Homogenizacija je drobljenje (disperzija) masnih globula izlaganjem mlijeka ili vrhnja značajnim vanjskim silama. Tokom obrade smanjuje se veličina masnih kuglica i brzina uspona. Dolazi do preraspodjele ljuske materije masne globule, masna emulzija se stabilizira, a homogenizirano mlijeko se ne taloži.

Homogenizatori tipa ventila se koriste za preradu mlijeka i vrhnja kako bi se spriječilo njihovo odvajanje tokom skladištenja.

Homogenizatori-plastifikatori rotacionog tipa koriste se za promjenu konzistencije mliječnih proizvoda kao što su topljeni sirevi i puter. U puteru koji se obrađuje uz njihovu pomoć, vodena faza se raspršuje, zbog čega se proizvod bolje čuva.

Princip rada homogenizatora ventilskog tipa, koji se najčešće koriste, je sljedeći. U cilindru homogenizatora mlijeko se podvrgava mehaničkom djelovanju pod pritiskom od 15...20 MPa. Kada se ventil podigne, lagano otvarajući uski zazor, mlijeko izlazi iz cilindra. To je moguće kada se postigne radni pritisak u cilindru. Prilikom prolaska kroz uski kružni razmak između sjedišta i ventila, brzina mlijeka raste od nule do vrijednosti veće od 100 m/s. Pritisak u struji naglo opada, a kap masti koja je upala u takav tok se izvlači, a zatim se, kao rezultat djelovanja sila površinskog napona, drobi u male kapljice-čestice.

U toku rada homogenizatora na izlazu iz ventilskog otvora često se uočava adhezija zgnječenih čestica i formiranje "klastera" koji smanjuju efikasnost homogenizacije. Da bi se to izbeglo koristi se dvostepena homogenizacija.U prvoj fazi se stvara pritisak od 75% radnog, u drugoj fazi se podešava radni pritisak.

Rice. 2.22. Homogenizirajuća glava

Za homogenizaciju, temperatura sirovog mleka treba da bude 60...65 °C. Niže temperature povećavaju taloženje masti, dok više temperature mogu istaložiti proteine ​​sirutke.

Homogenizator sa dvostepenom glavom za homogenizaciju sastoji se od okvira, tela, bloka klipa, glave za homogenizaciju, pogona i kolenastog mehanizma.

Sl.2.23. Homogenizator A1-OGM-5:

1 - elektromotor; 2 - krevet sa pogonom; 3 - radilica sa sistemima za podmazivanje i hlađenje; 4 - blok klipa sa glavama za homogenizaciju i manometriju i sigurnosnim ventilom; 5 - manometrijska glava; 6- glava za homogenizaciju; 7- V-remen prijenos

U slučaju kada je prilikom homogenizacije potrebno isključiti pristup mikroorganizama prerađenom proizvodu, koriste se posebne aseptičke glave za homogenizaciju. U takvim glavama, prostor ograničen sa dva zaptivna elementa se napaja vrućom parom pod pritiskom od 30...60 kPa. Ova zona visoke temperature djeluje kao barijera koja sprječava ulazak bakterija u bure homogenizatora.

Homogenizatori-plastifikatori se razlikuju od homogenizatora ventilskog tipa po principu rada i uređaju. Radno tijelo u njima je rotor, koji može imati različit broj lopatica - 12, 16 ili 24.

Homogenizator-plastifikator se sastoji od okvira, kućišta sa vijcima, prijemnog rezervoara i pogona.

Sl.2.24. Komplet alata za homogenizaciju homogenizatora:

1-fiksni prsten; 2- pokretni prsten; 3 - lopatica; 4- bunker; 5 - pokretni nož; 6- tijelo; 7- fiksni nož; 8- rotor za istovar; 9- osovina homogenizatora

Pogon vam omogućava da podesite frekvenciju rotacije vijaka za dovod (uz pomoć varijatora) unutar 0,2 ... 0,387 s 1 . Brzina rotora sa lopaticama nije podesiva i iznosi 11,86 s".

Princip rada mašine je sledeći. Maslac se ubacuje u bunker, odakle se uz pomoć dva zavrtnja koja se okreću u suprotnim smerovima, potiskuje kroz rotor i iz mlaznice sa dijafragmom odlazi u bunker punilice. Kako bi se spriječilo lijepljenje ulja, radni dijelovi homogenizatora se prije početka rada podmazuju posebnom vrućom otopinom. Performanse homogenizatora zavise od frekvencije rotacije dovodnih vijaka i iznose 0,76 ... 1,52 m 3 / h Pogonska snaga mašine je 18,3 kW.

Homogenizator YAZ-OGZ je namenjen za preradu topljene sirne mase u proizvodnji topljenog sira i sastoji se od sledećih delova: osnove, tela, kompleta alata za homogenizaciju, rezervoara, istovarivača i pogona.

Baza služi za pričvršćivanje komponenti homogenizatora na nju. Kućište sadrži radne jedinice i brtvene uređaje.

Alat za homogenizaciju za punjenje, mljevenje i miješanje mase rastopljenog sira izrađen je u obliku pokretnih i fiksnih noževa odvojenih odstojnim prstenovima, kao i rotora za punjenje i rotora za istovar. Pokretni noževi imaju posebne žljebove napravljene pod određenim kutom u odnosu na krajnju površinu, što olakšava kretanje zdrobljenog proizvoda do uređaja za istovar. Osovina alata za homogenizaciju rotira se frekvencijom od 49s 1 .

Bunker za prijem i akumulaciju sirne mase ima termoizolacionu oblogu.

Uređaj za istovar u obliku dvije cijevi međusobno povezane pomoću dizalice služi za ispuštanje homogenizirane mase u dozator punilice.

Pogon se sastoji od 11 kW motora dizajniranog za prijenos rotacije sa osovine na pokretni dio alata za homogenizaciju.

Obrada proizvoda na homogenizatoru YAZ-OGZ izvodi se na sljedeći način. Masa topljenog sira se periodično ili kontinuirano unosi u rezervoar homogenizatora. Pod djelovanjem vakuuma koji stvara utovarni impeler, proizvod ulazi u alat za homogenizaciju, u kojem se, uzastopno prolazeći kroz pokretne i fiksne noževe, homogenizira i dovodi u uređaj za istovar.

Upotreba homogenizatora omogućava napuštanje tehnološke operacije filtriranja sirne mase kako bi se uklonile njene neotopljene čestice.

Mliječni proizvodi imaju važnu ulogu u ishrani ljudi, posebno djece, starijih i bolesnih. Dijetalna svojstva fermentisanih mliječnih proizvoda su, prije svega, da poboljšavaju metabolizam, podstiču lučenje želudačnog soka i podstiču apetit. Prisutnost u njihovom sastavu mikroorganizama koji se mogu ukorijeniti u crijevima i potisnuti truležnu mikrofloru dovodi do inhibicije truležnih procesa i prestanka stvaranja toksičnih proizvoda razgradnje proteina koji ulaze u ljudsku krv.

Važna faza u proizvodnji fermentisanih mlečnih proizvoda je mehanički uticaj na sirovinu, tj. homogenizacija. Ne samo da sprečava taloženje masti, već doprinosi i proizvodnji visokokvalitetnih fermentisanih mlečnih proizvoda sa poboljšanom teksturom i ukusom, povećavajući njihovu probavljivost u organizmu i potpunijim korišćenjem masti i vitamina koji se u njoj nalaze.

Ova metoda mehaničke prerade mlijeka i tekućih mliječnih proizvoda služi za povećanje disperzije masne faze u njima, što omogućava da se isključi taloženje masti pri skladištenju mlijeka, razvoj oksidativnih procesa, destabilizacija i bućkanje pri intenzivnom miješanju. i transport.

Homogenizacija sirovina doprinosi:

u proizvodnji pasterizovanog mleka i pavlake - sticanje ujednačenosti (ukus, boja, sadržaj masti);

sterilizirano mlijeko i vrhnje - povećanje stabilnosti skladištenja;

fermentirani mliječni proizvodi (pavlaka, kefir, jogurt, itd.) - povećava snagu i poboljšava konzistenciju proteinskih ugrušaka i eliminira stvaranje masnog čepa na površini proizvoda;

Konzervirana hrana od kondenzovanog mleka - sprečava oslobađanje masne faze tokom dugotrajnog skladištenja;

punomasno mlijeko u prahu - smanjuje količinu slobodne mliječne masti, nezaštićene proteinskim omotačima, što dovodi do njegove brze oksidacije pod djelovanjem atmosferskog kisika;

rekonstituisano mlijeko, vrhnje i fermentirani mliječni napici - za stvaranje punog okusa proizvoda i sprječavanje pojave vodenog okusa;

mlijeko sa punilima (kakao itd.) - poboljšava okus, povećava viskoznost i smanjuje vjerovatnoću stvaranja taloga.

Disperzija masnih globula, odnosno smanjenje njihove veličine i ravnomerna distribucija u mlijeku, postiže se izlaganjem mlijeka značajnoj vanjskoj sili (pritisak, ultrazvuk, visokofrekventna električna obrada, itd.) u posebnim mašinama - homogenizatorima.

Najrasprostranjenija u mljekarskoj industriji je homogenizacija mlijeka probijanjem kroz prstenasti prorez ventila glave za homogenizaciju mašine. Masne kuglice, prolazeći kroz ovaj jaz, se raspršuju. Potreban pritisak stvara pumpa. U proizvodnji punomasnog mlijeka, veličina masnih kuglica se smanjuje sa 3-4 mikrona na 0,7-0,8 mikrona.

Glavna jedinica modernih homogenizatora ventilskog tipa je glava za homogenizaciju. Može biti jedna ili dvije faze. Druga faza obično radi na nižem pritisku od prve.

Upotreba jednostepene ili dvostepene homogenizacije zavisi od vrste mlečnih proizvoda koji se proizvode.

Dvostepena homogenizacija sa velikim padom pritiska u obe faze koristi se u proizvodnji visokomasnih mlečnih proizvoda (vrhnje, smese za sladoled i sl.).

Omogućava vam da raspršite (razbijete) nastale nakupine masnih kuglica. Za proizvodnju drugih vrsta mliječnih proizvoda, uključujući mlijeko za piće, može se koristiti jednostepena homogenizacija.

Termička obrada mlijeka

Toplotna obrada je jedna od osnovnih i neophodnih tehnoloških operacija prerade mlijeka, koja se provodi u svrhu dezinfekcije. Efikasnost termičke obrade vezana je za otpornost mlijeka na toplinu, koja je određena njegovim proteinskim sastavom, sastavom soli i kiselosti, koji zauzvrat zavise od godišnjeg doba, perioda laktacije, fizičkog stanja i rase životinja, režima ishrane i ishrane. , itd.

Tokom termičke obrade, mleko i mlečni proizvodi podležu složenim promenama biohemijskih i fizičko-hemijskih svojstava, kao i modifikacijama komponenti mleka. Svrha termičke obrade je raznolika, i to: smanjenje ukupnog broja mikroorganizama i uništavanje patogenih oblika, inaktivacija (uništenje) enzima mleka radi povećanja stabilnosti tokom dugotrajnog skladištenja, pružanja specifičnog ukusa, mirisa, boje i teksture, stvaranja povoljni temperaturni uslovi za fermentaciju, isparavanje, skladištenje, kao i procese mehaničke obrade itd.

Toplinska obrada mlijeka je kombinacija temperaturnih režima izlaganja (grijanje ili hlađenje) i vremena izlaganja na ovoj temperaturi. Štaviše, trajanje izlaganja na datoj temperaturi treba da bude takvo da se postigne željeni efekat. U mliječnoj industriji toplinska obrada se vrši na temperaturama do 100 i preko 100 °C.

Kada se zagrije na 100 °C, u mlijeku umiru samo vegetativni oblici, a na temperaturama iznad 100 °C umiru vegetativni i sporni oblici. Glavni procesi termičke obrade mlijeka, koji izazivaju supresiju vitalne aktivnosti mikroorganizama, su pasterizacija i sterilizacija. Topla voda i zasićena vodena para se koriste kao nosač toplote za pasterizaciju, a zasićena vodena para se koristi za sterilizaciju.

Osim toga, tokom termičke obrade, mlijeko se podvrgava hlađenju, zagrijavanju (zagrijavanju), termičkoj obradi u vakuumu.

Način termičke obrade mlijeka za proizvodnju svake vrste proizvoda određen je tehnološkim uputstvom. U tom slučaju mlijeko se zagrijava na temperaturu pasterizacije, a zatim čuva i brzo hladi na potrebnu temperaturu. Kombinaciju grejanja i hlađenja diktiraju tehnološki i sanitarni zahtevi, kao i mogućnost korišćenja toplote toplog proizvoda.

Da bi se to postiglo, vrući proizvod se šalje u poseban dio aparata (ploča ili cijev) za predgrijavanje hladnog proizvoda koji ulazi u pasterizaciju. Ova operacija se naziva povratom topline, a aparati ili njihovi dijelovi se nazivaju regeneratori ili sekcije za regeneraciju. Korištenje ove operacije omogućava vam da postignete određene uštede u toplinskoj energiji koja se troši na pasterizaciju.

Efikasnost regeneratora karakteriše koeficijent regeneracije. Predstavlja omjer količine topline koju vraća regenerator i količine topline potrebne za zagrijavanje proizvoda od početne do konačne temperature, tj. pri kojoj proizvod počinje da se okreće unazad kroz regenerator.

Hlađenje i grijanje

Mliječne sirovine se u preduzećima hlade kako bi se očuvao kvalitet i ograničio rast broja mikroorganizama prije prerade. U tabeli. 4.1 prikazani su podaci koji pokazuju porast broja mikroorganizama u mlijeku u zavisnosti od temperature hlađenja i trajanja skladištenja.

Čuvanje mlijeka na temperaturama iznad 4,5 °C dovodi do povećanja broja mikroorganizama. U praksi se mlijeko za kratkotrajno skladištenje hladi na 6--8 °C. Za dugotrajno skladištenje (10-14 sati), mlijeko se pasterizira, a zatim hladi. Kako bi se produžio rok trajanja mliječnih proizvoda, oni se hlade tokom procesa proizvodnje.

Zagrijavanje (grijanje) ne igra glavnu ulogu, ali najčešće obavlja pomoćnu (pripremnu) funkciju u procesu prerade mlijeka. Zagrijavanje mlijeka se koristi prije odvajanja, homogenizacije, kao i u proizvodnji raznih mliječnih proizvoda. Prilikom odvajanja, zagrijavanjem mlijeka smanjuje se njegova viskoznost, što pozitivno utiče na odvajanje masnih globula iz mliječne plazme i stvaranje kreme.

Homogenizacija - mehaničko drobljenje masnih kuglica u mlijeku (kremu) kako bi se masnoća ravnomjerno rasporedila u ukupnoj masi proizvoda i spriječilo njeno taloženje. Različita gustina masti i plazme u sastavu mleka i pavlake dovodi do odvajanja masne frakcije tokom skladištenja proizvoda. Za stabilizaciju konzistencije strukture mlijeka i poboljšanje okusa dispergirane smjese koristi se homogenizator hrane.

Homogenizator mlijeka proizvodi mehanički učinak na prerađene sirovine. Proces disperzije osigurava stabilizaciju visoko dispergirane masne emulzije i daje proizvodu homogeniziranu konzistenciju, naime, tvar u ljusci i struktura masti sadržane u mlijeku podliježu preraspodjeli, mobiliziraju se proteini plazme, fosfatidi prolaze iz ljuske ljuske. masne kuglice u plazmu proizvoda.

Princip rada

Princip rada glavnih tipova homogenizatora mlijeka zasniva se na razlici tlaka u sistemu, pri kojoj se tekućine sa polidisperznim karakteristikama pretvaraju u proizvode homogene konzistencije. Oprema može biti opremljena radnom glavom jednostepenog ili dvostepenog tipa. Najnovija modifikacija uređaja dizajnirana je za preradu sirovina s visokim postotkom masti.