Гомогенізація багатьох продуктів харчування, що перебувають у рідкому та пастоподібному стані, в даний час стає одним з основних видів обробки в масовому виробництві. Завдяки цьому процесу продукт не розшаровується при тривалому зберіганні або транспортуванні.
Інші види обробки, як правило, аналогічно якісного ефекту не дають. Гомогенізацією прийнято називати процес дроблення жирових кульок, що знаходяться в молоці, на більш дрібні в процесі диспергування і подальший рівномірний розподіл по всьому об’єму готового продукту. Її використовують при виробництві пастеризованого і стерилізованого молока, молочних напоїв, вершків, йогуртів, молочних десертів, відновленого і згущеного молока, продуктів дитячого харчування, ЗЦМ, сумішей.
Рис.1. Гомогенізатор
Гомогенізатори Bertoli
Гомогенізатор високого тиску – це апарат, що складається з об’ємного плунжерного насоса високого тиску і клапана гомогенізації. Оскільки ефект клапана гомогенізації заснований на перепаді тиску під час проходження продукту через випускний канал, то для збереження мінімальної ширини прохідного каналу необхідно збільшити діаметр клапана. Проте в той же час збільшується зусилля гомогенізації (зі збільшенням площі), а також клапан стає великим, важким і складним в експлуатації.
Рис.2. Клапан високої ефективності Bertoli
Італійська компанія «Bertoli» вже більше 40 років виробляє гомогенізатори різних моделей і комплектацій з продуктивністю 10-60 тис. л / год і тиском гомогенізації 1-2. У компанії проводяться дослідницькі роботи з підбору матеріалів, удосконаленню технології гомогенізації та енергозбереження, а також аналізу гідродинаміки потоків і структурних змін контактуючих матеріалів. Більше того, фахівці Bertoli розробили та запатентували клапан високої ефективності, що полягає у збільшенні периметра прохідного каналу (Італ.).
Рис.3. Прохідна головка гомогенізатора: а – радіальне класичне виконання; б – MARGHERITA.
Принцип роботи
Продукт входить у компресійну головку і піддається стиску плунжерним насосом. На виході з компресійної головки, встановлений клапан гомогенізації. Регулюючи відстань між клапаном гомогенізації і ударною головкою, створюється необхідний тиск. Регулювання здійснюється за допомогою гідропневматичної системи, встановленої на вузлі гомогенізації. Робоча висота клапана гомогенізації становить приблизно 0,1 мм (100 розмірів частинки жиру в молоці); швидкість потоку продукту через клапан гомогенізації варіюється в межах від 100-400 м/с, час проходження 10-15 мікросекунд. У цей час весь тиск, переданий рідини, перетворюється на кінетичну енергію: менше 1% необхідної енергії використовується процесу гомогенізації. Решта енергії, що залишилася, трансформується в тепло і тому продукт зігрівається в момент проходу через клапан гомогенізації. Наприклад, для молока температура продукту збільшується на 1°C кожні 40 бар тиску гомогенізації.
Принцип роботи
Продукт входить у компресійну головку і піддається стиску плунжерним насосом. На виході з компресійної головки, встановлений клапан гомогенізації. Регулюючи відстань між клапаном гомогенізації і ударною головкою, створюється необхідний тиск.
Регулювання здійснюється за допомогою гідропневматичної системи, встановленої на вузлі гомогенізації. Робоча висота клапана гомогенізації становить приблизно 0,1 мм (100 розмірів частинки жиру в молоці); швидкість потоку продукту через клапан гомогенізації варіюється в межах від 100-400 м/с, час проходження 10-15 мікросекунд. У цей час весь тиск, переданий рідини, перетворюється на кінетичну енергію: менше 1% необхідної енергії використовується процесу гомогенізації. Решта енергії, що залишилася, трансформується в тепло і тому продукт зігрівається в момент проходу через клапан гомогенізації. Наприклад, для молока температура продукту збільшується на 1°C кожні 40 бар тиску гомогенізації.
Рис.4. Розподіл частинок після 1-го та 2-го ступенів гомогенізації
Застосування
Переваги гомогенізації добре відомі в молочній галузі. Вона дозволяє отримати більш стабільний продукт з тривалим терміном зберігання, поліпшити смак продукту, скоротити кількість добавок і чітко позначити склад продукту. паст, соків, кетчупів, майонезів та багатьох інших продуктів. У процесі гомогенізації вибір відповідних матеріалів і компонентів, схильних до зносу, має вирішальне значення для забезпечення гарного рівня надійності машини та зниження витрат на керування та обслуговування. Bertoli може надати матеріали, спеціально розроблені для задоволення найвибагливіших технічних стандартів, таких як сплави та синтетизовані матеріали, стійкі до корозії та зношування, керамічні вироби.