≡× MENIUL

• Reparație
• Reparație
• Design interior
• Despre tot
• Despre instalații sanitare

Omogenizatoare pentru industria lactatelor. Omogenizator: principiu de funcționare, proiectare și aplicare în industria laptelui. Mecanismul procesului de dispersie de fază într-un aparat de tip supapă

Omogenizarea laptelui- procesul de zdrobire a globulelor de grasime prin aplicarea unor forte externe semnificative laptelui. Procesul de omogenizare este utilizat la producerea laptelui pasteurizat pentru a crește omogenitatea și a îmbunătăți durata de valabilitate a acestuia. Scopul omogenizării este de a preveni depunerea spontană a grăsimilor în producția și depozitarea produselor lactate, menținând o consistență uniformă a produsului fără separare.

Numărul și dimensiunea globulelor de grăsime din lapte nu sunt constante și depind de rasă, condițiile de hrănire și adăpostire, stadiul de lactație, vârsta animalului și o serie de alți factori. În medie, 1 cm 3 de lapte integral conține aproximativ 3 miliarde de globule de grăsime. Dimensiunile globulelor de grăsime variază foarte mult - de la 0,1 la 20 de microni.

În procesul de zdrobire a globulelor de grăsime în timpul omogenizării, are loc o redistribuire a substanței membranei. Proteinele plasmatice sunt consumate pentru a construi învelișurile micilor globule de grăsime rezultate, ceea ce duce la stabilizarea unei emulsii de grăsime foarte dispersate de lapte omogenizat.

În laptele cu conținut mediu de grăsime, practic nu se formează grăsime liberă, adică. Nu există acumulări de globule mici de grăsime. Atunci când fracția de masă de grăsime din lapte crește, pot apărea acumulări de globule de grăsime. Acea. omogenizarea efectuată corespunzător elimină posibilitatea apariției grăsimii libere, crescând astfel durata de valabilitate a produselor lactate: reglează proprietățile structurale și mecanice ale cheagurilor de proteine ​​din lapte; îmbunătățește gustul produselor.

Consecințele nedorite includ stabilitatea termică redusă a laptelui omogenizat; apariția unei sensibilități crescute la lumină și, ca urmare, a unui gust „însorit”; imposibilitatea separării laptelui omogenizat.

Condiții pentru o omogenizare eficientă:

• 1) Grăsimea din lapte trebuie să fie în stare lichidă;
• 2) Zdrobirea globulelor de grăsime este posibilă numai cu influență externă;
• 3) Este necesară formarea unui nou strat protector al fiecărui glob de grăsime.

În timpul producției de lapte pasteurizat, grăsimea din lapte își păstrează în principal compoziția și proprietățile originale. Efectele termice și mecanice nu provoacă modificări semnificative în faza de grăsime a laptelui.

În prezent sunt utilizate următoarele tipuri de omogenizare:

• 1) într-o singură etapă - are loc formarea de mici globule de grăsime;
• 2) în două etape - are loc distrugerea acestor agregate și dispersarea în continuare a globulelor de grăsime;
• 3) separat - nu tot laptele este procesat, ci doar partea sa de grăsime (smântână) cu conținut de 16-20% grăsime.

Cu omogenizare într-o singură etapă, globulele de grăsime sunt zdrobite la o dimensiune de aproximativ 1 micron, adică. apare o dispersie omogena a fazei grase, incapabila de decantare. Este folosit pentru producerea de produse lactate cu conținut scăzut de grăsimi (lapte de băut etc.).

Omogenizarea în două etape se realizează în producția de produse bogate în grăsimi (smântână, amestecuri de înghețată etc.). Vă permite să spargeți acumulările rezultate de globule de grăsime.

Omogenizarea laptelui normalizat se realizează separat, după cum urmează. Pentru a face acest lucru, laptele normalizat, încălzit la o temperatură de 55-65 ° C, este separat. Crema rezultată cu o fracțiune de masă grasă de 16-20% se omogenizează într-un omogenizator în două trepte la o presiune de 8-10 MPa în prima etapă și 2-2,5 MPa în a doua. Smântâna omogenizată este amestecată în flux cu laptele degresat care părăsește separatorul de smântână și trimisă la secția de pasteurizare a unității de pasteurizare-răcire. Smântâna poate fi, de asemenea, omogenizată înainte de a o amesteca cu lapte degresat pentru a formula lapte standardizat. Omogenizarea separării poate reduce semnificativ costurile energetice.

La producerea diferitelor produse lactate se utilizează de obicei o presiune de omogenizare de 5-25 MPa și o temperatură de 55-70 O C. Presiunea și temperatura de omogenizare determină modul acesteia. Presiunea și temperatura în timpul omogenizării sunt selectate în funcție de fracția de masă de grăsime din amestec. Cu cât conținutul de grăsime al amestecului este mai mare, cu atât presiunea ar trebui să fie mai mică. Omogenizarea trebuie efectuată la o temperatură nu mai mică de 50-60 0 C. De exemplu, la omogenizarea laptelui și smântânii cu conținut scăzut de grăsimi (10-12%) la o temperatură nu mai mică de 70 0 C, o presiune de 10-15 Se folosește MPa, la producerea smântânii 25-30% conținut de grăsime - 9-10 MPa.

În timpul procesului de omogenizare, grăsimea liberă poate fi eliberată, așa cum sa menționat mai sus. În lapte, odată cu creșterea presiunii de omogenizare, cantitatea de grăsime liberă scade, iar în smântână crește. O creștere a cantității de grăsime liberă este asociată cu o lipsă de proteine ​​necesare pentru formarea învelișului globulelor de grăsime nou formate. Una dintre condițiile pentru formarea unei învelișuri protectoare este raportul dintre lapte praf degresat și grăsime; într-un produs omogenizat nu trebuie să fie mai mic de 0,6-0,8.

Eficacitatea omogenizării este determinată de decantarea grăsimii, de centrifugare, de modificările densității optice și de mărimea medie a globulelor de grăsime. În laptele omogenizat, diametrul globulelor de grăsime nu trebuie să depășească 2 microni.

Creșterea dispersiei grăsimii din lapte duce la un sistem mai uniform, mai omogen și mai stabil. Creșterea stabilității sistemului fără decantarea cremei este necesară în producția multor produse lactate. În plus, omogenizarea crește vâscozitatea laptelui, smântâna și amestecurile de lapte, ceea ce are un efect pozitiv asupra consistenței produselor finite și extinde utilizarea omogenizării în producția de lactate.

Cele mai utilizate în industria lactatelor sunt omogenizatoarele de tip supapă, care sunt pompe de înaltă presiune cu piston multiplu cu cap de omogenizare. Pe măsură ce pistonul se mișcă, se creează o presiune ridicată, ca urmare laptele (sau amestecul) este forțat prin fanta omogenizatorului cu o viteză extraordinară. La intrarea în fanta supapei, debitul de lapte crește brusc. O minge mare de grăsime, care trece prin gol cu ​​mare viteză, este trasă într-un cilindru, care este zdrobit în mici picături de grăsime, care sunt imediat acoperite cu un strat proteic de proteine ​​plasmatice. Cu o diferență mare de viteză, zdrobirea bilelor poate avea loc prin separarea secvențială a particulelor fără întindere intermediară într-un cilindru. Acea. grăsimea laptelui normalizat este dispersată atunci când este presată prin fanta supapei inelare a capului de omogenizare. Presiunea necesară este creată de pompă. În timpul producției de lapte integral, dimensiunea globulelor de grăsime scade de la 3-4 microni la 0,7-0,8 microni.

Pe lângă omogenizatoarele de tip supapă, se folosesc omogenizoare-clarificatoare centrifugale, care au o cameră specială cu disc de omogenizare staționar. Designul discului în sine oferă un efect mecanic activ asupra particulelor de lapte.

Determinarea randamentului de omogenizare.

Stabilitatea emulsiei de grăsime de lapte sau smântână este de mare importanță în producția de produse lactate. La producerea anumitor produse, este de dorit ca emulsia de grăsime să fie stabilă cât mai mult timp posibil (lapte și smântână pasteurizate și sterilizate, produse lactate fermentate, conserve de lapte și înghețată). Când se produc alte produse (de exemplu, unt de vacă), este de dorit să se distrugă complet emulsia de grăsime pentru agregarea globulelor de grăsime.

În stare calmă, în laptele proaspăt apare un strat de smântână depusă la 20-30 de minute după muls, ceea ce este asociat cu diferența de densitate a grăsimii din lapte (994-1025 kg/m3) și a plasmei laptelui (1034-1040 kg). /m 3). Viteza de ascensiune a globului de grăsime în condiții naturale de sedimente este exprimată prin ecuație

n = 2*g*r2 *(s P -Cu și )/(9* µ) ,

n este viteza de plutire a globului de grăsime, m/s;

g - accelerația în cădere liberă, m/s 2 ;

r este raza globului adipos, m;

c n - densitatea plasmei laptelui, kg/m3;

c f - densitatea globului adipos, kg/m3;

µ - vâscozitatea plasmei laptelui, Pa s.

Dependenţa vitezei de separare de raza pătrată a globului de grăsime indică posibilitatea prevenirii nămolului prin reducerea razei acestuia, care se realizează prin omogenizare.

Eficiența omogenizării se determină prin metoda optică, metoda sedimentării grăsimilor, metoda centrifugării și dimensiunea medie a globulelor de grăsime; conținutul de grăsime se determină prin metoda acidului Gerber cu centrifugare de trei ori timp de 5 minute pentru laptele omogenizat.

Metoda optică

Metoda optică pentru determinarea eficacității omogenizării se aplică laptelui și smântânii cu o fracție de masă grăsime de 2 până la 6%. Esența metodei este măsurarea densității optice (turbiditatea) a unei probe la două lungimi de undă - 400 și 1000 nm. Valoarea raportului densităților optice la diferite lungimi de undă (D400/D1000) caracterizează gradul de dispersie a fazei grase a laptelui sau a smântânii.

Eficiența omogenizării (EH) este determinată de raportul densităților optice (D400 și D1000). Diametrul mediu al globulelor de grăsime din lapte se calculează folosind formula:

d mier = 2,82 - 2,58 lg D 400 /D 1000 ,

d av - diametrul mediu al globulelor de grăsime, µm;

D 400 și D 1000 sunt densitățile optice ale probei la lungimi de undă de 400 și 1000 nm.

Determinarea randamentului de omogenizare

metoda de decantare a grăsimilor.

Pentru a determina eficacitatea omogenizării prin decantarea grăsimilor, laptele se păstrează timp de 48 de ore la o temperatură de 8°C fără agitare într-un cilindru dozator de 250 ml. Se scot apoi cei 100 ml de lapte de deasupra și se determină conținutul de grăsime din laptele rămas în cilindru. Depunerea grăsimilor se calculează folosind formula:

DESPRE și =100*(F m -ȘI n )/ȘI m -CE FACI n ,

O - decantarea grăsimii, %;

F m, F n - fracțiuni de masă de grăsime din laptele original și stratul inferior de lapte rămas în cilindru, %;

K este raportul dintre volumul stratului inferior de lapte din cilindru și volumul total de lapte (când se iau 100 ml din stratul superior, K = 0,6).

Metoda de centrifugare VNIMI

Eficiența omogenizării prin centrifugare se determină folosind un anumit mod de centrifugare a laptelui într-o pipetă specială (vezi Fig. 6.1).

prelucrare lapte omogenizare centrifugare lapte

Orez. 6.1.

Centrifugarea se efectuează timp de 30 de minute. După centrifugare, pipetele sunt îndepărtate și așezate vertical pe dop. Apoi, cu grijă, fără a vă întoarce sau scutura, turnați partea inferioară a produsului din pipetă până la marcajul II în pahar, pentru care închideți orificiul superior al pipetei cu degetul mâinii stângi și îndepărtați cauciucul. dopul de la capătul inferior al pipetei cu mâna dreaptă. Se determină conținutul de grăsime al produsului scurs. Gradul de omogenizare se calculează folosind formula:

r = 100*F n /ȘI m ,

r - grad de omogenizare, % (la laptele omogenizat r=75-80%);

F n - fracția de masă a grăsimii din stratul inferior al produsului, drenată din pipetă;

F m - fracția de masă a grăsimii din laptele original, %.

Metoda microscopică

La determinarea eficienței omogenizării printr-o metodă microscopică se determină dimensiunea medie a globulelor de grăsime de lapte omogenizat (d av). Pentru a determina dimensiunea globulelor de grăsime, laptele și smântâna sunt diluate cu apă. Cu ajutorul unui micrometru pentru ocular, dimensiunea globulelor de grăsime este determinată la o mărire de 1350 de ori (obiectiv 90, ocular 15 cu imersie).

Globulele de grăsime sunt împărțite în fracții (grupe) în funcție de diametrele lor, în funcție de mărirea microscopului și de valoarea setată a diviziunii micrometrului ocularului. Precizia limitelor acestor fracții este o diviziune sau jumătate a micrometrului ocularului. Într-o probă de lapte, dimensiunea de 600 până la 1000 de globule de grăsime este determinată și distribuită în fracții. Dimensiunile globulelor de grăsime ale fiecărei fracțiuni sunt exprimate prin diametrul mediu. De exemplu, pentru fracția III diametrul mediu va fi (2+3)/2 = 2,5 µm.

Omogenizarea este prelucrarea mecanică a materiilor prime care au trecut prin filtrele de lapte, în urma căreia globulele de grăsime sunt dispersate (zdrobite) sub influența forței externe - presiune, curent de înaltă frecvență, ultrasunete etc.

De ce este nevoie de omogenizare?

La depozitare turnat cutii de lapte produs, grăsimea plutește la suprafață datorită faptului că este mai ușoară decât plasma (revers). Materiile prime sunt decontate. Un bulgăre mare de grăsime, care se ridică în straturile superioare, se ciocnește cu altele asemenea. Sub influența imunoglobulinelor, are loc aglutinarea (lipirea elementelor individuale și precipitarea lor dintr-un amestec omogen). Ca urmare, consistența se modifică și scade calitatea, ceea ce nu este de dorit. Dacă globulele de grăsime sunt rupte în bucăți mici, acestea nu se vor lipi într-o peliculă la suprafață.

Rata cu care se ridică un glob de grăsime depinde de dimensiunea sa - cu cât este mai mare, cu atât mai rapid. Conform formulei Stokes, este direct proporțională cu pătratul razei nodului. Dimensiunea globulelor de grăsime variază de la 0,5 la 18 microni. După omogenizare, scade de aproximativ 10 ori (dimensiunea medie a ieșirii este de 0,85 µm). Aceasta înseamnă că vor pluti de 100 de ori mai încet. În plus, pentru bulgări mici cu dimensiunea mai mică de 1 micron, forțele de repulsie reciprocă sunt mai mari decât forțele de atracție.

În timpul zdrobirii grăsimii, substanța învelișului acesteia este redistribuită. Unele dintre fosfatide trec în plasmă, iar proteinele plasmatice ajung la capacul exterior al bilelor mici. Datorită acestor factori, emulsia de grăsime din lapte este stabilizată. Cu un grad ridicat de dispersie, procesul de decantare nu este respectat, grăsimea nu plutește, baloanele de lapte sunt umplute cu un produs de calitate superioară. Smântâna, brânza de vaci, untul etc., realizate din materii prime omogenizate (omogene), au caracteristici organoleptice și consistență mai bune, nutrienții sunt absorbiți de organism mai rapid și mai complet.

Omogenizarea ajută la:

• Se toarnă lapte sau smântână pasteurizată recipiente din oțel inoxidabil, a dobândit un conținut uniform de grăsime, culoare și gust.
• Laptele și smântâna sterilizate au fost mai bine păstrate.
• Pe produsele lactate fermentate nu s-a format o peliculă grasă, iar cheagurile de proteine ​​erau mai puternice și aveau o consistență mai bună.
• În laptele condensat conservat, în timpul depozitării pe termen lung, faza de grăsime nu a fost eliberată.
• A fost mai puțină grăsime liberă în laptele praf integral, fără coji de proteine ​​- acest lucru duce la oxidare.
• Băuturile din lapte fermentat reconstituit, smântâna și laptele nu au avut un postgust apos, iar gustul produsului a devenit mai intens.
• Laptele cu umplutură (de exemplu, cacao) s-a dovedit a fi mai vâscos, fără sedimente și cu un gust mai bun.

Mecanismul de omogenizare

Omogenizarea se recomandă să se facă după trecerea laptelui baie de pasteurizare pe termen lung.

Pentru aceasta, se folosesc diferite tipuri de dispozitive. Cele mai comune sunt unitățile de tip supapă. La baza lor, sunt pompe cu piston de înaltă presiune. Lichidul este forțat prin găuri foarte mici. În același timp, viteza de curgere crește brusc. Globulele de grăsime sunt zdrobite, iar micile bulgări rezultate sunt imediat acoperite cu o înveliș de proteine. De ce se întâmplă acest lucru va fi discutat în a doua parte a articolului.

Omogenizatoarele sunt concepute pentru zdrobirea globulelor de grăsime din lapte, produse lactate lichide și amestecuri de înghețată. Sunt utilizate în diverse linii de procesare a laptelui și a produselor lactate. Sunt cunoscute și alte echipamente pentru omogenizarea laptelui (emulgatori, emulgatori, vibratoare etc.), dar sunt mai puțin eficiente.

Cele mai utilizate omogenizatoare de tip supapă în industria laptelui sunt K5 - OG2A - 1,25; A1 - OGM 2.5 și A1 - OGM sunt pompe multiplunger de înaltă presiune cu cap de omogenizare. Omogenizatoarele constau din următoarele componente principale: un mecanism manivelă cu un sistem de lubrifiere și răcire, un bloc piston cu capete de omogenizare și presiune și o supapă de siguranță și un cadru. Acționarea se realizează de la un motor electric folosind o transmisie cu curele trapezoidale. Mecanismul manivelă transformă mișcarea de rotație transmisă de transmisia curelei trapezoidale de la motorul electric în mișcare alternativă a pistonilor. Acestea din urmă, prin etanșările cu buze, intră în camerele de lucru ale blocului piston și, făcând curse de aspirație și refulare, creează presiunea necesară a lichidului care se omogenizează. Mecanismul manivelei de biela al omogenizatoarelor descrise este alcatuit dintr-un arbore cotit montat pe doi rulmenti cu role conice; capace de rulment; biele cu capace și căptușeli; glisoare conectate pivotant la biele cu ajutorul degetelor; ochelari; sigilii; capacul carcasei și scripetele condus, în consolă până la capătul arborelui cotit. Cavitatea internă a mecanismului manivelei este o baie de ulei. Un indicator de ulei și un dop de golire sunt montate pe peretele din spate al carcasei. În omogenizatorul K5 - OG2A - 1.25, lubrifierea părților de frecare ale mecanismului manivelei se realizează prin pulverizarea uleiului cu un arbore cotit rotativ. Designul carcasei si sarcinile relativ mici pe manivela si mecanismul bielei ale omogenizatorului K5 - OG2A - 1.25 permit racirea uleiului plasat in interiorul carcasei datorita transferului de caldura de la suprafata catre mediu. Doar pistonurile sunt răcite cu apă de la robinet. În omogenizatoarele A1 - OGM - 2.5 și A1 - OGM, în combinație cu pulverizarea uleiului în interiorul corpului, se folosește un sistem de lubrifiere forțată pentru cele mai încărcate perechi de frecare, ceea ce mărește transferul de căldură. Uleiul din aceste omogenizatoare este răcit de apă termoconductoare, care intră în serpentina dispozitivului de răcire amplasat în partea inferioară a carcasei, iar pistonii sunt răciți de apa de la robinet furnizată acestora printr-o deschidere din conductă. Sistemul este echipat cu un comutator pentru controlul debitului de apă. Un bloc piston este atașat la carcasa arborelui cotit folosind doi știfturi, concepute pentru a aspira produsul din conducta de alimentare și a-l pompa sub presiune înaltă în capul de omogenizare. Blocul pistonului include un corp, piston, garnituri cu buze, capace inferioare, superioare și frontale, supape de aspirație și refulare, scaune de supapă, garnituri, bucșe, arcuri, o flanșă, un fiting și un filtru în canalul de aspirație al blocului. Pe planul de capăt al blocului piston se află un cap de omogenizare conceput pentru a realiza omogenizarea în două trepte a produsului datorită trecerii acestuia sub presiune ridicată prin golul dintre supapă și scaunul supapei în fiecare sistem de trepte. Un cap manometru este atașat la planul superior al blocului piston pentru a controla presiunea de omogenizare. Capul manometrului are un dispozitiv de reglare care face posibilă reducerea eficientă a amplitudinii de oscilație a acului manometrului. Capul manometrului este format dintr-un corp, un ac, o garnitură, o piuliță de strângere, o șaibă și un manometru cu etanșare cu diafragmă. În planul final al blocului piston, pe partea opusă montării capului de omogenizare, se află o supapă de siguranță care împiedică creșterea presiunii de omogenizare peste presiunea nominală. Supapa de siguranță include un șurub, piuliță de blocare, picior, arc, supapă și scaun de supapă. Supapa de siguranță este reglată la presiunea maximă de omogenizare prin rotirea șurubului de presiune, care acționează asupra supapei printr-un arc. Cadrul omogenizatorului este o structură turnată sau sudată din canale acoperite cu tablă de oțel. Un arbore cotit este instalat pe planul superior al cadrului. În interior, o placă cu un dispozitiv electric plasat pe ea este articulată pe două console. motor. În plus, placa este susținută de șuruburi care reglează curelele trapezoidale. Patul are patru suporturi reglabile pe inaltime. Geamurile laterale ale cadrului sunt închise cu capace detașabile. Laptele sau un produs lactat este furnizat de o pompă în canalul de aspirație al blocului piston. Din cavitatea de lucru a blocului, produsul sub presiune intră prin supapa de refulare și capul de omogenizare trece cu viteză mare prin golul frontal format între suprafețele de sol ale supapei de omogenizare și scaunul acesteia. În acest caz, faza lichidă a produsului este dispersată. Din omogenizator, produsul este trimis printr-o conductă de lapte pentru prelucrare ulterioară sau depozitare preliminară.

Capetele de omogenizare au fost supuse uneia sau alteia modificări minore, cu toate acestea, principiul designului lor rămâne neschimbat până în prezent. Forma suprafeței de lucru a supapei este de obicei plată, conică sau conică, cu un unghi ușor conic. Un omogenizator cu supape plate cu rifle concentrice are aceleași rifle pe suprafața scaunului. În consecință, se modifică forma pasajului laptelui în direcția radială, ceea ce ar trebui să contribuie la o mai bună omogenizare. Produsul lichid poate fi pompat în cap de orice pompă care are un debit uniform și este capabilă să creeze presiune ridicată. Pompele multiplunger, rotative și cu șurub sunt potrivite în acest scop. Cele mai utilizate sunt omogenizatoarele de înaltă presiune cu pompe cu trei piston.

Diagrama de proiectare a unui omogenizator cu piston de tip supapă este prezentată în Fig. 3

Când pistonul se deplasează la stânga, laptele trece prin supapa de aspirație 3 în cilindru, iar când pistonul se deplasează spre dreapta, este împins prin supapa 4 în camera de refulare, pe care este instalat un manometru 10 pentru a controla presiunea. . Apoi, laptele curge prin canal în capul 5, în care presează supapa 7, apăsată pe scaunul 6 de către arcul 8. Tensiunea arcului este reglată de șurubul 11. Supapa și scaunul sunt măcinate împreună. În poziția de nefuncționare, supapa este presată strâns pe scaun de arcul 8, care a devenit șurubul de reglare 11, iar în poziția de lucru, atunci când lichidul este pompat, supapa este ridicată de presiunea lichidului și se află într-un „ stare plutitoare”. Un indicator caracteristic al modurilor de omogenizare, care joacă un rol important în reglarea mașinii, este presiunea de omogenizare. Cu cât este mai mare, cu atât procesul de dispersie este mai eficient. Presiunea este reglată cu șurubul 11, ghidat de citirile manometrului 10. La înșurubarea șurubului, presiunea arcului pe supapă crește, prin urmare, înălțimea golului supapei crește. Aceasta conduce la o creștere a rezistenței hidraulice pe măsură ce fluidul se deplasează prin supapă, adică la o creștere a presiunii necesare pentru a împinge o anumită cantitate de fluid.

Capacitatea unei pompe cu piston de a crea presiune ridicată compromite siguranța pieselor dacă canalul din scaunul supapei se înfundă. Prin urmare, omogenizatorul este echipat cu o supapă de siguranță 9, prin care lichidul iese atunci când presiunea din mașină este mai mare decât cea setată. Presiunea la care se deschide supapa de siguranță se reglează prin strângerea arcului cu un șurub.

În fig. Figura 4 prezintă un omogenizator cu dublă reglare, în care lichidul trece secvenţial prin două capete de lucru. În fiecare cap, presiunea arcului pe supapă este reglată separat, cu propriul șurub. În astfel de capete, omogenizarea are loc în două etape.

Presiunea de lucru în camera de refulare este egală cu suma ambelor diferențe. Utilizarea omogenizării în două etape se datorează în principal faptului că în multe emulsii, după omogenizare în prima etapă, se observă lipirea inversă a particulelor dispersate și formarea de „clustere” la ieșire, ceea ce agravează efectul de dispersie.

Sarcina celei de-a doua etape este de a fragmenta și dispersa astfel de formațiuni relativ instabile.

Acest lucru nu necesită un efect mecanic atât de semnificativ, prin urmare căderea de presiune în a doua etapă auxiliară a omogenizatorului este mult mai mică decât în ​​prima, de funcționarea căreia depinde în principal gradul de omogenizare.

Figura 4 - Schema omogenizării în două etape

În proiectarea generală a omogenizatoarelor moderne se folosesc principiile și principiile de bază de estetică tehnică, salubritate și igienă. Urmând noile tendințe în dezvoltarea echipamentelor pentru întreprinderile de produse lactate, noile modele de omogenizatoare sunt optimizate, căptușite și acoperite cu carcase din oțel inoxidabil cu o suprafață lustruită.

Pe baza performanței omogenizatorului și a considerentelor de design, alegem un omogenizator marca A1 - OGM - 2.5 pentru prototip.

Un omogenizator este un dispozitiv pentru producerea de sisteme dispersate omogene (omogene). Sistemele pot fi monofazate sau multifazate, de ex. într-un mediu dispersat, care este de obicei lichid, există particule (de obicei insolubile) dintr-una sau mai multe substanțe solide sau lichide, care se numesc faze dispersate. Termenul „omogen” înseamnă că fazele sunt distribuite uniform, cu aceeași concentrație în orice unitate de volum arbitrară a mediului. Sistemul rezultat ar trebui să fie relativ stabil. Pentru a face acest lucru, în timpul omogenizării, în marea majoritate a cazurilor, se efectuează dispersia, adică măcinarea particulelor de fază.

Aplicarea omogenizatorilor în industria laptelui

Omogenizatorul de lapte zdrobește globulele de grăsime. Viteza cu care se ridică la suprafață depinde de pătratul razei lor. Astfel, după ce scade cu un factor de 10, viteza scade cu un factor de 100. Datorită acestui fapt, produsul nu se depune și nu este separat în smântână și lapte degresat. Durata sa de valabilitate crește semnificativ.

În plus, după omogenizare:

• Când faceți margarina sau untul, apa și alte componente sunt distribuite uniform în mediul gras. Și în maioneză și sosuri de salată există grăsimi în mediu apos.
• Smântâna și laptele pasteurizat sunt uniformizate ca culoare, gust și conținut de grăsime.
• Laptele condensat conservat nu eliberează faza de grăsime în timpul depozitării pe termen lung.
• Se stabilizează chefirul, smântâna și alte produse lactate fermentate. Consistența cheagurilor de proteine ​​se îmbunătățește. La suprafață nu se formează un dop de grăsime.
• În laptele praf integral, cantitatea de grăsime liberă neprotejată de învelișul proteic scade. Acest lucru previne oxidarea sa rapidă sub influența aerului atmosferic.
• Laptele cu cacao sau alt material de umplutură îi îmbunătățește gustul și devine mai vâscos. Probabilitatea de sedimentare este redusă.
• Băuturile din lapte fermentat reconstituit, smântâna și laptele nu au un postgust apos. Gustul natural devine mai intens.

Metode de proces fizice și principalele tipuri de omogenizatori

• Împingând printr-un gol îngust. Se folosesc unități de tip supapă cu pompe cu piston de înaltă presiune. Astfel de dispozitive sunt cele mai comune în industria produselor lactate.
• Amestecare mecanică. Se folosesc mixere cu cuțite sau teluri cu palete, inclusiv mixere de mare viteză. Cel mai simplu exemplu este o mașină de tocat cafea sau o mașină de tocat carne electrică. Aceasta include și dispozitivele de pulsație rotativă (RPA). Deși efectul asupra bulgărilor de fază din ele este mai complex, acesta nu se limitează doar la șocuri și sarcini abrazive.
• Expunerea la ultrasunete. Aici funcționează instalații cu ultrasunete, provocând cavitația într-un mediu dispersat, datorită căruia faza este zdrobită.

Omogenizator cu piston

Dispozitiv

Dispozitivul de omogenizare este prezentat în Fig. 1. Cilindrul piston 1 este conectat la conducta de admisie prin supapa de aspirație 3 și la camera de înaltă presiune prin supapa de refulare 4. Din cameră există un canal către capul de omogenizare 5, care are un scaun 6, o supapă 7, un arc 8 și un șurub de reglare 11. Pentru controlul presiunii, manometrul 10 este conectat la cameră. Canalul are o ramură către supapa de siguranță 9. Pistonul este antrenat de pompa 2.

O vedere mărită a capului de omogenizare este prezentată în Fig. 2. Are un orificiu calibrat (canal) 1 în scaunul 5, un arc 2, o supapă 4 cu tijă 3 și un șurub de reglare 6. Scaunul și supapa sunt șlefuite unul în celălalt.

Supapa are o suprafață de lucru plată, ușor înclinată, în formă de con sau disc. În primul caz, poate avea caneluri (caneluri). Dacă există, atunci se fac aceleași pe șa. Acest lucru crește gradul de fragmentare a fazei.

Există modele în care supapa și scaunul sunt amplasate în rulmenți instalați într-o carcasă fixă. În acest caz, sub presiunea fluxului de produs, ele se rotesc în direcții diferite.

Deoarece lichidul care trece la viteză mare are un efect puternic asupra supapei și scaunului, acestea se uzează rapid. Prin urmare, aceste elemente sunt realizate din oțeluri deosebit de rezistente. În plus, forma lor este simetrică. Dacă există uzură vizibilă, este suficient să le întoarceți pe cealaltă parte, dublându-le astfel durata de viață.

Pompa folosită nu este neapărat una cu piston; puteți alege una cu șurub sau una rotativă. Principalul lucru este că creează presiune ridicată. Deoarece mecanismul piston nu asigură o alimentare uniformă, mai multe dintre ele sunt plasate în omogenizatoare, cu începutul ciclurilor eșalonat în timp. Cele mai populare sunt unitățile cu trei piston. În ele, genunchii de pe arbore sunt rotți cu 120 de grade, astfel încât cilindrii să funcționeze alternativ. În acest caz, coeficientul de denivelare a alimentării, adică raportul dintre valoarea maximă și medie, este egal cu 1,047.

Un indicator apropiat de unitate înseamnă că fluxul prin capul de omogenizare poate fi considerat stabil cu o mică eroare. Astfel, în timpul procesului de omogenizare, supapa este întotdeauna în poziție suspendată (deschisă). Între acesta și scaun există un spațiu pentru trecerea lichidului. Mărimea sa poate fi considerată și constantă, fără a ține cont de abaterile minore de la nivelul mediu. În multe dispozitive moderne, fluxul de la fiecare piston merge în „propriul” cap. După fragmentarea de fază, acestea sunt conectate în colectorul de ieșire.

Manometrul este echipat cu un dispozitiv de reglare. Acest lucru reduce vibrațiile acului instrumentului.

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al omogenizatorului este următorul. Când pistonul lucrează pentru aspirație (în figură - se mișcă la stânga), laptele intră în cilindrul 1 prin supapa 3. Apoi pistonul lucrează pentru injecție (se mișcă spre dreapta) și împinge produsul în cameră prin supapa 4. După aceasta , lichidul curge prin canalul din cameră în capul de omogenizare 5.

Când supapa se află în poziția de nefuncționare, arcul 8 o apasă strâns pe scaun. Laptele care intră sub presiune ridică supapa astfel încât se formează un mic spațiu între acesta și scaun. Trecând prin el, globulele de grăsime sunt zdrobite, produsul este omogenizat și apoi intră în conducta de evacuare.

Decalajul nu este de obicei mai mare de 0,1 mm. Particulele de lapte se deplasează în această zonă cu o viteză de aproximativ 200 m/s (în camera de descărcare - doar 9 m/s). Dimensiunea bulgărilor de grăsime scade de la 3,5-4,0 microni la 0,7-0,8 microni.

Presiunea generată de pompa cu piston este foarte mare. Prin urmare, un canal înfundat în scaun poate duce la distrugerea pieselor. Pentru a evita deteriorarea, este instalată o supapă de siguranță 9.

Unitatea se reglează cu șurubul 11. Una dintre principalele caracteristici ale omogenizării este presiunea. Când șurubul este strâns, arcul apasă mai tare supapa pe scaun. Din acest motiv, dimensiunea golului scade, pe măsură ce rezistența hidraulică crește. Dispozitivul este reglat în funcție de citirile manometrului 10.

Conform instrucțiunilor pentru omogenizator, temperatura laptelui ar trebui să fie în intervalul de la 50 la 65 de grade C. Dacă este sub acest interval, procesul de decantare a bulgărilor de grăsime se va accelera. Dacă este mai mare, proteinele din zer vor începe să precipite.

Creșterea acidității produsului afectează negativ eficiența procesului, deoarece în acest caz stabilitatea proteinelor scade. Se formează aglomerate și zdrobirea bulgărilor de grăsime devine dificilă.

În momentul în care lichidul trece prin golul supapei, din cauza îngustării puternice a secțiunii transversale a canalului, se observă un efect de throttling. Viteza curgerii crește de multe ori, iar presiunea scade datorită faptului că energia potențială este transformată în energie cinetică.

După ce laptele trece prin cap, unele dintre particulele zdrobite se lipesc din nou împreună în conglomerate mai mari. Eficiența procesului scade. Pentru combaterea acestui fenomen se folosește omogenizarea în două etape. Dispozitivul este prezentat în Fig. 3. Diferența fundamentală față de o singură treaptă este prezența a două perechi de corpuri de lucru, prima treaptă 4 și a doua - 12. Fiecare are propriul arc de presiune cu o supapă de control 6.

A doua etapă, auxiliară, crește și mai mult gradul de fragmentare a fazei. Este conceput pentru a crea o contra-presiune controlată și constantă în capul primei etape, care este cel principal. Acest lucru optimizează condițiile procesului. Și, de asemenea, pentru distrugerea formațiunilor relativ instabile. Presiunea din el este setată mai mică decât în ​​primul.

Omogenizarea într-o singură etapă este destinată produselor cu conținut scăzut de grăsimi sau cu vâscozitate ridicată. În două etape – cu un conținut ridicat de grăsimi sau substanțe uscate și vâscozitate scăzută. Și, de asemenea, în cazurile în care este necesar să se asigure fragmentarea de fază maximă posibilă.

Tehnologie separată

În industria laptelui, omogenizarea poate fi completă sau separată. În primul caz, toate materiile prime disponibile sunt trecute prin unitate. În al doilea, este mai întâi separat. Crema rezultată cu 16-20% grăsime se omogenizează și apoi se amestecă cu lapte degresat. Și sunt trimiși la următoarea etapă de procesare. Această metodă oferă economii semnificative de energie.

Mecanismul procesului de dispersie de fază într-un aparat de tip supapă

Potrivit lui N.V.Baranovsky, pe baza studiului factorilor hidraulici care influențează zdrobirea bulgărilor de grăsime în timpul omogenizării laptelui folosind un aparat de tip supapă, a fost propusă următoarea diagramă de proces (Fig. 4).

În punctul de tranziție a fluxului de la canalul scaunului la gol, între scaun și supapă, aria secțiunii transversale a fluxului scade brusc. Aceasta înseamnă că, conform uneia dintre legile de bază ale hidraulicii, viteza de mișcare a acesteia crește, de asemenea, rapid U. Mai precis, U0 la apropiere este de câțiva metri pe secundă. Și U1 la intrarea în slot este cu 2 ordine de mărime mai mare, câteva sute de m/s.

O picătură de grăsime nu se mișcă din zona de viteză scăzută în zona de viteză mare simultan „tot o dată”. Partea din față a mingii intră prima în flux, mișcându-se prin fantă cu o viteză extraordinară. Sub influența fluidului care curge rapid, acesta este întins (partea din spate se mișcă încă încet) și se desprinde. Nodul rămas continuă să se deplaseze încet (desigur, conceptul de „pe îndelete” în acest caz este relativ, deoarece întregul ciclu al unei picături care trece printr-o fantă durează 50 de microsecunde) se deplasează către interfața de viteză, iar partea care se află acum în față este extinsă în același mod ca și precedenta și se desprinde. Astfel, întreaga picătură de grăsime este ruptă treptat în bucăți pe măsură ce trece prin secțiunea de delimitare. Acest lucru se întâmplă atunci când diferența dintre vitezele U0 și U1 este suficient de mare.

Dacă diferența specificată se dovedește a fi mai mică decât un anumit prag, atunci, înainte ca particulele să fie separate, are loc o etapă intermediară - picătura este mai întâi întinsă într-un cordon. Dacă diferența este și mai mică, atunci grăsimea va trece prin interfața de viteză fără distrugere. Dar expunerea la viteze mari de curgere îl va duce în continuare la o stare instabilă din cauza formării deformațiilor interne. Prin urmare, din cauza forțelor de tensiune superficială și a impacturilor mecanice ale jeturilor de curgere, mingea se va dezintegra în fracțiuni mai mici.

Omogenizator de ulei

Pentru a obține o consistență omogenă a untului sau a brânzei prelucrate se folosește un omogenizator plastifiant. În timpul procesului de prelucrare, faza apoasă este dispersată și distribuită uniform în întregul volum. Ca urmare, produsul este păstrat mai mult timp și gustul acestuia se îmbunătățește. În plus, timpul petrecut la dezghețare este redus, iar pierderile de apă în timpul ambalării sunt reduse.

Structura dispozitivului poate fi luată în considerare folosind exemplul unuia dintre cele mai populare modele M6-OGA (Fig. 5). Este alcătuit dintr-un corp și un cadru (Fig. 6), un buncăr de primire, sub care sunt amplasate șnecurile de alimentare și un rotor cu 12, 16 sau 24 de pale. Un motor electric este folosit ca motor. Viteza de rotație a melcului este controlată de un variator. Viteza unghiulară a rotorului este constantă.

Funcționarea omogenizatorului este următoarea. Untul se pune în bucăți mari în buncăr. Șuruburile se rotesc în direcții diferite, când sunt privite de sus - unul spre celălalt. Cu ajutorul lor, uleiul este forțat prin rotor, după care, printr-o duză dreptunghiulară, iese în buncărul de primire (neprezentat în figură). Pentru a preveni lipirea uleiului de piesele de lucru, acestea sunt lubrifiate cu o soluție fierbinte.Aparatul cu pulsații rotative

Recent, aparatul rotativ de pulsație (RPA) a fost din ce în ce mai folosit pentru prelucrarea laptelui. Un astfel de omogenizator este similar în proiectare și principiu de funcționare cu o pompă centrifugă. Principala diferență este în corpurile de lucru.

RPA este structurat după cum urmează. Un motor electric servește drept motor. Un rotor sub forma unui cilindru perforat este fixat rigid de arborele său alungit. Poate exista un rotor la capătul cilindrului, pe partea laterală a capacului. Perforarea pe el nu este necesară. În interiorul capacului se află un cilindru asemănător, nemișcat, joacă rolul unui stator.

Laptele este alimentat prin conducta axială de pe capac și pe rotor. Această parte produce fragmentarea fazei primare și accelerează amestecul de lucru. Acesta din urmă trece apoi prin perforarea cilindrului mobil, este din nou dispersat parțial sub acțiunea sarcinilor de forfecare și abrazive și ajunge în cavitatea de omogenizare dintre rotor și stator. Aici, pe lângă șoc, asupra globulelor de grăsime acționează și alte forțe.

Într-un flux turbulent care se mișcă cu viteză mare (așa este exact ceea ce se observă în zona de lucru a RPA), apar fluxuri de microvortex. Dacă un mic vârtej sferic lovește o picătură de grăsime, o distruge. Există și influență hidroacustică. Cavitația intensă, care duce la prăbușirea bulelor de aer, generează unde de șoc, cărora nici bulgări de fază nu le pot rezista.

Impactul maxim al aparatului asupra particulelor se realizează în momentul în care apar oscilații rezonante între rotor și stator. Pentru a asigura acest efect, este necesar să se calculeze diametrul cilindrului mobil, viteza de rotație a acestuia, precum și distanța dintre acesta și stator.

După zona de lucru, laptele trece prin orificiile statorului și, deja omogenizat, este evacuat printr-o conductă de evacuare tangenţială, de obicei îndreptată în sus, pentru a facilita conectarea conductelor pentru reîncărcarea buncărului în sistemul de recirculare.

Pentru a crește gradul de strivire, dispozitivul poate avea mai multe perechi „rotor-stator”. După instalarea capacului, acestea sunt amplasate alternativ. Există modele în care, în loc de rotor, este instalat un disc perforat. Omogenizatoarele RPA pot fi, de asemenea, submersibile. Opțional, unitatea este echipată cu următoarele accesorii:

• Protecție la pornire uscată.
• Motor rezistent la explozie.
• Carcasa cu manta de incalzire/racire.
• Regulator pentru schimbarea lină a turației motorului.
• Dispozitiv de încărcare (alimentator cu șurub), pentru emulsii și suspensii vâscoase, slab solubile, eterogene sau componente vrac.
• Unitate de evacuare pentru scurgerea într-un container terț atunci când se lucrează conform unei scheme de circulație.
• Garnitura mecanică a arborelui cu burduf din ceramică din carbură de siliciu mărește durata de viață a unității, chiar și atunci când se lucrează cu lichide agresive sau care conțin incluziuni abrazive.

RPA-urile pot fi monofazate sau trifazate. Toate piesele care intră în contact cu alimentele sunt fabricate din oțel inoxidabil alimentar AISI 304, AISI 316 sau analogii lor casnici. Deoarece lichidul dispersat părăsește aparatul sub presiune, omogenizatorul RPA funcționează simultan ca o pompă centrifugă.

Omogenizatoare cu ultrasunete

Dispozitiv (folosind BANDELIN ca exemplu). Omogenizatorul cu ultrasunete este format din (în Fig. 15 – de sus în jos) un generator RF, un traductor ultrasonic, „coarne” și sonde (ghizi de undă). Generatorul HF este conectat la o rețea casnică cu o frecvență curentă de 50 sau 60 Hz. Mărește acest parametru la 20 kHz. Un traductor ultrasonic, echipat cu un circuit oscilant cu un element piezoelectric de măsurare, transformă energia curentă generată de generator în oscilații de unde ultrasonice de aceeași frecvență. Amplitudinea generată rămâne constantă. Ultrasunete – crește datorită utilizării „coarnelor” special formate. Sondele sunt introduse în ele, transmitând vibrații într-un vas cu lichid. În funcție de volumul mediului de lucru, acestea pot fi plate, sub formă de conuri sau „micro”, cu un diametru de 2 până la 25 mm.

Industria autohtonă produce și omogenizatoare cu ultrasunete. Dintre cele mai recente modele, putem remarca dezvoltarea lui 2015 I100-6/840 (Fig. 16). Dispozitivul are control digital, mod puls, control al amplitudinii și un set de sonde.

Principiul de funcționare. Când undele ultrasunete trec printr-un lichid, ele alternativ, de 20.000 de ori pe secundă, creează presiune înaltă și scăzută în el. Acesta din urmă este aproape egal cu presiunea internă de vapori a lichidului, drept urmare în el apar bule pline cu abur și lichidul fierbe. Când golurile se prăbușesc, apare o diferență de presiune și se formează microfluxuri turbulente cu curgere rapidă, care distrug picăturile de grăsime.

Unii experți consideră că, sub influența ultrasunetelor, bulgări se dispersează nu din cauza cavitației, ci datorită faptului că valul, care trece printr-o picătură de grăsime în puncte diferite, provoacă accelerații de diferite mărimi și direcții. Ca urmare, apar forțe multidirecționale care încearcă să rupă mingea.

Omogenizarea este o etapă importantă în procesul de prelucrare a laptelui și a altor produse. Cu ajutorul lui, structura se îmbunătățește și durata de valabilitate crește, iar gustul devine mai intens.

Această metodă de prelucrare mecanică a laptelui și a produselor lactate lichide servește la creșterea dispersiei fazei de grăsime în acestea, ceea ce elimină depunerea grăsimii în timpul depozitării laptelui, desfășurarea proceselor oxidative, destabilizarea și agitarea în timpul amestecării și transportului intensiv.

Omogenizarea materiilor prime contribuie la:

în producția de lapte și smântână pasteurizate - dobândirea uniformității (gust, culoare, conținut de grăsime);

lapte și smântână sterilizate - creșterea termenului de valabilitate;

produse lactate fermentate (smântână, chefir, iaurt etc.) - creșterea rezistenței și îmbunătățirea consistenței cheagurilor de proteine ​​și eliminarea formării unui dop de grăsime la suprafața produsului;

lapte condensat conservat - împiedicând eliberarea fazei grase în timpul depozitării pe termen lung;

lapte praf integral - reducerea cantității de grăsime liberă din lapte neprotejată de învelișuri proteice, ceea ce duce la oxidarea rapidă a acestuia sub influența oxigenului atmosferic;

lapte reconstituit, smantana si bauturi din lapte fermentat - creand un gust mai plin al produsului si impiedicand aparitia unui postgust apos;

lapte cu umplutură (cacao, etc.) - îmbunătățirea gustului, creșterea vâscozității și reducerea probabilității de formare a sedimentelor.

Dispersarea globulelor de grăsime, adică reducerea dimensiunii și distribuția uniformă a acestora în lapte, se realizează prin aplicarea unei forțe externe semnificative asupra laptelui (presiune, ultrasunete, tratament electric de înaltă frecvență etc.) în mașini speciale - omogenizatoare.

Cea mai răspândită în industria laptelui este omogenizarea laptelui prin presarea acestuia prin fanta supapei inelare a capului de omogenizare al mașinii. Globulele de grăsime, care trec prin acest gol, sunt dispersate. Presiunea necesară este creată de pompă. În timpul producției de lapte integral, dimensiunea globulelor de grăsime scade de la 3-4 microni la 0,7-0,8 microni.

Componenta principală a omogenizatoarelor moderne de tip supapă este capul de omogenizare. Poate fi în una sau două etape. A doua treaptă funcționează de obicei la o presiune mai mică decât prima.

Utilizarea omogenizării în una sau două etape depinde de tipul de produse lactate produse.

Omogenizarea în două etape cu o cădere mare de presiune în ambele etape este utilizată în producția de produse lactate bogate în grăsimi (smântână, amestecuri de înghețată etc.).

Vă permite să dispersați (despărțiți) acumulările rezultate de globule de grăsime. Pentru a produce alte tipuri de produse lactate, inclusiv lapte de consum, se poate folosi omogenizarea într-o singură etapă.

Tratamentul termic al laptelui

Tratamentul termic este una dintre operațiunile tehnologice principale și necesare de prelucrare a laptelui efectuate în scopul dezinfectării. Eficacitatea tratamentului termic este asociată cu rezistența la căldură a laptelui, determinată de proteinele, compoziția sării și aciditatea acestuia, care, la rândul lor, depind de perioada anului, perioada de alăptare, starea fizică și rasa animalelor, regimurile de hrănire și dietă. , etc.

În timpul tratamentului termic, laptele și produsele lactate suferă modificări complexe ale proprietăților biochimice și fizico-chimice, precum și modificări ale componentelor laptelui. Scopul tratamentului termic este variat și anume: reducerea numărului total de microorganisme și distrugerea formelor patogene, inactivarea (distrugerea) enzimelor din lapte pentru creșterea stabilității în timpul depozitării pe termen lung, asigurarea gustului, mirosului, culorii și consistenței specifice, creând condiții de temperatură favorabile. pentru fermentare, evaporare, depozitare, precum și procese mecanice de prelucrare etc.

Tratamentul termic al laptelui este o combinație de moduri de temperatură (încălzire sau răcire) și durata expunerii la această temperatură. Mai mult, durata expunerii la o anumită temperatură trebuie să fie astfel încât să se obțină efectul dorit. În industria laptelui, tratamentul termic se efectuează la temperaturi de până la 100 și peste 100 °C.

Când sunt încălzite la 100°C, mor doar formele vegetative din lapte, iar la temperaturi peste 100°C, formele vegetative și sporice mor. Principalele procese de tratament termic al laptelui care suprimă activitatea vitală a microorganismelor sunt pasteurizarea și sterilizarea. Apa caldă și aburul de apă saturată sunt folosite ca lichid de răcire pentru pasteurizare, iar aburul de apă saturată este folosit pentru sterilizare.

În plus, în timpul tratamentului termic, laptele este supus răcirii, încălzirii (încălzirii) și tratamentului cu vid termic.

Modul de tratament termic al laptelui pentru producerea fiecărui tip de produs este determinat de instrucțiunile tehnologice. În acest caz, laptele este încălzit la temperatura de pasteurizare, apoi ținut și răcit rapid la temperatura necesară. Combinația operațiunilor de încălzire și răcire este dictată de cerințele tehnologice și sanitare, precum și de posibilitatea utilizării căldurii unui produs fierbinte.

Pentru a face acest lucru, produsul fierbinte este trimis într-o secțiune specială a aparatului (placă sau tubulară) pentru a preîncălzi produsul rece care intră pentru pasteurizare. Această operație se numește regenerare de căldură, iar dispozitivele sau piesele lor se numesc regeneratoare sau secțiuni de regenerare. Utilizarea acestei operațiuni face posibilă obținerea unei anumite economii de energie termică cheltuită pentru pasteurizare.

Eficiența regeneratorului este caracterizată de coeficientul de regenerare. Acesta reprezintă raportul dintre cantitatea de căldură returnată de regenerator și cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi produsul de la temperatura inițială la temperatura finală, adică la care produsul începe să curgă înapoi prin regenerator.

Răcire și încălzire

Materiile prime lactate la întreprinderi sunt răcite pentru a-și menține calitatea și pentru a limita creșterea microorganismelor înainte de procesare. În tabel Tabelul 4.1 oferă date care arată creșterea numărului de microorganisme din lapte în funcție de temperatura de răcire și durata de păstrare.

Depozitarea laptelui la temperaturi peste 4,5 °C duce la o creștere a numărului de microorganisme. În practică, laptele pentru depozitare pe termen scurt este răcit la 6-8 °C. Pentru păstrare pe termen lung (10-14 ore), laptele este pasteurizat și apoi răcit. Pentru a crește durata de valabilitate, produsele lactate sunt răcite în timpul procesului de fabricație.

Încălzirea (încălzirea) nu joacă un rol major, dar cel mai adesea îndeplinește o funcție auxiliară (pregătitoare) în procesul de prelucrare a laptelui. Încălzirea laptelui este utilizat înainte de separare, omogenizare și, de asemenea, în producerea diferitelor produse lactate. În timpul separării, încălzirea laptelui reduce proprietățile sale de vâscozitate, ceea ce are un efect pozitiv asupra separării globulelor de grăsime din plasma laptelui și formării smântânii.