Выбор и боснование способов производства сухого обезжиренного молока

Сгущение

При сгущении, предшествующем сушке, происходит удаление свободной влаги из молочной смеси без нарушения ее текучести. Влага удаляется в виде пара в вакуум-выпарных аппаратах. Другие способы сгущения: обратный осмос и криоконцентрирование, на молочно-консервных заводах России пока не применяются.

Режимы и особенности сгущения зависят от типа применяемых вакуум-выпарных аппаратов - циркуляционных объемных или пленочных и числа их корпусов

Сгущение в пленочном вакуум-выпарном аппарате имеет преимущества, так как позволяет организовать поточный процесс и отличается меньшим тепловым воздействием на продукт. Общеизвестно повышение растворимости сухого молока при понижении температуры и продолжительности сгущения.

Высокий коэффициент теплоотдачи этих аппаратов объясняется:

- большой скоростью движения вторичного пара и пленки жидкости;

- значительной турбулизацией потока;

- увеличением поверхности фазового контакта между жидкостью и паром.

Раствор при этом выпаривается в благоприятных условиях: в тонком слое, при быстром движении и при постоянно обновляемой поверхности соприкосновения с паровой фазой. Кроме того, достоинством пленочных аппаратов является незначительный температурный перепад между нагревающей средой и кипящим молоком, благодаря чему не только достигается высокая тепловая экономичность, но и уменьшается количество осажденного белка на поверхностях нагрева.

Пуск выпарной установки ввиду малого объема жидкости осуществляется быстро. При этом не происходит вспенивания продукта.

Недостатками пленочных аппаратов являются:

- большая высота установок;

- значительная металлоемкость;

- трудность очистки аппарата от осадка. [11, 14]

Сушка

Механизм сушки состоит в удалении влаги с поверхности высушиваемого материала при его соприкосновении с нагретым воздухом или нагретой поверхностью. Из-за перепада влагосодержания между поверхностным и последующим слоем идет перемещение вследствие диффузии влаги к поверхности. Сушка прекращается по достижении равновесной влажности, при которой устанавливается равновесие между давлением паров воды на поверхности высушиваемого вещества и в окружающем воздухе.

Распылительная сушка, несмотря на значительные энергозатраты, является эффективным и распространенным способом консервирования молока, исключающим необходимость применения консервантов, и на ближайшую перспективу альтернативы не имеет. Она применяется при выработке всех видов сухих молочных продуктов.

В настоящее время на молочных предприятиях РФ установлено около 400 распылительных сушильных установок, отличающихся конструкцией сушильной камеры, типом и расположением распыливающего устройства (дисковое или форсуночное), системой очистки отработанного воздуха, наличием специального оборудования для досушки и охлаждения сухого молока.

В основном это сушильные установки типа ЦТ (Германия), А1-ОРЧ и ее модификации (Украина), РСМ-500, РС-1000, ВРА-4 (Чехия), а также около 15-20 установок фирм «Ниро» и «Ангидро» (Дания).

При высушивании посредством распыления сгущенный продукт на диске или через форсунки распыляется в виде тумана со средним размером отдельных капель около 50 мкм. Сушка происходит, главным образом, в зоне распыления, почти мгновенно, характеризуется высокой скоростью, высокой интенсивностью диффузии влаги из частиц порошка. Общее время пребывания продукта в сушильной башне составляет от 5 до 30 секунд. Большая скорость высушивания влияет охлаждающим образом на частицы молока.

Температура частиц сухого продукта в зоне сушки практически постоянна и равна температуре адиабатического насыщения воздуха - температуре мокрого термометра, которая может быть определена по диаграмме в зависимости от начальной температуры и влажности воздуха. В конце сушки температура сухого продукта не превышает температуру выходящего из сушилки воздуха.

Молочный порошок опускается на дно сушильной башни и удаляется из сушилки. Для выделения порошка из уходящего из сушилки воздуха используют циклоны, фильтры, скрубберы. [11, 14]

Многостадийная сушка

При организации многостадийного процесса сушки сгущенный продукт на первой стадии высушивают в распылительной сушилке до влажности, превышающей требуемую. Досушивание продукта осуществляют на последующих стадиях, для чего используют, как правило, аппараты «кипящего слоя», позволяющие организовать интенсивный процесс сушки в мягких режимах. Температура частиц продукта на всех стадиях не превышает 40°С. Изменяется структура сухого продукта, существенно уменьшается количество пересушенных и пригорелых частиц, что способствует улучшению качественных показателей готового продукта, в том числе и показателей растворимости. Повышаются технико-экономические показатели сушильного оборудования. Удельные энергозатраты на сушку по двухстадийной схеме на 15-20 % ниже, чем на сушку по одностадийной. [14]

Дата добавления: 2015-08-13