Homogenizatorji za mlečno industrijo. Homogenizator: princip delovanja, zasnova in uporaba v mlečni industriji. Mehanizem procesa fazne disperzije v aparatu ventilnega tipa
Homogenizacija mleka- postopek drobljenja maščobnih kroglic z izpostavljanjem mleka pomembnim zunanjim silam. Postopek homogenizacije se uporablja pri proizvodnji pasteriziranega mleka za povečanje homogenosti in podaljšanje roka uporabnosti. Namen homogenizacije je preprečiti spontano usedanje maščobe pri proizvodnji in skladiščenju mlečnih izdelkov, ohraniti homogeno konsistenco izdelka brez razslojevanja.
Število in velikost maščobnih kroglic v mleku sta različni in sta odvisni od pasme, pogojev krmljenja in zadrževanja, stopnje laktacije, starosti živali in številnih drugih dejavnikov. V povprečju 1 cm 3 polnomastnega mleka vsebuje približno 3 milijarde maščobnih kroglic. Velikost maščobnih kroglic je zelo različna - od 0,1 do 20 mikronov.
V procesu drobljenja maščobnih kroglic med homogenizacijo pride do prerazporeditve snovi lupine. Plazemske beljakovine se porabijo za izgradnjo lupin nastalih majhnih maščobnih kroglic, kar vodi do stabilizacije visoko dispergirane maščobne emulzije homogeniziranega mleka.
V mleku srednje maščobe se prosta maščoba praktično ne tvori, tj. ni kopičenja majhnih maščobnih kroglic. S povečanjem masnega deleža maščobe v mleku lahko pride do kopičenja maščobnih kroglic. to. Pravilno izvedena homogenizacija odpravlja možnost pojava proste maščobe, s čimer se podaljša rok uporabnosti mlečnih izdelkov: uravnava strukturne in mehanske lastnosti strdkov mlečnih beljakovin; izboljša okus izdelkov.
Neželene posledice so zmanjšana toplotna stabilnost homogeniziranega mleka; pojav preobčutljivosti na svetlobo in kot posledica "sončnega" okusa; nezmožnost ločevanja homogeniziranega mleka.
Pogoji za učinkovito homogenizacijo:
- 1) Mlečna maščoba mora biti v tekočem stanju;
- 2) Drobljenje maščobnih kroglic je možno le z zunanjim vplivom;
- 3) Potrebno je oblikovati novo zaščitno plast vsake maščobne kroglice.
Pri proizvodnji pasteriziranega mleka mlečna maščoba v bistvu ohrani svojo prvotno sestavo in lastnosti. Toplotni in mehanski učinki ne povzročajo bistvenih sprememb v maščobni fazi mleka.
Trenutno se uporabljajo naslednje vrste homogenizacije:
- 1) enostopenjski - pride do tvorbe majhnih maščobnih kroglic;
- 2) dvostopenjski - pride do uničenja teh agregatov in nadaljnje disperzije maščobnih kroglic;
- 3) ločeno - ne predela se vse mleko, ampak le njegov maščobni del (smetana) 16-20% maščobe.
Z enostopenjsko homogenizacijo se maščobne kroglice zdrobijo na velikost približno 1 μm, tj. obstaja homogena disperzija maščobne faze, ki se ne more usedati. Uporablja se za proizvodnjo mlečnih izdelkov z nizko vsebnostjo maščob (konzumno mleko itd.).
Dvostopenjska homogenizacija se izvaja pri proizvodnji izdelkov z visoko vsebnostjo maščob (smetane, sladoledne mešanice itd.). Omogoča vam, da razbijete nastale kopičenje maščobnih kroglic.
Homogenizacija normaliziranega mleka poteka ločeno, kot sledi. Da bi to naredili, se loči normalizirano mleko, segreto na temperaturo 55-65 ° C. Nastala smetana z masnim deležem maščobe 16-20% se homogenizira v dvostopenjskem homogenizatorju pri tlaku 8-10 MPa v prvi stopnji in 2-2,5 MPa v drugi. Homogenizirana smetana se pretočno zmeša s posnetim mlekom iz separatorja smetane in se pošlje v pasterizacijski del pasterizacijsko-hladilne naprave. Smetano je mogoče tudi homogenizirati, preden jo zmešate s posnetim mlekom, da pripravite standardizirano mleko. Ločevanje homogenizacije lahko bistveno zmanjša stroške energije.
Pri proizvodnji različnih mlečnih izdelkov se običajno uporablja homogenizacijski tlak 5-25 MPa in temperatura 55-70 ° C. Tlak in temperatura homogenizacije določata njegov način. Tlak in temperaturo med homogenizacijo izberemo glede na masni delež maščobe v mešanici. Višja kot je vsebnost maščobe v mešanici, nižji mora biti tlak. Homogenizacijo je treba izvajati pri temperaturi, ki ni nižja od 50-60 0 C. Na primer, pri homogenizaciji mleka in smetane z nizko vsebnostjo maščob (10-12%) pri temperaturi, ki ni nižja od 70 0 C, je tlak 10-15 MPa se uporablja pri proizvodnji kisle smetane 25-30% vsebnosti maščobe - 9-10 MPa.
Med postopkom homogenizacije se lahko sprosti prosta maščoba, kot je navedeno zgoraj. V mleku se z naraščanjem homogenizacijskega tlaka količina proste maščobe zmanjšuje, v smetani pa povečuje. Povečanje količine proste maščobe je povezano s pomanjkanjem beljakovin, potrebnih za tvorbo lupine novonastalih maščobnih kroglic. Eden od pogojev za nastanek zaščitne lupine je razmerje med posnetim mlekom v prahu in maščobo; v homogeniziranem izdelku ne sme biti nižja od 0,6-0,8.
Učinkovitost homogenizacije določamo z usedanjem maščobe, s centrifugiranjem, s spremembo optične gostote in povprečne velikosti maščobnih kroglic. V homogeniziranem mleku naj premer maščobnih kroglic ne presega 2 mikronov.
Povečanje disperzije mlečne maščobe vodi do bolj homogenega, homogenega in stabilnega sistema. Povečanje stabilnosti sistema brez smetane je potrebno pri proizvodnji številnih mlečnih izdelkov. Poleg tega homogenizacija poveča viskoznost mleka, smetane in mlečnih mešanic, kar pozitivno vpliva na konsistenco končnih izdelkov in razširi uporabo homogenizacije v proizvodnji mleka.
V mlečni industriji so največjo uporabo dobili ventilni homogenizatorji, ki so visokotlačne večbatne črpalke s homogenizacijsko glavo. Med potekom bata se ustvari visok tlak, zaradi česar se mleko (ali zmes) z veliko hitrostjo potiska skozi režo homogenizatorja. Na vstopu v ventilsko režo se pretok mleka močno poveča. Velika maščobna kroglica, ki z veliko hitrostjo prehaja skozi režo, se potegne v valj, ki se zdrobi v majhne maščobne kapljice, ki so takoj prekrite z beljakovinsko lupino plazemskih beljakovin. Z veliko razliko v hitrosti lahko pride do drobljenja kroglic z zaporednim odvajanjem delcev brez vmesnega raztezanja v valj. to. maščoba normaliziranega mleka, ko je potisnjena skozi obročasto režo ventila homogenizacijske glave, se razprši. Potreben tlak ustvari črpalka. Pri proizvodnji polnomastnega mleka se velikost maščobnih kroglic zmanjša s 3-4 mikronov na 0,7-0,8 mikronov.
Poleg ventilnih homogenizatorjev se uporabljajo centrifugalni homogenizatorji-bistrilniki, ki imajo posebno komoro s pritrjenim homogenizacijskim diskom. Sama zasnova diska zagotavlja aktiven mehanski učinek na delce mleka.
Ugotavljanje učinkovitosti homogenizacije.
Obstojnost maščobne emulzije mleka ali smetane je zelo pomembna pri proizvodnji mlečnih izdelkov. Pri proizvodnji nekaterih izdelkov je zaželeno ohraniti maščobno emulzijo čim dlje stabilno (pasterizirano in sterilizirano mleko in smetana, fermentirani mlečni izdelki, mleko v pločevinkah in sladoled). Pri proizvodnji drugih izdelkov (na primer kravjega masla) je zaželeno, da se maščobna emulzija čim bolj razbije, da se maščobne kroglice združijo.
V mirovanju se v svežem mleku 20-30 minut po molži pojavi plast usedle smetane, kar je povezano z razliko v gostoti med mlečno maščobo (994-1025 kg/m3) in mlečno plazmo (1034-1040 kg/m3). ). Hitrost dviga maščobne kroglice v pogojih naravnega blata je izražena z enačbo
n \u003d 2 * g * r 2 * (s p -z in )/(9*µ) ,
n - hitrost vzpona maščobne kroglice, m / s;
g - pospešek prostega pada, m/s 2 ;
r je polmer maščobne kroglice, m;
с n gostota mlečne plazme, kg/m3;
cg - gostota maščobnih kroglic, kg/m3;
µ - viskoznost mlečne plazme, Pa s.
Odvisnost hitrosti ločevanja od polmera maščobne kroglice na kvadrat kaže na možnost preprečevanja posedanja z zmanjšanjem njenega polmera, kar dosežemo s homogenizacijo.
Učinkovitost homogenizacije ugotavljamo z optično metodo, metodo usedanja maščobe, metodo centrifugiranja in povprečno velikostjo maščobnih kroglic, vsebnost maščobe določamo z Gerberjevo kislinsko metodo s trikratnim centrifugiranjem 5 minut za homogenizirano mleko.
Optična metoda
Optična metoda za določanje učinkovitosti homogenizacije velja za mleko in smetano z masnim deležem maščobe od 2 do 6 %. Bistvo metode je merjenje optične gostote (motnosti) vzorca pri dveh valovnih dolžinah – 400 in 1000 nm. Vrednost razmerja optičnih gostot pri različnih valovnih dolžinah (D400/D1000) označuje stopnjo disperzije maščobne faze mleka ali smetane.
Učinkovitost homogenizacije (EG) je določena z razmerjem optičnih gostot (D400 in D1000). Izračun povprečnega premera kroglic mlečne maščobe se izvede po formuli:
d Sre \u003d 2,82 - 2,58 lg D 400 /D 1000 ,
d cf - povprečni premer maščobnih kroglic, mikronov;
D 400 in D 1000 sta optični gostoti vzorca pri valovnih dolžinah 400 in 1000 nm.
Določanje učinkovitosti homogenizacije
metoda zadrževanja maščobe.
Za ugotavljanje učinkovitosti homogenizacije z usedanjem maščobe hranimo mleko 48 ur pri temperaturi 8 °C brez mešanja v 250 ml merilnem valju. Nato se vzame zgornjih 100 ml mleka in določi vsebnost maščobe v mleku, ki ostane v valju. Odlaganje maščobe se izračuna po formuli:
O in \u003d 100 * (W m -IN n )/IN m -K* F n ,
Približno w - usedanje maščobe,%;
F m, F n - masni deleži maščobe v izvirnem mleku in spodnji plasti mleka, ki ostane v valju,%;
K je razmerje med prostornino spodnje plasti mleka v valju in celotno prostornino mleka (pri vzorčenju 100 ml zgornje plasti je K = 0,6).
Metoda centrifugiranja VNIMI
Učinkovitost centrifugiranja homogenizacije se določi pri določenem načinu centrifugiranja mleka v posebni pipeti (glej sliko 6.1).
predelava mleka homogenizacija centrifugiranje mleko
riž. 6.1.
Centrifugiranje poteka 30 minut. Po centrifugiranju se pipete odstranijo in postavijo navpično na zamašek. Nato previdno, brez obračanja ali stresanja, spodnji del izdelka prelijemo iz pipete do oznake II v kozarec, pri čemer zgornjo luknjo pipete zapremo s prstom leve roke in gumo z desno roko odstranite zamašek s spodnjega konca pipete. Določi se vsebnost maščobe v odcejenem proizvodu. Stopnjo homogenizacije izračunamo po formuli:
r = 100*W n /IN m ,
r - stopnja homogenizacije, % (za homogenizirano mleko r=75-80%);
W n - masni delež maščobe v spodnji plasti proizvoda, odcejen iz pipete;
F m - masni delež maščobe v izvirnem mleku,%.
Mikroskopska metoda
Pri določanju učinkovitosti homogenizacije z mikroskopsko metodo se določi povprečna velikost maščobnih kroglic homogeniziranega mleka (d cf). Za določitev velikosti maščobnih kroglic mleko in smetano razredčimo z vodo. S pomočjo okularnega mikrometra določimo velikost maščobnih kroglic pri 1350-kratni povečavi (objektiv 90, okular 15 z imerzijo).
Maščobne kroglice delimo na frakcije (skupine) glede na velikost premerov, odvisno od povečave mikroskopa in nastavljene vrednosti delitve okularnega mikrometra. Natančnost mejnih vrednosti teh frakcij je ena ali polovica delitve mikrometra okularja. V enem vzorcu mleka določimo velikost od 600 do 1000 maščobnih kroglic in jih razdelimo na frakcije. Velikost maščobnih kroglic vsake frakcije je izražena s povprečnim premerom. Na primer, za frakcijo III bo povprečni premer (2+3)/2 = 2,5 µm.
Homogenizacija je mehanska obdelava surovin, ki so šle skozi mlečne filtre, pri čemer se maščobne kroglice razpršijo (zdrobijo) pod delovanjem zunanje sile - tlaka, visokofrekvenčnega toka, ultrazvoka itd.
Zakaj je potrebna homogenizacija?
Pri shranjevanju vlijemo v pločevinke za mleko izdelka, maščoba plava na površini zaradi dejstva, da je lažja od plazme (obratno). Surovina je zaščitena. Velika kepa maščobe, ki se dvigne v zgornje plasti, trči z drugimi podobnimi. Pod vplivom imunoglobulinov pride do aglutinacije (lepljenje posameznih elementov in njihovo obarjanje iz homogene zmesi). Posledično se spremeni konsistenca in zmanjša kakovost, kar ni zaželeno. Če maščobne kroglice razbijemo na majhne koščke, se ne bodo zlepile v film na površini.
Hitrost dviga debele žoge je odvisna od njene velikosti - večja je, hitrejša je. Po Stokesovi formuli je premo sorazmeren s kvadratom polmera grude. Velikost maščobnih kroglic se giblje od 0,5 do 18 mikronov. Po homogenizaciji se zmanjša za faktor približno 10 (povprečna velikost izpusta 0,85 µm). To pomeni, da bodo lebdeli 100-krat počasneje. Poleg tega so v majhnih kockah, velikih manj kot 1 mikron, sile medsebojnega odboja večje od sil privlačnosti.
Med drobljenjem maščobe se snov njene lupine prerazporedi. Del fosfatidov prehaja v plazmo, plazemske beljakovine pa na zunanji ovoj majhnih kroglic. Zahvaljujoč tem dejavnikom se maščobna emulzija stabilizira v mleku. Z visoko stopnjo disperzije se proces usedanja ne opazi, maščoba ne plava, mlečne bučke so napolnjene s kakovostnejšim izdelkom. Smetana, skuta, maslo itd., izdelani iz homogeniziranih (homogenih) surovin, imajo boljše organoleptične lastnosti in konsistenco, hranilne snovi se v telesu hitreje in bolj popolno absorbirajo.
Homogenizacija pomaga pri:
- Pasterizirano mleko ali smetano, vlijemo v posode iz nerjavečega jekla pridobi enotno vsebnost maščobe, barvo in okus.
- Sterilizirano mleko in smetana sta bolje shranjena.
- Na fermentiranih mlečnih izdelkih se ni tvoril maščobni film, beljakovinski strdki pa so bili močnejši in boljše konsistence.
- V konzervah s kondenziranim mlekom med dolgotrajnim skladiščenjem maščobna faza ni izstopala.
- V polnomastnem mleku v prahu je bilo manj proste maščobe, brez lupin beljakovin - to vodi do oksidacije.
- Rekonstituirane fermentirane mlečne pijače, smetana in mleko niso razvile vodenega priokusa, okus izdelka pa je postal intenzivnejši.
- Mleko s polnilom (na primer kakav) se je izkazalo za bolj viskozno, brez usedlin, z boljšim okusom.
Mehanizem homogenizacije
Homogenizacijo je priporočljivo opraviti po pretoku mleka dolgotrajna pasterizacijska kopel.
Za to se uporabljajo različne vrste naprav. Najpogostejše so enote tipa ventila. V svojem jedru so visokotlačne batne črpalke. Tekočina teče skozi zelo majhne luknje. Hkrati se pretok močno poveča. Maščobne kroglice so zdrobljene, nastale majhne grudice so takoj prekrite z beljakovinsko lupino. Zakaj se to zgodi, bomo razpravljali v drugem delu članka.
Homogenizatorji so namenjeni drobljenju maščobnih kroglic v mleku, tekočih mlečnih izdelkih in mešanicah sladoleda. Uporabljajo se v različnih tehnoloških linijah za mleko in mlečne izdelke. Za homogenizacijo mleka je znana tudi druga oprema (emulgatorji, emulgatorji, vibratorji itd.), ki pa je manj učinkovita.
Homogenizatorji ventilskega tipa K5 - OG2A - 1,25 so dobili največjo uporabo v mlečni industriji; A1 - OGM 2.5 in A1 - OGM sta visokotlačni večbatni črpalki s homogenizacijsko glavo. Homogenizatorji so sestavljeni iz naslednjih glavnih enot: ročični mehanizem s sistemom za mazanje in hlajenje, batni blok s homogenizacijskimi in manometričnimi glavami ter varnostni ventil, okvir. Pogon se izvaja iz elektromotorja s pomočjo klinastega jermenskega prenosa. Gonilni mehanizem pretvori rotacijsko gibanje, ki ga prenaša klinasti jermen od elektromotorja, v povratno gibanje batov. Slednji skozi ustna tesnila vstopajo v delovne komore bata in s sesalnimi in izpustnimi gibi ustvarjajo potreben tlak homogenizirane tekočine. Ročični mehanizem opisanih homogenizatorjev je sestavljen iz ročične gredi, nameščene na dveh stožčastih valjčnih ležajih; pokrovi ležajev; ojnice s pokrovi in oblogami; drsniki, vrtljivo povezani s ojnicami s prsti; očala; tesnila; pokrov ohišja in gnani jermenik konzolno nameščen na koncu ročične gredi. Notranja votlina ročičnega mehanizma je oljna kopel. Na zadnji steni ohišja sta nameščena indikator olja in odtočni čep. V homogenizatorju K5 - OG2A - 1.25 se drgni deli ročičnega mehanizma mažejo z brizganjem olja z vrtljivo ročično gredjo. Zasnova ohišja in sorazmerno majhna obremenitev ročičnega mehanizma homogenizatorja K5 - OG2A - 1.25 omogoča hlajenje olja, nameščenega v ohišju, zaradi prenosa toplote s površine v okolje. Samo bati se hladijo z vodo iz pipe. V homogenizatorjih A1 - OGM - 2.5 in A1 - OGM se v kombinaciji z brizganjem olja v notranjosti telesa uporablja sistem prisilnega mazanja najbolj obremenjenih drgnih parov, kar poveča prenos toplote. Olje v teh homogenizatorjih se hladi s toplotno prevodno vodo, ki vstopa v tuljavo hladilne naprave, položeno na dnu ohišja, bate pa hladi voda iz pipe, ki jih dovaja skozi luknjo v cevi. . Za nadzor pretoka vode je v sistemu nameščeno pretočno stikalo. Na telo KShM je s pomočjo dveh zatičev pritrjen batni blok, ki je namenjen sesanju izdelka iz dovodne cevi in črpanju pod visokim pritiskom v homogenizacijsko glavo. Blok bata vključuje telo, bate, tesnila na ustnicah, spodnji, zgornji in sprednji pokrov, sesalne in izpustne ventile, sedeže ventilov, tesnila, puše, vzmeti, prirobnico, priključek, filter v sesalnem kanalu bloka. Na končni ravnini bata je nameščena homogenizacijska glava, ki je zasnovana za dvostopenjsko homogenizacijo izdelka zaradi njegovega prehoda pod visokim tlakom skozi režo med ventilom in sedežem ventila v vsakem stopenjskem sistemu. Na zgornji ravnini bata je pritrjena manometrična glava za nadzor homogenizacijskega tlaka. Merilna glava ima dušilno napravo, ki omogoča učinkovito zmanjšanje amplitude nihanja merilnega kazalca. Glava merilnika je sestavljena iz telesa, igle, tesnila, zatezne matice, podložke in manometra z membranskim tesnilom. V končni ravnini bata na strani nasproti vpetja homogenizacijske glave je varnostni ventil, ki preprečuje, da bi se tlak homogenizacije zvišal glede na nazivni. Varnostni ventil vključuje vijak, protimatico, peto, vzmet, ventil in sedež ventila. Varnostni ventil nastavimo na največji homogenizacijski tlak z vrtenjem vpenjalnega vijaka, ki na ventil deluje preko vzmeti. Ogrodje homogenizatorja je lita ali varjena konstrukcija iz kanalov, prekrita z jekleno pločevino. KShM je nameščen na zgornji ravnini okvirja. V notranjosti na dveh nosilcih plošča z el. motor. Poleg tega je plošča podprta z vijaki za nastavitev klinastih jermenov. Postelja ima štiri višinsko regulirane opore. Stranska okna postelje se zapirajo s snemljivimi prevlekami. Mleko ali mlečni izdelek se s pomočjo črpalke črpa v sesalni kanal bata. Iz delovne votline bloka produkt pod pritiskom vstopi skozi izpustni ventil, homogenizacijska glava prehaja z veliko hitrostjo skozi sprednjo režo, ki je nastala med brušenimi površinami homogenizacijskega ventila in njegovim sedežem. Ko se to zgodi, pride do disperzije tekoče faze produkta. Iz homogenizatorja se izdelek pošlje po mlekovodu v nadaljnjo predelavo ali predhodno skladiščenje.
Homogenizacijske glave so bile podvržene takim ali drugačnim majhnim spremembam, vendar je princip njihove postavitve še vedno nespremenjen. Oblika ploskve ventila je običajno ravna, skočna ali stožčasta z majhnim kotom zožitve. Homogenizator s ploščatimi ventili s koncentričnimi utori ima enake utore na površini sedeža. Posledično se spremeni oblika mlečnega prehoda v radialni smeri, kar naj bi prispevalo k boljši homogenizaciji. Tekoči izdelek lahko v glavo črpa katera koli črpalka, ki ima enakomeren pretok in je sposobna ustvariti visok tlak. V ta namen se uporabljajo večbatne, rotacijske in vijačne črpalke. Najbolj razširjeni so visokotlačni homogenizatorji s tribatnimi črpalkami.
Shema batnega homogenizatorja z ventilom je prikazana na sl. 3
Ko se bat premakne v levo, gre mleko skozi sesalni ventil 3 v valj, in ko se bat premakne v desno, se potisne skozi ventil 4 v izpustno komoro, na kateri je nameščen manometer 10 za nadzor pritisk. Nadalje mleko skozi kanal v glavo 5, v kateri pritisne ventil 7, pritisnjen proti sedežu 6 z vzmetjo 8. Napetost vzmeti se regulira z vijakom 11. Ventil in sedež sta pritrjena na vsakega drugo. V nedelovnem položaju je ventil tesno pritisnjen na sedež z vzmetjo 8, ki je postala nastavitveni vijak 11, v delovnem položaju, ko se tekočina črpa, pa se ventil dvigne s pritiskom tekočine in se v "lebdečem" stanju. Značilen indikator načina homogenizacije, ki igra pomembno vlogo pri nastavitvi stroja, je homogenizacijski tlak. Višji kot je, učinkovitejši je proces disperzije. Tlak se regulira z vijakom 11, ki ga vodijo odčitki manometra 10. Ko je vijak privit, se tlak vzmeti na ventilu poveča, zato se višina reže ventila poveča. To vodi do povečanja hidravličnega upora, ko se tekočina premika skozi ventil, tj. do povečanja tlaka, potrebnega za potiskanje določene količine tekočine.
Sposobnost batne črpalke, da ustvari visok tlak, ogrozi celovitost delov v primeru, da se odprtina zamaši v sedežu ventila. Zato je homogenizator opremljen z varnostnim ventilom 9, skozi katerega izstopa tekočina, ko je tlak v stroju višji od nastavljenega. Tlak, pri katerem se varnostni ventil odpre, se nastavi z zategovanjem vzmeti z vijakom.
Na sl. Slika 4 prikazuje homogenizator z dvojnim dušenjem, v katerem tekočina zaporedno teče skozi dve delovni glavi. V vsaki glavi se regulira pritisk vzmeti na ventil posebej, s svojim vijakom. V takih glavah poteka homogenizacija v dveh stopnjah.
Delovni tlak v izpustni komori je enak vsoti obeh razlik. Uporaba dvostopenjske homogenizacije je predvsem posledica dejstva, da pri mnogih emulzijah po homogenizaciji v prvi stopnji na izhodu opazimo povratno agregacijo razpršenih delcev in nastanek »grozdov«, ki poslabšajo učinek disperzije.
Naloga druge stopnje je razbiti in razpršiti takšne relativno nestabilne formacije.
To ne zahteva tako velikega mehanskega delovanja, zato je padec tlaka v drugi pomožni stopnji homogenizatorja veliko manjši kot v prvi, od delovanja katere je predvsem odvisna stopnja homogenizacije.
Slika 4 - Shema dvostopenjske homogenizacije
Pri splošni zasnovi sodobnih homogenizatorjev se uporabljajo osnovna načela in določbe tehnične estetike, sanitarij in higiene. V skladu z novimi trendi v razvoju mlekarske opreme so novi dizajni homogenizatorjev racionalizirani, obloženi in prekriti z ohišji iz nerjavečega jekla s polirano površino.
Na podlagi zmogljivosti homogenizatorja in konstrukcijskih premislekov smo za prototip izbrali homogenizator znamke A1 - OGM - 2.5.
Homogenizator je naprava za pridobivanje homogenih (homogenih) disperznih sistemov. Sistemi so lahko enofazni ali večfazni, tj. v disperznem mediju, ki je običajno tekočina, so delci (običajno netopni) ene ali več trdnih ali tekočih snovi, ki jih imenujemo disperzne faze. Izraz "homogen" pomeni, da so faze enakomerno porazdeljene z enako koncentracijo v kateri koli poljubno vzeti enoti volumna medija. Nastali sistem bi moral biti relativno stabilen. Da bi to naredili, med homogenizacijo v veliki večini primerov izvedemo disperzijo, to je mletje faznih delcev.
Uporaba homogenizatorjev v mlečni industriji
Homogenizator mleka zdrobi maščobne kroglice. Hitrost, s katero priplavajo na površje, je odvisna od kvadrata njihovega polmera. Tako po 10-kratnem zmanjšanju hitrost pade za 100-krat. Zaradi tega se izdelek ne usede, ne loči na smetano in posnetek. Njegov rok uporabnosti se znatno poveča.
Poleg tega po homogenizaciji:
- Pri izdelavi margarine ali masla so voda in druge sestavine enakomerno porazdeljene v maščobnem mediju. In v majonezi in solatnih prelivih - maščobe v vodnem okolju.
- Smetana in pasterizirano mleko se izenačita po barvi, okusu in vsebnosti maščobe.
- V konzervirani hrani s kondenziranim mlekom se med dolgotrajnim skladiščenjem maščobna faza ne sprosti.
- Kefir, kisla smetana in drugi fermentirani mlečni izdelki se stabilizirajo. Izboljša se konsistenca beljakovinskih strdkov. Na površini se ne tvorijo mastni čepi.
- V polnomastnem mleku v prahu se zmanjša količina proste maščobe, ki ni zaščitena z beljakovinsko ovojnico. Zaradi tega je izključena njegova hitra oksidacija pod vplivom atmosferskega zraka.
- Mleko s kakavom ali drugim polnilom izboljša okus, postane bolj viskozno. Zmanjšuje verjetnost padavin.
- Rekonstituirane fermentirane mlečne pijače, smetana in mleko nimajo vodenega okusa. Naravni okus postane bolj intenziven.
Fizikalne metode postopka in glavne vrste homogenizatorjev
- Prerivanje skozi ozko režo. Uporabljajo se ventilske enote z visokotlačnimi batnimi črpalkami. Takšne naprave v mlečni industriji so najpogostejše.
- mehansko mešanje. Uporabljajo se mešalniki z noži ali lopaticami, vključno z mešalniki z visoko hitrostjo. Najenostavnejši primer je kavni mlinček ali mlinček za meso z električnim pogonom. To vključuje tudi rotacijski pulzacijski aparat (RPA). Čeprav je učinek na fazne kepe pri njih bolj kompleksen, ni omejen na udarne in abrazijske obremenitve.
- Vpliv ultrazvoka. Tu delujejo ultrazvočne naprave, ki vzbujajo kavitacijo v razpršenem mediju, zaradi česar se faza zdrobi.
Batni homogenizator
Naprava
Homogenizatorska naprava je prikazana na sl. 1. Batni valj 1 je povezan z vstopno cevjo skozi sesalni ventil 3 in z visokotlačno komoro preko dovodnega ventila 4. Iz komore je kanal do homogenizacijske glave 5, ki ima sedež 6, ventil 7, vzmet 8 in nastavitveni vijak 11. Za nadzor tlaka je na komoro priključen manometer 10. Kanal ima odcep do varnostnega ventila 9. Bat poganja črpalka 2.
Povečan pogled na homogenizacijsko glavo je prikazan na sliki 2. Ima kalibrirano luknjo (kanal) 1 v sedežu 5, vzmet 2, ventil 4 s steblom 3 in nastavitveni vijak 6. Sedež in ventil sta brušena drug na drugega. 
Ventil ima ravno, stožčasto z majhnim kotom ali loputo delovne površine. V prvem primeru so lahko na njem žlebovi (utori). Če so, potem so enake narejene na sedlu. To poveča stopnjo fazne delitve.
Obstajajo modeli, v katerih sta ventil in sedež nameščena v ležajih, nameščenih v fiksnem ohišju. V tem primeru se pod pritiskom curka izdelka vrtijo v različnih smereh.
Ker tekočina, ki teče z veliko hitrostjo, deluje na ventil in sedež dovolj močno, se hitro obrabita. Zato so ti elementi izdelani iz posebno močnih jekel. Poleg tega je njihova oblika simetrična. Ob opazni obrabi je dovolj, da jih obrnete na drugo stran in s tem podvojite življenjsko dobo.
Črpalka ni nujno batna, lahko izberete vijačno ali rotacijsko. Glavna stvar je, da ustvarja visok pritisk. Ker batni mehanizem ne zagotavlja enakomernega dovajanja, jih je več nameščenih v homogenizatorje, pri čemer so začetki ciklov časovno razmaknjeni. Najbolj priljubljene so tribatne enote. Pri njih so na gredi kolena zasukana za 120 stopinj, tako da valji delujejo izmenično. V tem primeru je koeficient neenakosti krme, to je razmerje med njegovo največjo vrednostjo in povprečjem, 1,047.
Indikator blizu ena pomeni, da lahko pretok skozi homogenizacijsko glavo štejemo za stabilnega z majhno napako. Tako je med procesom homogenizacije ventil vedno v obteženem (odprtem) položaju. Med njim in sedežem je reža za pretok tekočine. Njegovo velikost je mogoče vzeti tudi konstantno, ne da bi upoštevali rahlo odstopanje od povprečne ravni. V mnogih sodobnih napravah gre tok iz vsakega bata v "svojo" glavo. Po razdelitvi faz se povežejo v izhodni razdelilnik.
Manometer je opremljen z dušilno napravo. To zmanjša nihanje kazalca instrumenta.
Princip delovanja
Načelo delovanja homogenizatorja je naslednje. Ko bat deluje za sesanje (na sliki se premakne v levo), mleko vstopi v valj 1 skozi ventil 3. Nato bat deluje za črpanje (premakne se v desno) in potisne izdelek v komoro skozi ventil 4. Po tem tekočina vstopi skozi kanal iz komore v homogenizacijsko glavo 5.
Ko je ventil v nedelujočem položaju, ga vzmet 8 močno pritisne na sedež. Mleko pod pritiskom dvigne ventil, tako da med njim in sedežem nastane majhna reža. Skozi njo se maščobne kroglice zdrobijo, izdelek se homogenizira in nato gre v odvodno cev.
Reža običajno ne presega 0,1 mm. Delci mleka se v tem območju gibljejo s hitrostjo okoli 200 m/s (le 9 m/s v injekcijski komori). Velikost maščobnih grudic se zmanjša s 3,5-4,0 mikronov na 0,7-0,8 mikronov.
Tlak, ki ga ustvari batna črpalka, je zelo visok. Zato lahko zamašitev kanala v sedežu povzroči uničenje delov. Da bi preprečili zlom, je nameščen varnostni ventil 9.
Enota se nastavlja z vijakom 11. Ena glavnih značilnosti homogenizacije je tlak. Ko je vijak privit, vzmet močneje pritisne ventil na sedež. Zaradi tega se velikost reže zmanjša, saj se poveča hidravlični upor. Nastavitev naprave se izvede glede na odčitke manometra 10.
Po navodilih za homogenizator mora biti temperatura mleka v območju od 50 do 65 stopinj C. Če je pod tem območjem, se proces usedanja maščobnih grudic pospeši. Če je višja, se bodo beljakovine sirotke začele obarjati.
Povečanje kislosti izdelka negativno vpliva na učinkovitost postopka, saj se v tem primeru zmanjša stabilnost beljakovin. Nastajajo aglomerati, drobljenje maščobnih grudic je oteženo.
V času prehoda tekočine skozi ventilsko režo zaradi ostrega zožitve preseka kanala pride do dušilnega učinka. Pretok se večkrat poveča, tlak pa pade zaradi dejstva, da se potencialna energija pretvori v kinetično.
Po prehodu mleka skozi glavo se del zdrobljenih delcev ponovno zlepi v večje konglomerate. Učinkovitost postopka pade. Za boj proti temu pojavu se uporablja dvostopenjska homogenizacija. Naprava je prikazana na sl. 3. Temeljna razlika od enostopenjskega je prisotnost dveh parov delovnih teles, prve stopnje 4 in druge - 12. Vsak ima svojo tlačno vzmet s krmilnim ventilom 6.
Druga stopnja, pomožna, še poveča stopnjo drobljenja faze. Namenjen je ustvarjanju nadzorovanega in stalnega protitlaka v glavi prve stopnje, ki je glavna. To optimizira procesne pogoje. In tudi za uničenje razmeroma nestabilnih formacij. Tlak v njem je nastavljen nižje kot v prvem.
Enostopenjska homogenizacija je zasnovana za izdelke z nizko vsebnostjo maščob ali visoko viskoznostjo. Dvostopenjski - z visoko vsebnostjo maščob ali trdnih snovi in nizko viskoznostjo. In tudi v tistih primerih, ko je treba zagotoviti največjo možno fazno razdelitev.
Ločena tehnologija
V mlekarski industriji je lahko homogenizacija popolna ali ločena. V prvem primeru gredo skozi enoto vse razpoložljive surovine. V drugem se najprej loči. Nastalo smetano 16-20% maščobe homogeniziramo in nato zmešamo s posnetim mlekom. In poslan v naslednjo fazo obdelave. Ta metoda zagotavlja znatne prihranke energije.
Mehanizem procesa fazne disperzije v aparatu ventilnega tipa
Po mnenju N. V. Baranovskega je bila na podlagi študije hidravličnih dejavnikov, ki vplivajo na drobljenje maščobnih grudic med homogenizacijo mleka v aparatu tipa ventila, predlagana naslednja shema postopka (slika 4).
Na mestu prehoda toka iz kanala sedeža v režo med sedežem in ventilom se prerez toka močno zmanjša. Torej po enem od osnovnih zakonov hidravlike hitro narašča tudi hitrost njegovega gibanja U. Natančneje, U0 na poti je nekaj metrov na sekundo. In U1 na vhodu v režo je 2 reda velikosti višji, nekaj sto m/s.
Maščobna kapljica se ne premakne iz območja nizkih v območje visokih hitrosti naenkrat »vse naenkrat«. Sprednji del žoge najprej vstopi v tok, ki se premika v razpokah z veliko hitrostjo. Pod delovanjem hitro tekoče tekočine se izvleče (zadnji del se še počasi premika) in odtrga. Preostala gruda se še naprej počasi premika (seveda je pojem "počasi" v tem primeru relativen, saj celoten cikel kapljice, ki gre skozi režo, traja 50 mikrosekund), da se premakne proti vmesniku hitrosti, in del, ki je zdaj se je izkazalo, da je spredaj, se podaljša na enak način kot prejšnji in se tudi sname. Tako se celotna maščobna kapljica postopoma raztrga na koščke, ki potekajo skozi mejni del. To se zgodi pri dovolj veliki razliki med hitrostima U0 in U1.
Če se ta razlika izkaže za manjšo od določenega praga, potem pred odcepitvijo delcev pride do vmesne stopnje - kapljica se najprej raztegne v filament. Če je razlika še manjša, bo kepa maščobe prešla mejo hitrosti brez uničenja. Toda vpliv visokega pretoka ga bo še vedno privedel do nestabilnega stanja zaradi nastanka notranjih deformacij. Zato bo krogla zaradi sil površinske napetosti in mehanskih udarcev tokovnih curkov še vedno razpadla na manjše frakcije.
Homogenizator olja
Za pridobitev homogene konsistence masla ali topljenih sirov se uporablja homogenizator plastifikatorja. Pri obdelavi se vodna faza dispergira in enakomerno porazdeli po volumnu. Posledično je izdelek shranjen dlje, njegov okus se izboljša. Poleg tega se zmanjša čas, porabljen za odmrzovanje, zmanjša pa se tudi izguba vode med pakiranjem.
Zasnovo naprave je mogoče obravnavati na primeru enega najbolj priljubljenih modelov M6-OGA (slika 5). Sestavljen je iz ohišja in ogrodja (slika 6), sprejemnega lijaka, pod katerim so dovodni polži, in rotorja z 12, 16 ali 24 lopaticami. Kot pogon se uporablja elektromotor. Hitrost vijaka se krmili z variatorjem. Kotna hitrost rotorja je konstantna.
Delovanje homogenizatorja je naslednje. Maslo damo v velike kose v lijak. Polži se vrtijo v različnih smereh, gledano od zgoraj - eden proti drugemu. Z njihovo pomočjo se olje potisne skozi rotor, nato pa skozi pravokotno šobo preide v sprejemni lijak (ni prikazan na sliki). Da se olje ne drži delovnih teles, jih mažemo z vročo raztopino. 
V zadnjem času se za predelavo mleka vse pogosteje uporabljajo rotacijsko-pulzacijski aparati (RPA). Tak homogenizator je po zasnovi in principu delovanja podoben centrifugalni črpalki. Glavna razlika je v delovnih telesih.
RPA je organizirana na naslednji način. Kot pogon služi elektromotor. Rotor v obliki perforiranega valja je togo pritrjen na svoji podolgovati gredi. S konca cilindra, s strani pokrova, je lahko rotor. Perforacija ni potrebna. Znotraj pokrova je podoben valj, pritrjen, igra vlogo statorja.
Mleko se dovaja skozi aksialno šobo na pokrovu in vstopi v rotor. Ta del proizvaja primarno fazo drobljenja in pospešuje delovno mešanico. Slednji gre nato skozi perforacijo gibljivega cilindra, se ponovno delno razprši pod delovanjem strižnih in abrazivnih obremenitev ter konča v homogenizirajoči votlini med rotorjem in statorjem. 
Tu poleg šoka na maščobne kroglice delujejo druge sile.
V turbulentnem toku, ki se giblje z veliko hitrostjo (prav to opazimo v delovnem območju RPA), nastanejo mikrovorteksni tokovi. Če majhen sferični vrtinec trči ob kapljico maščobe, jo uniči. Obstaja tudi hidroakustični učinek. Intenzivna kavitacija, ki vodi do sesedanja zračnih mehurčkov, ustvarja udarne valove, ki se jim tudi kepe faze ne morejo upreti.
Največji vpliv aparata na delce dosežemo v trenutku, ko se med rotorjem in statorjem pojavijo resonančne vibracije. Da bi zagotovili ta učinek, je treba izračunati premer gibljivega valja, hitrost njegovega vrtenja, pa tudi vrzel med njim in statorjem.
Po delovnem območju gre mleko skozi luknje statorja in se že homogenizirano odvaja skozi tangencialno odvodno cev, ki je običajno usmerjena navzgor, da se lažje povežejo cevovodi za polnjenje lijaka v recirkulacijskem sistemu. 
Za povečanje stopnje drobljenja ima lahko naprava več parov "rotor-stator". Po namestitvi pokrova so razporejeni izmenično. Obstajajo modeli, v katerih je namesto rotorja nameščen perforiran disk. Homogenizatorji RPA so lahko tudi potopni. Po želji je enota opremljena z naslednjimi napravami:
- Zaščita pred suhim tekom.
- Eksplozijsko odporen motor.
- Ohišje z grelnim/hladilnim plaščem.
- Regulator gladke spremembe frekvence vrtenja motorja.
- Polnilna naprava (polžni podajalnik), za viskozne, slabo topne, nehomogene emulzije in suspenzije ali prosto tekoče komponente.
- Enota za razkladanje, za odvajanje v posodo tretje osebe pri delu v skladu s shemo kroženja.
- Mehansko tesnilo gredi z mehom iz keramike iz silicijevega karbida - podaljša življenjsko dobo enote, tudi pri delu z agresivnimi tekočinami ali tistimi, ki vsebujejo abrazivne vključke.
RPA so enofazni ali trifazni. Vsi deli, ki pridejo v stik z živili, so izdelani iz nerjavečega jekla AISI 304, AISI 316 ali njihovih domačih primerkov. Ker razpršena tekočina zapusti aparat pod pritiskom, RPA homogenizator hkrati deluje kot centrifugalna črpalka.
Ultrazvočni homogenizatorji
Naprava (na primeru BANDELIN). Ultrazvočni homogenizator je sestavljen iz (od zgoraj navzdol na sliki 15) RF generatorja, ultrazvočnega pretvornika, "rogov" in sond (valovodov). RF generator je priključen na gospodinjsko omrežje s tokovno frekvenco 50 ali 60 Hz. Ta parameter ojača do 20 kHz. Ultrazvočni pretvornik, opremljen z nihajnim krogom z merilnim piezoelektričnim elementom, transformira trenutno energijo, ki jo ustvarja generator, v nihanje ultrazvočnih valov iste frekvence. Ustvarjena amplituda ostane konstantna. Ultrazvočni - poveča se zaradi uporabe "rogov" posebne oblike. V njih so vstavljene sonde, ki prenašajo vibracije na posodo s tekočino. Glede na prostornino delovnega medija so lahko ploščati, v obliki stožcev ali »mikro«, s premerom od 2 do 25 mm. 
Domača industrija proizvaja tudi ultrazvočne homogenizatorje. Od najnovejših modelov je mogoče opaziti razvoj leta 2015 I100-6 / 840 (slika 16). Naprava ima digitalno krmiljenje, pulzni način, nadzor amplitude in komplet sond.
Princip delovanja. Ko ultrazvočni valovi prehajajo skozi tekočino, izmenično, 20.000-krat na sekundo, ustvarjajo v njej visok in nizek pritisk. Slednji je praktično enak notranjemu parnemu tlaku tekočine, zaradi česar se v njej pojavijo mehurčki, napolnjeni s paro, tekočina zavre. Ko se praznine sesedejo, pride do padca tlaka, nastanejo hitro tekoči turbulentni mikrotokovi, ki uničijo maščobne kapljice.
Nekateri strokovnjaki verjamejo, da se pod ultrazvočno izpostavljenostjo grudice razpršijo ne zaradi kavitacije, ampak zaradi dejstva, da val, ki prehaja skozi maščobno kapljico na različnih točkah, povzroča pospeške različnih velikosti in smeri. Posledično se pojavijo večsmerne sile, ki poskušajo zlomiti žogo.
Homogenizacija je pomemben korak pri predelavi mleka in drugih izdelkov. Z njegovo pomočjo se izboljša struktura in podaljša rok uporabnosti, okus pa postane bolj nasičen.
Ta metoda mehanske obdelave mleka in tekočih mlečnih izdelkov služi za povečanje disperzije maščobne faze v njih, kar omogoča izključitev usedanja maščobe med skladiščenjem mleka, razvoj oksidativnih procesov, destabilizacijo in penjenje med intenzivnim mešanjem. in prevoz.
Homogenizacija surovin prispeva k:
pri proizvodnji pasteriziranega mleka in smetane - pridobitev enotnosti (okus, barva, vsebnost maščobe);
sterilizirano mleko in smetana - povečanje stabilnosti pri shranjevanju;
fermentirani mlečni izdelki (kisla smetana, kefir, jogurt itd.) - povečanje trdnosti in izboljšanje konsistence beljakovinskih strdkov ter odprava nastajanja maščobnega čepa na površini izdelka;
konzervirana hrana iz kondenziranega mleka - preprečuje sproščanje maščobne faze med dolgotrajnim skladiščenjem;
polnomastno mleko v prahu - zmanjšanje količine proste mlečne maščobe, ki ni zaščitena z beljakovinskimi lupinami, kar vodi do njene hitre oksidacije pod vplivom atmosferskega kisika;
rekonstituirano mleko, smetana in fermentirane mlečne pijače - za ustvarjanje polnega okusa izdelka in preprečevanje pojava vodenega priokusa;
mleko s polnili (kakav ipd.) - izboljša okus, poveča viskoznost in zmanjša verjetnost nastajanja usedlin.
Razpršitev maščobnih kroglic, to je zmanjšanje njihove velikosti in enakomerno porazdelitev v mleku, dosežemo z izpostavitvijo mleka pomembni zunanji sili (tlak, ultrazvok, visokofrekvenčna električna obdelava itd.) v posebnih strojih – homogenizatorjih.
V mlekarski industriji je najbolj razširjena homogenizacija mleka s potiskanjem skozi obročasto ventilsko režo homogenizacijske glave stroja. Maščobne kroglice, ki gredo skozi to vrzel, se razpršijo. Potreben tlak ustvari črpalka. Pri proizvodnji polnomastnega mleka se velikost maščobnih kroglic zmanjša s 3-4 mikronov na 0,7-0,8 mikronov.
Glavna enota sodobnih ventilskih homogenizatorjev je homogenizacijska glava. Lahko je ena ali dve stopnji. Druga stopnja običajno deluje pri nižjem tlaku kot prva.
Uporaba eno- ali dvostopenjske homogenizacije je odvisna od vrste mlečnih izdelkov, ki se proizvajajo.
Dvostopenjska homogenizacija z velikim padcem tlaka na obeh stopnjah se uporablja pri proizvodnji mlečnih izdelkov z visoko vsebnostjo maščob (smetane, sladoledne mešanice itd.).
Omogoča razpršitev (razbijanje) nastalih kopičenja maščobnih kroglic. Za proizvodnjo drugih vrst mlečnih izdelkov, vključno s konzumnim mlekom, se lahko uporablja enostopenjska homogenizacija.
Toplotna obdelava mleka
Toplotna obdelava je ena glavnih in potrebnih tehnoloških operacij predelave mleka, ki se izvaja z namenom dezinfekcije. Učinkovitost toplotne obdelave je povezana s toplotno odpornostjo mleka, ki je določena z njegovo beljakovinsko, solno sestavo in kislostjo, ki pa je odvisna od letnega časa, obdobja laktacije, fizičnega stanja in pasme živali, režimov hranjenja in prehrane. itd.
Pri toplotni obdelavi mleka in mlečnih izdelkov pride do kompleksnih sprememb biokemičnih in fizikalno-kemijskih lastnosti ter modifikacije sestavin mleka. Namen toplotne obdelave je raznolik, in sicer: zmanjšanje skupnega števila mikroorganizmov in uničenje patogenih oblik, inaktivacija (uničenje) mlečnih encimov za povečanje stabilnosti pri dolgotrajnem skladiščenju, zagotavljanje specifičnega okusa, vonja, barve in teksture, ustvarjanje ugodnih temperaturnih pogojev. za fermentacijo, uparjanje, skladiščenje, pa tudi postopke mehanske obdelave itd.
Toplotna obdelava mleka je kombinacija načinov izpostavljenosti temperaturi (ogrevanje ali hlajenje) in časa izpostavljenosti pri tej temperaturi. Poleg tega mora biti trajanje izpostavljenosti pri dani temperaturi takšno, da se doseže želeni učinek. V mlekarski industriji toplotno obdelavo izvajamo pri temperaturah do 100 in nad 100 °C.
Pri segrevanju na 100 °C v mleku odmrejo le vegetativne oblike, pri temperaturah nad 100 °C pa vegetativne in trosne oblike. Glavni postopki toplotne obdelave mleka, ki povzročajo zatiranje vitalne aktivnosti mikroorganizmov, so pasterizacija in sterilizacija. Kot nosilec toplote za pasterizacijo se uporablja vroča voda in nasičena vodna para, za sterilizacijo pa nasičena vodna para.
Poleg tega je med toplotno obdelavo mleko izpostavljeno hlajenju, segrevanju (ogrevanju), toplotni vakuumski obdelavi.
Način toplotne obdelave mleka za proizvodnjo vsake vrste izdelka določa tehnološko navodilo. V tem primeru se mleko segreje na temperaturo pasterizacije, nato pa se hrani in hitro ohladi na želeno temperaturo. Kombinacijo ogrevanja in hlajenja narekujejo tehnološke in sanitarne zahteve ter možnost izrabe toplote vročega produkta.
V ta namen se vroč izdelek pošlje v poseben del aparata (ploščast ali cevast) za predgretje hladnega izdelka, ki vstopa v pasterizacijo. Ta postopek imenujemo rekuperacija toplote, aparati ali njihovi deli pa regeneratorji ali regeneracijske sekcije. Uporaba te operacije vam omogoča, da nekaj prihranite pri toplotni energiji, porabljeni za pasterizacijo.
Učinkovitost regeneratorja je označena s koeficientom regeneracije. Predstavlja razmerje med količino toplote, ki jo vrne regenerator, in količino toplote, ki je potrebna za segrevanje izdelka od začetne do končne temperature, to je, pri kateri se izdelek začne obračati skozi regenerator.
Hlajenje in ogrevanje
Mlečne surovine se v podjetjih ohlajajo, da se ohrani njihova kakovost in omeji rast števila mikroorganizmov pred predelavo. V tabeli. 4.1 prikazuje podatke o rasti števila mikroorganizmov v mleku glede na temperaturo hlajenja in trajanje skladiščenja.
Skladiščenje mleka pri temperaturah nad 4,5 °C povzroči povečanje števila mikroorganizmov. V praksi se mleko za kratkotrajno skladiščenje ohladi na 6--8 °C. Za dolgoročno skladiščenje (10-14 ur) mleko pasteriziramo in nato ohladimo. Da bi podaljšali rok trajanja mlečnih izdelkov, jih med proizvodnim procesom ohlajamo.
Ogrevanje (ogrevanje) nima glavne vloge, ampak najpogosteje opravlja pomožno (pripravljalno) funkcijo v procesu predelave mleka. Segrevanje mleka se uporablja pred separacijo, homogenizacijo, pa tudi pri proizvodnji različnih mlečnih izdelkov. Pri separaciji se s segrevanjem mleka zmanjšajo njegove viskoznostne lastnosti, kar pozitivno vpliva na ločevanje maščobnih kroglic iz mlečne plazme in nastajanje smetane.
