Спосіб гомогенізації молока

* л г ДЛЯ СЛУЖГЬНОГО ПОЛЬЗОВАНИЯ JK3 № СОЮЗ СОВЄТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ( 5 1 ) 4 А 23 С 7 / 0 0 , А 01 J 11/16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ ПРИ ГННТ СССР ТЕНИЯ (21 ) 4219418/31-13 (22) 30,03.87 (71) Институт технической теплофизики АН УССР (72) А.А.Долинский, Ю.А.Шурчкова, Б.И.Басок, В.К.Буримский и Б.Г.Идис (53) 637.134 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1389028, кл. А 23 С 7/00, 1986 (иепублик). (54) СПОСОБ ГОМОГЕНИЗАЦИИ МОЛОКА (57) Изобретение относится к молочной промышленности и предназначено для получения однородного, высокодисперсного продукта, и может быть Изобретение относится к технике диспергирования жидкости в жидкости применительно к пищевой промышленности, в частности к гомогенизации молока или аналогичных водно-жировых эмульсий, и может быть использовано в фармацевтической, химической, медицинской и других отраслях промышленности, где необходимо повышение однородности и степени дисперсности эмульсий. Цель изобретения - повышение качества целевого продукта за счет улучшения дисперсности и упрощение процесса. Способ заключается в том, что молоко нагревают до 90-150°С (363423 К ) , а затем подают через сужение при давлении, равном 1-1,1 10 Иа давления насыщения, соответствующего температуре нагрева, давление в каме43-89 использовано в пищевой, химической, фармацевтической, медицинской и других отраслях промышленности. Цель изобретения - повышение качества продукта за счет улучшения дисперсности и упрощение процесса. Способ гомогенизации молока включает нагрев молока до 90-150°С (363-423 К ) , подачу его в камеру гомогенизации при давлении, равном 1-1,1 ]0slla давления насыщения, соответствующего температуре нагрева, а давление в камере гомогенизации составляет не более 0,02 МПа. 1 з.п.ф-лы. 3 ил. 1 табл. § ре гомогенизации поддерживают не более 0,02 МПа. Установлено, что превышение температуры приводит к порче продукта, потере его пищевых качеств. Нижний предел температуры нагрева молока регламентируется эффективностью гомогенизации. При снижении температуры нагрева ниже 363 К степень гомогенизации готового продукта не превышает 70%. Операция нагрева проста в реализации, обеспечивает рост качества, в ряде технологии приводит к повышению экономичности. Величина давления подачи молока через сужение (1-1,1 давления насыщения , соответітвующего температуре нагрева) определяется необходимостью предотвращения преждевременного вскипания, максимум - ия соображений рациональности и экономичности. Повыше с ел 1524213 туре нагоева, через сужение в рабочую камеру 1, в которой поддерживается давление не более 0,02 МПа, входящая в состав молока вода становится перегретой относительно температуры насыщения , соответствующей давлению рабочей камере 1, и вскипает. При этом в молоке образуются, интенсивно растут и лавинообразно разрушаются пузырьки пара. Эти процессы сопровождаются сильной турбулиэацией вскипающего потока, растеканием жировых шариков по поверхности паровых пузырей в тонкие пленки, в результате разрыва которых и образуются жировые шарики меньших размеров. Особенно резкий, "взрывной" характер роста пузырей отмечен при давлениях не более 0,02 ЕШа. Частичное дробление жировых шариков молока происходит при его отПредлагаемый спосоо поясняется воде из рабочей камеры 1 через патрусхемой, приведенной на фиг.1, где 1 бок 3 с помощью насоса 5, что объясрабочая камера, снабженная патрубканяется кавитационными эффектами. При ми подвода 2 и отвода 3 молока. На вскипании молока в рабочем объеме конце патрубка подвода молока 2 зак- 25 предотвратить коагуляцию капель мореплечо сужение 4, выполненное в вигут силы отталкивания, величина котоде диафрагмы. Патрубок отвода молока рых прямо пропорциональна температурасположен в нижней части рабочей ре капель. Сила отталкивания значи,камеры 1 н соединен с откачивающим тельно увеличивается при испарении насосом 5. Рабочая камера 1 в верхней 7Г] соседних взаимодействующих капель в части соединена через конденсатор 6 вакууме. С точки зрения затраты энерс вакуумным насосом 7, Нагрев молока гии предлагаемый способ наиболее осуществляется в подогревателе 8. экономичен, так как все предварительСпособ осуществляется следующим но накопленное тепло (энергия) идет образом. на гомогенизацию, а процесс испарения 35 в вакууме существенно снижает коагуЦельное молоко из емкости для ляцию образующихся в результате хранения подают насосом (на схеме не вскипания капель. показаны) в подогреватель 8, где его температура доводится до выбранной П р и м е р 1. Цельное молоко (в интервале ЗЬЗ/423 К ) , при этом _ жирностью 2,5% при +8°С хранится в давление сужением 4 регулируют с емкости. Из емкости для хранения мопомощью подающего насоса в пределах локо подают с помощью насоса в по1-1,1 давления насыщения, соответстдогреватель 8 (в известных линиях вующего выбранной температуре нагреэто пастеризатор), нагревают до темва. Нагретое молоко через патрубок 45 пературы +90°С (363 К) и при давлении подвода молока 2 и сужение 4 подают в 0,1 МПа вводят в рабочую камеру 1, рабочую камеру t, в которой с помощью где с помощью конденсатора 6 и вакуконденсатора fa и вакуумного насоса 7 умного насоса 7 создают и поддерживаподдерживают давление не более 0,02 ют давление 0,01 МПа. Подача нагретоМПа, Готовый продукт выводят из рабочей камеры 1 через патрубок отвода 50 го молока осуществляется через патрубок подвода молока диаметром 0,038 м молока 3 с помощью откачивающего наи сужение в виде диафрагмы с отверссоса 5. ) тием 0,005 м. Это обеспечивает проМолоко включает в себя 87-89% во1 изводительность около 1000 л/ч. В ды. Поэтому при подаче предварительрабочей камере 1 молоко вскипает и ного нагретого до указанной выше темпри этом гомогенизируется, а также пературы молока при давлении, равном охлаждается до +60°С (333 К ) . Затем или в 1,1 раза превышающем давление молоко выводится из рабочей камеры насыщение, соответствующее темпераниє давления приводит к неоправданным затратам энергии на "чистое распыление" , т.е. на дробление потога, а не жировых шариков в нем, а также к необходимости увеличения протяженности объема диспергирования (для полного завершения процесса). Величина давления (не более 0,02 МПа) в объеме, куда подается .Q нагретое молоко, связана с тем, что особенно резкий, "взрывной" характер процесса кипения наблюдается в области вакуума при давлении, не превышающем 0,02 МПа. При этом условии je резко увеличиваются скорости роста паровых пузырей, приводящие к интенсивной турбулизации потока,под воздействием которой и происходит дробление жировых шариков молока. 2п 6 13 1 через патрубок 3 с помощью насоса предполагает нагрев молока до темпе5 и подается в секцию охлаждения ратур, необходимых для осуществления пастеризатора, где его температура процесса гомогенизации предлагаемым доводится до +8°С, после чего молоко способом. направляют в емкость для хранения Из этого молено сделать вывод, что готового продукта. Обработка проб внедрение изобретения позволит повыметодом отстаивания показала, что сить степень дисперсности молока по степень гомогенизации составляет сравнению с известным в зависимости 70%. Ї0 от температуры нагрева продукта, значительно упростить организацию и П р и м е р 2. Цельное молоко осуществление процесса гомогенизажирностью 3,5 % при +8°С (281 К) ции , повысить его экономичность. хранится в емкости. Из емкости для хранения молоко подают с помощью На фиг.2 приведены графики зависимоснасоса в подогреватель 8 (при нагтей распределения от размера жировых реве молока до температуры выше 100°С шариков гомогенизированного молока, для этого используют стерилизаторы полученного по предлагаемому способу типа "труба в трубе"), где нагревают (в точки), по известному способу до +120°С (393 К) при давлении ( 4 - точки), кривая распределения на0,21 МПа и вводят через патрубок 2 20 турального молока (•- точки ) . и сужение 4 в рабочую камеру 1. Б Параметры режимов гомогенизации последней с помощью конденсатора 6 и по предлагаемому и известному спосовакуумного насоса 7 поддерживают бам следующие: в обоих случаях модавление 0,02 МПа. Геометрия подволоко поступает в теплообменник, где дяшего патрубка и сужения такая же, 25 нагревается до 95°С, давление (разкак и в примере 1. После вскипания режение ) в камерах гомогенизации в молоко охлаждается до +74°С (347 К ) . обоих случаях составляет 0,01 МПа. Затем молоко через патрубок 3 с поВ первом способе молоко подают в мощью насоса 5 подается на охлаждение камеру гомогенизации под давлением в секцию охлаждения охладительноР ~ 1,1 Г н , т.е. под давлением пастеризованной установки, где его 1 1 0 5 Па, а в случае известного спотемпература доводится до +8°С, после соба - самовсасом, т.е. под действием чего мопоко направляют в емкость для разрежения в камере гомогенизации. хранения готового продукта. Степень При использовании известного способа гомогенизации молока составляет 78%. в камере гомогенизации располагается специальная емкость (диаметром и П р и м е р 3. Цельное молоко высотой 0,05 м ) . жирностью 3,5% подают из емкости для храрения с помощью насоса в подогреКак видно из фиг.2 молоко, гомогеватель 8 (стабилизатор), где нагренизированное по предлагаемому способу, вают до +15П°С (423 К) и при давлении (•- экспериментальные точки, кривая 1) 40 0,5 МПа вводят в рабочую камеру 1 чехарактеризуется меньшими значениями рез патрубок 2 и сужение 3. В рабофракционного состава жировых шариков, чей камере 1 с помощью конденсатора чем гомогенизованное молоко по известному способу ( і - экспериментальные 6 и вакуумного насоса водокольцевого точки, кривая 2 ) . Кривая 1 распределетипа 7 поддерживается давление 0,02 45 ния AN/N=f