Анализ современного оборудования
Технологическая линия производства пастеризованного молока
Обзор литературных источников
Гомогенизатор ГМ-0,5/20
Гомогенизирующая головка
Определение конструктивных параметров насосного блока и расчет мощности на привод
Охрана труда и экологическая безопасность проектных решений
Охрана окружающей среды
Технико-экономическая оценка проекта
Навигация
Анализ современного оборудования
Гомогенизатор клапанного типа
79248
знаков
16
таблиц
22
изображения
1. Анализ современного оборудования
Гомогенизация это – раздробление (диспергирование) жировых шариков путем воздействия на молоко или сливки значительных внешних усилий. В процессе обработки уменьшается жировых шариков и скорость всплывания. Происходит перераспределение оболочечного вещества жирового шарика, стабилизируется жировая эмульсия. Этот способ механической обработки молока и жидких молочных продуктов, служит для повышения дисперсности в них жировой фазы, что позволяет исключить отстаивание жира во время хранения молока развитие окислительных процессов, дестабилизацию и при интенсивном перемешивании и транспортировании.
Гомогенизация сырья способствует:
1) при производстве пастеризованного молока и сливок – приобретению однородности (вкуса, цвета, жирности);
2) стерилизованного молока и сливок – повышению стойкости при хранении;
3) кисломолочных продуктов (сметаны, кефира, йогурты и др.) – повышению прочности и улучшении консистенции белковых сгустков и исключения образования жировой пробки на поверхности продукта;
4) сгущенных молочных консервов – предотвращения выделения жировой фазы при длительном хранении;
5) сухого цельного молока – снижению качества свободного молочного жира, не защищенного белковыми оболочками, что приводит к быстрому его окислению под действием кислорода атмосферного воздуха;
6) восстановленных молока, сливок и кисломолочных напитков – созданию наполненности вкуса продукта и предупреждению появлению водянистого привкуса;
7) молока с наполнителями (какао и др.) – улучшению вкуса, повышению вязкости и снижению вероятности образования осадка. [1]
Диспергирование жировых шариков, т.е. уменьшение их размеров и равномерное распределение в молоке, достигается воздействием на молоко значительного внешнего усилия (давления, ультразвук, высокочастотная электрическая обработка и др.) в специальных машинах – гомогенизаторах.
|
Негомогенизированное молоко |
Давление гомогенизации P=20атм |
|
Давление гомогенизации P=35атм |
Давление гомогенизации P=35атм(IIступень) |
Рисунок 1-Микрофотографии молока
Наибольшее распределение в молочной отрасли получила гомогенизация молока при продавливании его через кольцевую клапанную щель гомогенизирующей головки машины.
Рисунок 2-Кольцевая клапанная щель гомогенизирующей головки
Жировые шарики, проходя через эту щель диспергируются. Необходимое давление создается насосом. При производстве цельного молока размер жировых шариков с 3 – 4 мкм уменьшается до 0,7 – 0,8 мкм. Основным узлом современных гомогенизаторов клапанного типа является гомогенизирующая головка. Она может быть одно- или двухступенчатой. Вторая ступень обычно работает при более низком давлении, чем первая. Применение одной или двух ступенчатой гомогенизации зависит от вида вырабатываемых молочных продуктов.
Двухступенчатую гомогенизацию с большим перепадом давления на обеих ступенях применяют при производстве высокожирных молочных продуктов (сливки, смеси мороженного и т. п.) она позволяет рассеивать образующиеся скопления жировых шариков. [2]
Для выработки других видов молочных продуктов, в том числе для питьевого молока, можно использовать одноступенчатую гомогенизацию.
На основании исследования влияния различных гидравлических факторов на степень дисперсности жира при гомогенизации молока. Барановским предложении следующая схема механизма дробления жидкой внутренней фазы эмульсии при проходе ее через рабочий орган (рис. 1).
Рисунок 3 – Схема процесса гомогенизации
В каждом гомогенизирующем клапане имеется место резкого изменения сечения потока на переходе из клапана седла в клапанную щель, а следовательно, и место резкого изменения скорости. На подходе к щели скорость потока равна V0, а при входе – V1, причем первая представляет собой величину порядка нескольких метров в секунду, а вторая – несколько сот метров в секунду.
При переходе жировой капли из зоны малых скоростей в зону высоких, передние части капли включаются в поток в щели с огромной скоростью V1, вытягиваются и отрываются от нее, а оставшаяся часть, еще принадлежащая к потоку со скоростью V0, продолжает проходить через пограничное сечение и постепенно отдать свой материал вновь образованным частицам.
При большей разности V1 и V0 капля может расчленяться последовательным отрывом частиц без промежуточного растягивания всей капли в цилиндр или шнур. При малой разности V1 и V0 вся капля может миновать пограничное сечение, не успев расчлениться, но окажется деформированной до неустойчивого состояния, поэтому возвращение ее к первоначальному виду в условиях потока в щели окажется невозможным. Под механическим действием потока и сил поверхностного натяжения произойдет расчленение капли на более мелкие частицы. Такое толкование механизма дробления капель объясняет экспериментально установленную зависимость степени дисперсности эмульсии от скорости в начале клапанной щели. Чем выше скорость V1, тем интенсивнее вытягивается жидкая нить из капли в пограничной зоне, тем тоньше эта нить и мельче частица после ее распада. Зависимость дисперсности от скорости V1 объясняет связь, установленную практикой между эффектом гомогенизации и давлением, т.к. для любых данных условий скорость определяется давлением гомогенизацией. Это позволяет с достаточным основанием построить для любого гомогенизатора зависимость дисперсности гомогенизированной эмульсии от перепада давления ∆р, которое действительно для других гомогенизаторах такого же типа при условии работе на продукте с теми же свойствами.
Рисунок 4 - Зависимость между диаметром жировых шариков и давлением гомогенизации
График на рис.3 показывает, как зависит от давления гомогенизации дисперсность натурального молока при температуре гомогенизации 60
. Средний диаметр жировых шариков быстро уменьшается при повышении давлении до 12-14 МПа. В интервале 14-20 МПа средний диаметр уменьшается медленнее, при давлении выше 20 МПа дисперсность почти не уменьшается. Это вполне объяснимо с точки зрения гидравлических предпосылок процесса. Технологические результаты процесса гомогенизации находится, следовательно, в соответствии гидравлическим закономерностям.
При двухступенчатой гомогенизации молоко последовательно проходит первую ступень, а затем вторую. При переходе малых скоростей молоко переходит в зону высоких скоростей. Высота клапанной щели составляет около 0,7 мм. Скорость движения жирового шарика в нагнетательной камере гомогенизирующей головке составляет 9 м/с, а в клапанной щели – 150-200 м/с. Эффективность гомогенизации молока определяется рабочим давлением, температурой, скоростью движения продукта при прохождении через гомогенизирующую головку, конструктивными особенностями последней, составом и свойствами компонентами, образующих оболочку жировых шариков, кислотностью, а также последовательностью технологических операций. Температура молока при гомогенизации является важным параметром, влияющим на эффективность процесса. Понижение температуры гомогенизации приводит к повышению вязкости молока и образованию скоплению молочного жира и их отстаиванию. При высокой температуре гомогенизирующей головки могут образоваться белковые отложения, что отрицательно сказывается гомогенизатора. В нормативной документации температура гомогенизации при выработки большинства молочных продуктов определена в диапазоне 60 – 63 . При повышении кислотности молока снижается эффективность гомогенизации. Это объясняется тем, что уменьшается стабильность белков и образуются белковые агломераты, затрудняющие диспергирования жировых шариков. При выработки молочных продуктов можно использовать полную или раздельную гомогенизацию: при полной – гомогенизируют весь объем перерабатываемого молока; при раздельной – молоко сепарируют, полученные сливки гомогенизируют, смешивают с обезжиренным молоком и направляют на дальнейшую обработку. Раздельную гомогенизацию целесообразно применять при выработки молочных продуктов (питьевого молока, кисломолочных и д. р.), где требуется составление нормализованной молочной смеси.[3]
Похожие работы
... жировых шариков уменьшается с 3,5–4 до 0,7–0,8 мкм. Первоначально рабочим органом гомогенизатора был пучок капиллярных трубок, через которые под давлением нагнеталось молоко, нагретое до 50–60°С. Гомогенизатор этого типа был несовершенен и часто засорялся, поэтому было предложено использование головки с пружинным клапаном. Гомогенизирующие головки подвергались тем или другим малосущественным ...
... . Для этой цели применимы многоплунжерные, ротационные и винтовые насосы. Наибольшее распространение нашли гомогенизаторы высокого давления с трехплунжерными насосами. Схема устройства плунжерного гомогенизатора клапанного типа показана на рис. 3 Молоко при ходе плунжера влево проходит через всасывающий клапан 3 в цилиндр, а при ходе плунжера вправо проталкивается через клапан 4 в ...
... . 2. М. А. Гришин, Ф. С. Соколов "Производство молочных консервов" — Киев, "Вища школа", 1982. 3. Крусь, Тиняков "Технология и оборудование предприятий молочной промышленности" — ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПРОЦЕС ВИРОБНИЦТВА КИСЛОМОЛОЧНИХ НАПОЇВ До кисломолочным напоїв відносяться простокваша, кефір, кумис, ацидофільні напої, кисломолочні напої із солодовим екстрактом. Крім того, виробляють ...
... порчи вопрос об использовании решается органами Госсаннадзора. Контроль готовой продукции проводят по методам, принятым для кисломолочных напитков с плодово-ягодными наполнителями. При производстве кисломолочных напитков с наполнителями нужно быть особенно внимательными во избежание выработки продукции негарантированного качества. Кисломолочные продукты обладают первичным ароматом, который ...
0 комментариев