În producția de lapte și produse lactate, una dintre operațiile tehnologice majore este omogenizare (emulsificare, dispersie).
proces de dezintegrare Research ia mai mult Raleigh și alți cercetători au studiat pulverizarea combustibilului lichid.
Lichid de înaltă presiune aprecieri, inclusiv permeabilă dispersează particulele prin deschideri înguste. Lichid dobândit o mai mare viteză și se dezintegreze. În acest caz, de asemenea, rupte și particule disperse de emulsie a devenit omogen și stabil.
O soluție practică pentru problema a confirmat preocupările inițiale cu privire la rolul de designeri impact asupra fluxului de mișcare rapidă, astfel încât capul omogenizând a fost proiectat pentru a obține un bine definit ca posibile greve. Teoria grevă fragmentare a durat o lungă perioadă de timp. Cu toate acestea, această teorie a fost pusă la îndoială atunci când a fost demonstrat că omogenizării se poate realiza fără impactul jetului. Unele claritate la problema mecanismului de omogenizare a adus NV Baranowski.
3.4.1. Scopul, scopul și natura procesului de omogenizare
1) proteinele din lapte sub formă coloidală și laptele coloid de plasmă;
2) grăsime este prezentă în lapte sub formă de picături de câțiva micrometri și formează o fază lichidă svezhenadoennogo emulsie de lapte, deoarece este situat în bile de grăsime în formă lichidă; doar o foarte mică parte din grăsime este într-o stare coloidala.
lapte gras emulsie cinetic instabil, deoarece densitatea grăsimii din lapte este mai mică decât densitatea plasmei (0,931 x, respectiv, martie 10 kg / m3 și 1034 × Martie 10 kg / m 3 la 20 ° C). Chiar dacă considerați că globulele de grăsime densitate crește cu 1-3%, datorită carapacei, este încă o diferență între particulele dispersate și densitatea medie rămâne ridicată. Acest lucru duce în globulele grase plutitoare pentru a forma un strat cu concentrația crescută de (cremă).
Crema de viteza de globulelor de grăsime care plutesc la suprafață în picioare este determinată prin formula lui Stokes:
unde V - viteza de ridicare globulelor de grăsime, m / s;
r - raza globulelor de grăsime, m;
Pp și întâlnit de-a lungul - densitatea plasmei și globulele grase, kg / m3;
m - vâscozitate lapte Pa # 8729; s;
g - accelerația gravitațională, m / s 2.
Deoarece accelerația gravitațională, lapte cu plasmă densitate și grăsime din lapte sunt valori constante, cu formula (12) rezultă că rata de sedimentare crema influența razei globulelor de grăsime și lapte de vâscozitate.
Odată cu reducerea razei globulelor de grăsime și viteza de sedimentare crema de lapte de creștere a vâscozității va scădea. Aceste condiții se realizează și în timpul procesului de omogenizare.
Printre diversele metode efectul termomecanic pentru produsele lactate pentru a le oferi proprietățile necesare ale fazei de grăsime este cea mai eficientă omogenizare.
Omogenizarea - procesul de rupere în sus (dispersarea) globulele grase din lapte, creșterea dispersibility proteinei sistem de stabilizare a particulelor atunci când sunt supuse laptelui forțe externe, cauzate de căderea de presiune.
Omogenizarea emulsie de lapte (lapte, smântână și alte produse lactate) nu îmbunătățește numai stabilitatea dispersiei și sedimentare a fazei de grăsime, dar, de asemenea, îmbunătățește gustul performanței produsului, pentru a îmbunătăți digestibilitatea sale de către organism și utilizarea mai plin de grăsimi conținute în acestea și vitamine. Omogenizarea a provocat interesul îmbunătățirii calității produselor: aspect, gust, consistență - și căutarea de modalități de a reduce consumul de materii prime în producția de produse proteice.
Pornind de aplicații industriale proces de omogenizare asociată cu eliminarea nămolului din crema de lapte de băut. Pentru prima dată în omogenizarea industriei produselor lactate aplicată în Anglia. Și în primele zile ale punerii în aplicare a cumpărătorilor de lapte omogenizat au organizat o revoltă, pentru că înainte de faptul că calitatea laptelui în care sunt judecate în funcție de mărimea crema stabilit într-o sticlă, iar nămolul nu a fost observată în lapte omogenizat. Nevoia de produse lactate de calitate îmbunătățite, îmbunătățirea proceselor tehnologice de producție a însemnat că procesul de omogenizare este introdus în practic toate schemă tehnologică.
Cele mai utilizate pe scară largă în producția de omogenizare a laptelui pasteurizat, smântână, băuturi din lapte, smântână, înghețată, brânză topită, unt, brânză de vaci, produse pe linii de producție.
Scopul omogenizării - este de a furniza o astfel de distribuție a globulelor de grăsime în mărime la majoritatea acestora având un diametru care să nu depășească o anumită valoare predeterminată anterior (DO), care va asigura stabilitatea necesară fazei de grăsime din lapte.
Mărimea și numărul globulelor de grăsime în variabila lapte proaspăt și depind de rasa de animale, stadiul lactației, rații furajere, și de alți factori.
Laptele 1 mm conține 1,5-4,0 miliarde de granule de grăsime, diametrul lor medie este de 2,0-3,5 microni, variind de la 0,5 la 18 microni. Dimensiunile globulelor de grăsime care au o importanță practică, așa cum este determinat de gradul de tranziție de grăsime în produs în producția de brânză, brânză de vaci și alte produse. În laptele normal de rahat vizibil crema, ca urmare a celor mai mari plutitoare globulele grase se observă în decurs de 2-3 ore. Lapte devine neuniformă.
Când omogenizare format cele mai mari granule omogene de grăsime, o medie de 1,0 microni, ceea ce indică scăderea lor de aproximativ 10 ori, viteza plutitoare a globulelor de grăsime este redus la aproximativ 100 de ori. Fig. 4 prezintă bilele de grăsime la microscop (a) și omogenizat (b) lapte fizic.
Cele mai mari dificultăți cu omogenizare este cochilie distrugerea adsorbiți pe suprafața sferelor de grăsime. Acest lucru devine evident prin luarea în considerare următoarele date: punerea în aplicare a procesului de omogenizare la o presiune de 10 MPa este necesară pentru a crește un lapte per tonă de fază interfață 500 mii m 2 ..
În timpul zdrobirea redistribuirea grăsimii ghem de materialul coajă. În construcția de scoici bile formate mici mobilizate proteinele plasmatice, fosfatide și o parte trece din globulele grase din plasmă din lapte. Regenerarea stratului de adsorbție în jurul noilor picături de grăsime precum și formarea unui strat limită difuză are loc spontan. Acest proces ajută la stabilizarea emulsiei de grăsime a fost fin lapte omogenizat. Prin urmare, atunci când o dispersie mare a globulelor de grăsime din lapte și smântână omogenizată a afirmat practic.
Fig. 4. globulele grase sub microscop:
a) lapte omogenizat; b) lapte omogenizat
În prezent, teoria bine dezvoltată de omogenizare nu este disponibilă. Există o serie de ipoteze pentru a explica mecanismul de divizare a globulelor de grăsime. Conform ipotezei, NV dispersia Baranowski a globulelor de grăsime se produce din cauza unei schimbări semnificative a vitezei de lapte la intrarea în fanta supapei. Mecanismul de divizare a globulelor de grăsime, prezentat schematic în Fig. 5 este după cum urmează.
Fig. 5. Schema dispersa globulele de grăsime în omogenizator decalaj de supapă:
Vo. po - lapte viteza globulelor de grăsime și presiunea din canalul de alimentare; V1. p1 - viteza
iar presiunea din diferența de supapă; h - înălțimea ventilului cu fantă; d - diametrul canalului de aducțiune în scaunul supapei
Supapa omogenizator la interfața dintre omogenizator și scaunul supapei are un prag fantă schimbare bruscă a secțiunii de curgere și, în consecință, schimbă viteza de mișcare.
În zona de tranziție de joasă viteză Vo, egală cu câțiva metri pe secundă, la viteze mari de zona V1. mai mare de câteva sute de metri pe secundă, apare deformare grăsime mingii: partea din față, fiind inclusă în fluxul care trece prin spațiul liber de omogenizare la viteză mare, se extinde în fir și este zdrobit în picături fine.
Cercetatorii Vserumynskogo Institutul de Cercetare Proiectare de lapte (VNIKMI) a propus următoarea interpretare a proceselor care au loc în produsele lactate în momentul de omogenizare. Sub acțiunea forțelor hidromecanice generate în omogenizator supapă cu fantă distruse globulelor naturale (brut) de grăsime (cel mai mare număr de mici - primare) și miceliilor de cazeină (cea mai mică, până la submitsell individuale). Rezultante bile grase primare și fragmente de micelii distruse sunt instabile într-o stare activată.
Aspiration forțe moleculare la interfețe „grasime-plasma“ la saturație și provoacă scurgere în produsele alimentare omogenizate trei procese spontane: 1) coalescența globulelor de grăsime primare și 2) adsorbtie fragmentelor activate distruse de cazeină micele și 3) asocierea acesteia cu miceliilor de reducere ( Fig. 6).
La interfața de „grăsime-plasma“ care apare atunci când omogenizarea, împreună cu fragmente din cele mai mari miceliilor de cazeină distruse sunt fosfolipide adsorbite cazeină în stare dizolvată molecular și alți compuși activi de suprafață (surfactanți) lapte. Aceste procese au loc în emulsie spontane de lapte omogenizat sunt concurente simultan.
Ca urmare a coliziunilor care nu sunt acoperite de adsorbtie cochilii primare ale globulelor de grăsime sunt formate globulelor de grăsime secundare mari în timpul mișcării termice și coalescent. Probabilitatea de primar coalescenta globulelor de grăsime crește cu concentrația acestora, care este asigurată prin creșterea conținutului de grăsime și creșterea de omogenizare la presiune și temperatură. Dintre cele trei procese spontane luate în considerare au loc în emulsie de lapte, numai adsorbție contribuie la obiectivul de omogenizare - îmbunătățirea dispersiei și sedimentare stabilitatea emulsiei, deoarece în această etapă, membranele de adsorbție sunt formate globulelor de grăsime.
Pe baza menționat anterior, este evident că acest mecanism de dispersare schimbare se produce nu numai faza de grăsime din lapte, dar proteina.
Dar nu întotdeauna un astfel de impact, după caz. În acest caz, utilizarea efectului de cavitație, ceea ce duce la o separare instantanee a globulelor de grăsime în mai mici.