет сыворотку.

Перед тем как перейти к более подробному изучению процесса гомогенизации давайте вспомним те знания, которые вы получили при прохождении летней технологической практики, отдельные темы из пройденных вами курсов физической, коллоидной химии, биохимии, физики-химии молока, а также первые лекции дисциплины «Общая технология молочной отрасли», где мы говорили о составе коровьего молока и отдельных свойствах его компонентов.

2.Стабилизация жировой эмульсии в молочном сырье

Слайд 5

Молоко и сливки являются примерами эмульсий «жир (масло) в воде». Молочный жир существует в виде небольших шариков или капель, диспергированных в молочной плазме. Их диаметр составляет 0,1-20 мкм (1 мкм=0,001 мм). Средний их размер равен 3-4 мкм, и они присутствуют в количестве порядка 15 млрд. в 1 мл. Данные эмульсии стабилизированные наличием очень тонкой оболочки толщиной 5-10 нм (1 нм=10 -9 м), окруженные шарики имеют сложный состав.

Стабильность жировой эмульсии молока и сливок (сопративляемость жировых шариков агрегации) имеет большое значение при производстве молочных продуктов. При производстве одних продуктов желательно как можно дольше сохранить жировую эмульсию стабильной (пастеризованное и стерилизованное молоко и сливки, кисломолочные продукты, а при производстве других, желательно наиболее полно разрушить жировую эмульсию, для агрегации жировых шариков (производство коровьего масла).

Слайд 6

В спокойном состоянии в свежем молоке уже через 20-30 мин после выдаивания появляется слой отстоявшихся сливок, что обусловлено наличием разницы между плотностями молочного жира (994-1025 кг/м 3 ) и молочной плазмы (1034-1040 кг/м 3 ).

Слайд 7

Скорость подъема жировых шариков подчиняется закону Стокса, но их маленькие размеры замедляют процесс выделения сливок.

где r – радиус жирового шарика;

g — ускорение свободного падения;

п – плотность плазмы;

ж – плотность жирового шарика;

m — динамическая вязкость.

Слайд 8

На скорость всплывания жирового шарика влияет:

— разница между плотностями жира и плазмы молока;

— размер жировых шариков;

— вязкость молока и сливок;

Стабильность эмульсии молочного жира определяют состав, свойства и число компонентов оболочки жирового шарика.

Слайд 9

На стабильность эмульсии молочного жира влияют следующие факторы:

· быстрое охлаждение, длительное хранение и перемешивание молока при низких температурах;

· стабильность оболочки жировых шариков, которая зависит от рН оболочечного белка (наибольшая стабильность при рН 6,0-7,0)

· механическая обработка (перемешивание, перекачивание по трубопроводам, центробежная очистка, сепарирование и др.)

· тепловой обработке (пастеризация, стерилизация, термовакуумная обработка).

Дестабилизация эмульсии молочного жира может привести к расслоению на две непрерывные фазы: жировую и водную и в конечном итоге к эмульсии обратного типа «вода в масле». Такое явление желательно при производстве коровьего масла и крайне нежелательно при производстве таких продуктов, как питьевое молоко и сливки, кисломолочные продукты, сгущенные и молочные продукты и т.д., так как дестабилизация молочного жира нежелательна во избежание появления «свободного» жира, ухудшения качества продукта и снижения его стойкости при хранении.

Слайд 10

Натуральное гомогенизированное и негомогенизированное коровье молоко различается степенью дисперсности молочного жира.

Теоретически считается, что для исключения самопроизвольного отставания жира размер жировых шариков не должен превышать 1 мкм. Практически гомогенизацией достигается размер 1-2 мкм

Устойчивость эмульсии молочного жира обусловлена наличием липопротеиновых оболочек на поверхности жировых шариков, препятствующих их слиянию (коалисценции). Оболочка представляет собой гелеобразную пленку, плотно прилегающую к жировой глобуле.

3. Структура оболочкижировых шариков

Оболочки жировых шариков состоят из двух слоёв, имеющих различный состав и физико-химические свойства.

Слайд 11

Во внутреннем слое находиться нерастворимый липопротеиновый комплекс, который представляет собой прочно связанные глобулярные белки с фосфолипидами. Он достаточно хорошо удерживается на поверхности жировых шариков и претерпевает изменения только при сравнительно энергичной обработке (замораживание, интенсивном механическом воздействии, под влиянием химических веществ).

Этот слой структурно подобен биологическим клеточным мембранам и является матричным слоем, обеспечивающим устойчивость жировой эмульсии.

Внешний слойоболочки образован липопротеиновыми комплексами, легко десорбирующимися (разрушающимися) при технологической обработке. В этом случае поверхность оболочки модифицируется (адсорбция) за счёт белков плазмы.

Обратимость процессов десорбция-адсорбция веществ оболочек и компонентов плазмы на поверхности жировых шариков и роль этих явлений в технологической переработке молока отмечена многими авторами.

Между внутренним слоем и поверхностью жирового шарика существует слой высокоплавких триглицеридов.

Слайд 12

Многослойность оболочки подтверждается электронно-микроскопическими исследованиями.

В среднем можно принять, что содержание оболочечного вещества приблизительно 1% по отношению к жировой фазе (1г на 100 г жира)э

Из этого количества на белки приходиться 30-40%, фосфолипиды 20-30% и высокоплавкие триглицириды 40-50%.

Применение механического воздействия при гомогенизации приводит к разрушению натуральной оболочки и дроблению крупных жировых шариков на более мелкие. Вместе с тем мелкие, вновь образующиеся жировые шарики, снова должны быть покрыты оболочкой, иначе будет нарушена стабильность жировой эмульсии в молоке, что приведет к образованию «свободного» жира.

Площадь поверхности жировых шариков после гомогенизации увеличивается в 10 раз. В негомогенизированном молоке площадь поверхности жировых шариков в 1 мл составляет 1,2-1,5 м 2 . В гомогенизированном молоке она достигает 15 м 2 .

Слайд 13

Под действием гидромеханических сил, возникающих в гомогенизирующем устройстве гомогенизатора, кроме разрушения и дробления жировых шариков претерпевает изменение и структура казеина.

Мицелла казеина представляет собой рыхлый агрегат субмицелл, разделенный прослойками дисперсионной среды. Современные исследования позволяют предположить, что сначала разрушается четвертичная мицелла казеина, после его происходит перестройка третичной структуры казеина. Далее происходит перестройка вторичной структуры казеина, что ведет к развертыванию полипептидных белковых цепей и «растеканию» их по поверхности жировой глобулы, что обеспечивает формирование гелеобразного межфазного адсорбционного слоя на поверхности раздела фаз жир – плазма. Поэтому в процессе гомогенизации часть плазменных белков идет на образование оболочек, образовавшихся новых шариков, а часть фосфатидов переходит с поверхности жировых шариков в плазму молока. Этот процесс способствует стабилизации высокодисперсной жировой эмульсии гомогенизированного молока. Поэтому при высокой дисперсности жировых шариков гомогенизированное молоко практически не отстаивается.

4. 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:

  1. Главный двигатель привода
  2. Клиноременная передача
  3. Указатель давления
  4. Кривошипношатунный механизм
  5. Поршень
  6. Уплотнение поршня
  7. Литой насосный блок из нержавеющей стали
  8. Клапаны
  9. Гомогенизирующая головка
  10. Гидравлическая система
Читайте также:  Болиголов понижает или повышает давление

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=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.

5. 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 %

6. Основные факторы, влияющие на эффективность гомогенизации.

Эффективность гомогенизации молока определяет рабочим давлением, температурой, скоростью движения продукта при прохождении через гомогенизирующую головку, составом и свойствами компонентов, образующих оболочку жировых шариков, кислотностью, а так же последовательностью технологических операций.

Рабочее давление представляет собой разность давления продукта до и после клапанной щели гомогенизирующей головке. Его величина определяется неразделяемостью молока при данном размере (после гомогенизации) жирового шарика и расходом энергии.

Неразделяемость молока зависит от скорости отстоя молочного жира. Если в молоке не будет обнаружено заметного отстоя в течение данного срока хранения, то цель гомогенизации будет достигнута, и давление изменять не следует.

Слайд 19. и Слайд 20

Следующий слайды демонстрирует нам как изменяется дифференциальная кривая распределения жировых шариков по размерам в зависимости от давления гомогенизации.

При повышении давления увеличивается механическое воздействие на продукт, при этом увеличивается механическое воздействие на продукт, при этом уменьшается средний диаметр жировых шариков.

Слайд 21

Оптимальное давление гомогенизации находится в диапазоне 10-20 МПа.

С повышением массовой доли жира и сухих веществ в молочных продуктах давление гомогенизации необходимо снижать.

Слайд 22 Рекомендуемые режимы давления при производстве различных видов молочных продуктов

Рекомендуемые режимы давления при производстве различных видов молочных продуктов

Наименование продукта Давление гомогенизации, МПа
Молоко 10-15
Сливки 5-10
Сметана 7-12
Мороженое 7-15
Сухие и сгущенные молочные консервы от 5-6 до 17-19
Стерилизованные молочные продукты 20-25

Конструктивные особенности гомогенизаторов различных видов вы будите изучать в дисциплине – оборудование. Гомогенизаторы, используемые для производства различных видов молочных продуктов представлены на слайдах.

Слайд 23

Температура молока при гомогенизации является важным параметром, влияющим на эффективность процесса. Понижение температуры приводит к повышению вязкости молока и, как следствие, к образованию скоплений молочного жира и их отстаиванию. Отстаивание сливок возрастает при температуре 30-40 0 С. При высокой температуре в гомогенизирующей головке могут образовываться белковые отложения, что отрицательно сказывается на работе гомогенизатора. В нормативной документации температура гомогенизации при выработке большинства молочных продуктов определена в диапазоне 60-65 0 С.

Слайд 24 Место расположениягомогенизатор в технологической линии представлено на следующем слайде.

При выборе очередности технологических операций связанных с вопросом как осуществлять операцию гомогенизации до пастеризации или после пастеризации при производстве молочных продуктов имеется определенная зависимость. Там, где используется высокотемпературная обработка молочных смесей, гомогенизацию лучше проводить после пастеризации или высокотемпературной обработке.

При повышении кислотности молока снижается эффективность гомогенизации. Это объясняется тем, что уменьшается стабильность белков и образуются белковые агломераты, затрудняющие диспергирование шариков. При рН ниже 6,6 снижается эффективность гомогенизации.

При гомогенизации молочного сырья повышенной плотности, вязкости необходимо снижать давление гомогенизации, либо повышать температуру.

Слайд 25

Существуют аналитические методы определения эффективности гомогенизации. их можно разделить на две группы.

I Определение скорости отстаивания сливок

Метод USPH – определение времени отстаивания сливок — это взять образец, выдержать его определенное время и затем проанализировать.‘

NIZO –при этом методе образец определенным объемом центрифугируют в течении 30 минут на скорости 1000 об/мин при температуре 40 º .Берут часть навески определенной жирностью нижнего слоя, делят на жирность всего образца и полученный результат умножают на 100. Это соотношение называют значением NIZO.

Для пастеризованного молока оно обычно составляет 50-80 %.

II Фракционный анализ

Распределение размеров частиц или капель в образце можно определить хорошо разработанным методом с применением установки лазерной дифракции, которая посылает лазерный луч в образец, находящийся в кювете. степень рассеивания света будет находится в зависимости от размеров и количества частиц, содержащихся в исследуемом молоке. (Слайд с рисунком)

7.Влияние гомогенизации на состав и свойства молока

· При гомогенизации уменьшаются размеры жировых шариков, и увеличивается их общее количество.

· При сепарировании гомогенизированного молока не достигается полного выделения из него сливок (повышается жирность обрата).

· Развитая поверхность жировой эмульсии повышает усвояемость организмом человека молочного жира.

· При гомогенизации молока отмечается рост как титруемой, так и активной кислотности (действие фермента липазы на молочный жир), увеличивается пенообразование. повышается вязкость и т. д.

Эти изменения необходимо учитывать при разработке и ведении технологического процесса переработке молока.

Слайд 26. Вопросы для самоконтроля представлены на следующем слайде.

Слайд 27. Рекомендуемая литература

Слайд 28. Спасибо за внимание занятие окончено

Источник

Adblock
detector