ГОМОГЕНИЗАЦИЯ В ПРОИЗВОДСТВЕ МОЛОЧНЫХ ПРОДУКТОВ


Гомогенизация многих продуктов питания, находящихся в жидком и пастообразном состоянии, в настоящее время становится одним из основных видов обработки в массовом производстве. Благодаря данному процессу продукт не расслаивается при длительном хранении или транспортировке. Другие виды обработки, как правило, аналогично качественного эффекта не дают.

Гомогенизацией принято называть процесс дробления жировых шариков, находящихся в молоке, на более мелкие в ходе диспергирования и последующее равномерное распределение по всему объему готового продукта. Ее используют при производстве пастеризованного и стерилизованного молока, молочных напитков, сливок, йогуртов, молочных десертов, восстановленного и сгущенного молока,
продуктов детского питания, ЗЦМ, смесей для мороженного и др.

Рис.1. Гомогенизатор

 

Гомогенизаторы Bertoli
Гомогенизатор высокого давления – это аппарат, состоящий из объемного плунжерного насоса высокого давления и клапана гомогенизации. Поскольку эффект клапана гомогенизации основан на перепаде давления во время прохождения
продукта через выпускной канал, то для сохранения минимальной ширины проходного канала необходимо увеличить диаметр клапана. Однако в то же время увеличивается усилие гомогенизации (с увеличением площади), а также клапан
становится большим, тяжелым, и сложным в эксплуатации.

Рис.2. Клапан высокой эффективности Bertoli

Итальянская компания «Bertoli» уже более 40 лет производит гомогенизаторы  различных  моделей  и  комплектаций  с  производительностью  10-60  тыс.  л/час  и  давлением  гомогенизации 1-2000 бар. В компании проводятся исследовательские работы по подбору материалов, совершенствованию технологии гомогенизации и энергосбережения, а также анализа гидродинамики потоков и структурных изменений контактирующих материалов.

Более того, специалисты Bertoli разработали и запатентовали клапан высокой эффективности, заключающийся в увеличении периметра  проходного  канала  в  виде  лепестков  ромашки  – MARGHERITA (итал.).

Рис.3. Проходная головка гомогенизатора:а – радиальное классическое исполнение; б – MARGHERITA.

Принцип работы

Продукт  входит  в  компрессионную  головку  и  подвергается сжатию  плунжерным  насосом.  На  выходе  из  компрессионной головки,  установлен  клапан  гомогенизации.  Регулируя  расстояние между клапаном гомогенизации и ударной головкой, создается  необходимое  давление.  Регулировка  производится посредством гидропневматической системы, установленной на узле гомогенизации.

Рабочая высота клапана гомогенизации составляет примерно 0,1 мм (100 размеров частички жира в молоке); скорость потока продукта через клапан гомогенизации варьируется в пределах от 100-400 м/с, время прохождения 10-15 микросекунд. В этот период времени все давление, переданное жидкости, переводится в кинетическую энергию: меньше 1% необходимой энергии используется для процесса гомогенизации. Оставшаяся часть энергии трансформируется в тепло и поэтому продукт согревается в момент прохода через клапан гомогенизации. К примеру, для молока температура продукта увеличивается на 1°C каждые 40 бар давления гомогенизации.

Ступени гомогенизации

Гомогенизаторы могут быть одно- или двухступенчатыми. Применение одно- или двухступенчатой гомогенизации зависит от вида вырабатываемых молочных продуктов.

В  частности,  одноступенчатые  машины  используются  для гомогенизации  продуктов  с  высоким  содержанием  жира,  для которых  требуется  определенная  вязкость  (для  образования кластеров частиц жира). Двухступенчатые машины используются для устранения этих кластеров или для продуктов с волоконной основой или эмульсий.

В  обоих  случаях  общим  давлением  гомогенизации  является давление первой ступени гомогенизации, но в гомогенизаторах с  двумя  ступенями,  для  оптимизации  процесса  гомогенизации целесообразно  применять  противодавление  в  5-6  раз  меньше давления  первой  ступени.  Это  позволяет  при  гомогенизации волокнистых продуктов или эмульсий с высоким содержанием жира, где после обработки на первой ступени гомогенизации могут образовываться агломераты разбитых частичек жира, проводить устранение этих агломератов в двухступенчатых машинах.

Рис.4. Распределение частиц после 1-ой и 2-ой ступени гомогенизации

Применение

Преимущества  гомогенизации  хорошо  известны  в  молочной отрасли. Она позволяет получить более стабильный продукт с длительным сроком хранения, улучшить вкус продукта, сократить количество добавок и четко обозначить состав продукта.

Сейчас, благодаря новым совершенствованиям, гомогенизаторы нашли применение и во многих других отраслях пищевой промышленности:  кондитерской,  консервной,  при  изготовлении фруктовых и овощных паст, соков, кетчупов, майонезов и многих других продуктов.

В процессе гомогенизации выбор подходящих материалов и компонентов,  подверженных  износу,  имеет  решающее  значение для обеспечения хорошего уровня надежности машины и снижения затрат на управление и обслуживание. Bertoli может предоставить материалы, специально разработанные для удовлетворения самых требовательных технических стандартов, таких как сплавы и синтетизированные материалы, устойчивые к коррозии и износу, керамические изделия.