Сущность гомогенизации молока и молочных продуктов

В настоящее время достаточно обоснованной теории гомогенизации нет, а сущность процесса заключается в следующем.

Диспергирование жировых шариков, т. е уменьшение их размеров и равномерное распределение в молоке, достигается воздействием на молоко значительного внешнего усилия (давление, ультразвук, гидравлический удар, высокочастотная электрическая обработка и др.) в специальных аппаратах - гомогенизаторах.

Наибольшее распространение в молочной отрасли получила гомогенизация молока при продавливании его через кольцевую клапанную щель гомогенизирующей головки машины. Жировые шарики, проходя через эту щель и диспергируются.

При этом применяются гомогенизаторы высокого и низкого давления, или клапанновые гомогенизаторы, создающие максимальный эффект гомогенизации.

Клапанновый гомогенизатор – это аппарат высокого давления, на нагнетательной линии которого установлен гомогенизирующий клапан.

Гомогенизатор состоит из основных узлов и деталей: 1. Главный двигатель привода 2. Клиноременная передача 3. Указатель давления 4. Кривошипношатунный механизм 5. Поршень 6. Уплотнение поршня 7. Литой насосный блок из нержавеющей стали 8. Клапаны 9. Гомогенизирующая головка 10. Гидравлическая система

Теории гомогенизации дают объяснение влияния различных параметров на эффективность гомогенизации.

Существуют множество различных теорий объясняющих процессы, происходящие в гомогенизирующем устройстве клапанного гомогенизатора. Это теория разрушения шариков турбулентными водоворотами («микровихрями»), теория кавитации.

Удачное представление о диспергировании жировых шариков в клапанном гомогенизаторе предложено Н.В. Барановским. По его мнению, клапанный гомогенизатор - это плунжерный насос высокого давления.

Механизм дробления жировых шариков заключается в следующем. В гомогенизирующем клапане на границе седла гомогенизатора и клапанной щели имеется порог резкого изменения сечения потока, а следовательно, и изменения скорости движения. При переходе от малых скоростей движения к высоким жировой шарик деформируется: его передняя часть, включается в поток гомогенизирующей щели с большой скоростью, вытягивается в нить и дробится на мелкие капельки.

По теории Н.В. Барановского, эффективность гомогенизации зависит прежде всего от скорости потока v₁ при входе жидкости в клапанную щель. Чем выше скорость v_1, тем интенсивнее вытягивается жировая капля в нить, тем тоньше эта нить и, следовательно, меньше по размерам образующиеся капли. В свою очередь, скорость потока v_1, зависит от перепада давлений (∆р=р₀-р₁).При повышении давления скорость увеличится пропорционально квадратному корню из перепада давлений Н.В. Барановским предложена формула расчета давления гомогенизации для получения заданного размера жирового шарика:

,

Головка машины может быть одно – или двухступенчатой. Вторая ступень обычно работает при более низком давлении, чем первая Применение одно – или двух ступенчатой гомогенизации зависит от вида вырабатываемых молочных продуктов.

Дата добавления: 2015-07-12