Najrasprostranjeniji homogenizatori ventila, čije su glavne komponente visokotlačna pumpa i glava za homogenizaciju.

Na sl. prikazana je dvostupanjska glava za homogenizaciju, koja se sastoji od tijela 3 i ventilskog uređaja, čiji su glavni dijelovi sjedište ventila 1 i ventil 2. Ventil je spojen na vretenu na čiju izbočinu pritišće opruga 6. . s oprugom, šipkom 7 i staklom 8 tvori tlačni uređaj 4.

Riža. Dvostepena glava za homogenizaciju:

I - prva faza; II - druga faza

Tekućina koju pumpa ubrizgava ispod ploče ventila pritišće ploču i odmiče ventil od sjedišta, nadilazeći otpor opruge. U zazoru koji nastaje između ventila i sjedišta visine od 0,05 do 2,5 mm tekućina prolazi velikom brzinom i istovremeno se homogenizira. U sljedećem koraku postupak se ponavlja.

Prema vrsti glave za homogenizaciju, homogenizatori se mogu podijeliti na jedno-, dvo- i višestupanjske. U praksi se koriste samo jednostupanjski i dvostupanjski, jer se višestupanjski ne opravdavaju jer dovode do glomaznog dizajna, neugodnosti u radu i blagog poboljšanja učinka homogenizacije u odnosu na dvostupanjske.

Glavni pokazatelji učinkovitosti homogenizatora su univerzalne radne i kavitacijske karakteristike. Univerzalna karakteristika homogenizatora je odnos između njegovih performansi, potrošnje energije i učinkovitosti. Daje predodžbu o razini savršenstva dizajna homogenizatora i njegovom tehničkom stanju.

Uklanjanje karakteristike kavitacije zahtijeva ugradnju mjerača tlaka i vakuuma na usisnu stranu homogenizatora. Početak kavitacije određen je početkom smanjenja opskrbe za više od 2%.

Krivulja kavitacije pokazuje značajke rada homogenizatora na njegovoj usisnoj strani i omogućuje vam da odlučite o poboljšanju radnih uvjeta u određenom slučaju.

Homogenizator A1-OGM(Sl.), dizajniran za dobivanje fino usitnjenog homogenog proizvoda, sastoji se od elektromotora 1, okvira 2, koljenastog mehanizma 3 sa sustavima podmazivanja 7 i hlađenja, bloka klipa 4 s homogenizatorom 6 i manometrije 5 glava i sigurnosni ventil.

Riža. Homogenizator A1-OGM

Princip rada homogenizatora je da se proizvod progura kroz uski razmak između sjedišta i ventila glave za homogenizaciju. Tlak proizvoda prije ventila je 20...25 MPa, nakon ventila je blizu atmosferskog tlaka. S takvim oštrim padom tlaka, uz značajno povećanje brzine, proizvod se drobi.

Homogenizator je pumpa s tri klipa. Svaki od tri klipa, čineći povratno kretanje, usisava tekućinu iz usisnog kanala zatvorenog usisnim ventilom i pumpa je kroz ispusni ventil u glavu za homogenizaciju pod tlakom od 20...25 MPa.

Glava za homogenizaciju je najvažniji i specifični dio homogenizatora. To je čelično tijelo koje sadrži cilindrični centrirani ventil. Pod pritiskom tekućine, ventil se diže, stvarajući prstenasti razmak kroz koji tekućina prolazi velikom brzinom, a zatim se ispušta kroz spojnicu iz homogenizatora.

Unutar okvira je zglobno pričvršćena ploča čiji je položaj reguliran vijcima. Na ploči je ugrađen elektromotor 1 koji pokreće pogonski mehanizam 3 kroz pogon klinastog remena. U kućištu 2, koji je spremnik s nagnutim dnom, nalazi se koljenasti mehanizam 3, sustav hlađenja i cjedilo za ulje. Sustav hlađenja je dizajniran za opskrbu klipova hladnom vodom. Sadrži zavojnicu položenu na dno kućišta 2, perforiranu cijev iznad klipova i razvodne cijevi za dovod i izlaz vode. Sustav za podmazivanje koristi se za opskrbu uljem nosača radilice radi smanjenja trenja.

Tehničke karakteristike homogenizatora A1 -OGM dane su u tablici.

Homogenizator K5-OGA-U(sl.) namijenjen je drobljenju i ravnomjernoj raspodjeli masnih kuglica u mlijeku i tekućim mliječnim proizvodima, kao i u smjesama za sladoled.

Riža. Homogenizator K5-OGA-U

To je visokotlačna pumpa s pet klipova s ​​glavom za homogenizaciju. Sastoji se od okvira 1 s pogonom, koljenastog mehanizma 5 sa sustavima za podmazivanje i hlađenje, bloka klipa 14 s glavama za homogenizaciju 13 i mjerača 12 te sigurnosnog ventila. Unutar bloka klipa 14 nalazi se klip 15 spojen na klizač 11. Pogon homogenizatora se izvodi od elektromotora 17 kroz pogonsku 20 i pogonsku 21 remenicu i klinasti prijenos. Unutar okvira 1 okretno je pričvršćena ploča 18 čiji je položaj reguliran vijcima 2. Okvir je postavljen na šest nosača 19 koji se razlikuju po visini.

Mehanizam radilice 5 sastoji se od kućišta od lijevanog željeza, radilice 7 postavljene na dva valjkasta ležaja, klipnjača 8 s poklopcima 6 i košuljice 9, klizača 11 zakretno spojenih na klipnjače 8 pomoću klinova 10, čašica i brtvi. Unutarnja šupljina tijela radilice je uljna kupelj. Indikator razine ulja 4 i ispusni čep 3 ugrađeni su u stražnju stijenku kućišta. U kućištu se nalazi koljenast mehanizam 5, rashladni sustav, sito za ulje i pumpa za ulje 22, a to je spremnik s kosim dno.

Homogenizator ima sustav prisilnog podmazivanja za najopterećenije parove trljanja, koji se koristi u kombinaciji s prskanjem ulja unutar kućišta. Ulje se hladi vodom iz slavine pomoću svitka 16 rashladnog uređaja položenog na dno kućišta, a klipovi se hlade vodom iz slavine koja u njih ulazi kroz otvore na cijevi. Prekidač protoka ugrađen je u sustav hlađenja, dizajniran za kontrolu protoka vode.

Podešavanjem pritiska opruge na ventilu postiže se optimalan način homogenizacije za različite proizvode.

Tehničke karakteristike homogenizatora K5-OGA-10 dane su u tablici.

Stol. Tehničke karakteristike homogenizatora

Homogenizator A1-OG2-C(sl.) namijenjen je mehaničkoj preradi viskoznih mliječnih proizvoda kao što su kremasti, topljeni i plastični sirevi kako bi se proizvodu dala ujednačenost i poboljšala njegova kvaliteta.

Riža. Homogenizator A1-OG2-C

Homogenizator je vodoravno smještena visokotlačna pumpa s tri klipa s uređajem za homogenizaciju 8.

Crpku pokreće elektromotor 4 pomoću pogona s klinastim remenom, pokretanih 15 i pogonskih 16 remenica. Homogenizator se sastoji od sljedećih glavnih jedinica: koljenastog mehanizma 1, pogona, bloka klipa 9, uređaja za homogenizaciju 8, sigurnosnog ventila 7, spremnika, kućišta, okvira 13.

Mehanizam radilice 1 uključuje kućište od lijevanog željeza, radilicu 14 postavljenu na dva valjkasta ležaja, klipnjače 12 s poklopcima 2 i košuljice, klizače 10 koji su zakretno spojeni na klipnjače 12 pomoću prstiju 11, čašice i brtvu. Unutarnja šupljina tijela radilice je uljna kupelj.

Indikator razine ulja i čep za ispuštanje ugrađeni su u stražnji zid kućišta. Podmazivanje dijelova koji se trljaju vrši se prskanjem ulja. Tijelo radilice zatvoreno je poklopcem, koji ima vrat s filtarskom mrežicom za punjenje ulja. Pogon homogenizatora vrši se od elektromotora 4 koji je postavljen na ljuljajuću podmotornu ploču 3, postavljenu na tijelo radilice 1. Zatezanje klinastih remena osiguravaju zatezni vijci 5.

Mehanizam radilice pričvršćen je klinovima na okvir 13, koji je zavarena konstrukcija obložena čeličnim limom. Okvir ima poklopac 17 koji se može skinuti, dizajniran za zaštitu rotirajućih i pokretnih mehanizama. Priključna kutija 18 postavljena je na dnu okvira 13.

Okvir je montiran na četiri nosača podesiva po visini 19. Blok klipa 9 pričvršćen je na tijelo koljenastog mehanizma pomoću dva klina, koji je dizajniran za usisavanje proizvoda iz spremnika i pumpanje pod visokim pritiskom u uređaj za homogenizaciju 8 Blok klipa 9 sastoji se od bloka, klipova 6, šupljih cilindričnih čašica s rupama u stijenkama. Nema usisnih ventila i brtvi, proizvod se usisava u radne komore bloka klipa izravno iz spremnika kroz šuplje cilindrične čaše.

Brtvljenje klipova, uzimajući u obzir nisku fluidnost mase rastaljenog sira, postiže se preciznom izradom s malim tolerancijama spojnih površina klipova i otvora na čašama.

Uređaj za homogenizaciju pričvršćen je na blok klipa pomoću klinova, dizajniranih da homogeniziraju proizvod propuštanjem velikom brzinom pod visokim tlakom kroz razmak između ventila i sjedišta.

Uređaj za homogenizaciju 8 sastoji se od tijela, brtvi, ventila za isporuku, sjedišta ventila, opruga, ventila za homogenizaciju sa sjedištem, čašice i ručke.

Za kontrolu tlaka homogenizacije koristi se manometar koji je pričvršćen na čeonu stranu tijela uređaja za homogenizaciju. Na vrhu uređaja za homogenizaciju nalazi se sigurnosni ventil 7, dizajniran da ograniči povećanje tlaka iznad zadane vrijednosti. Sastoji se od čašice, prirubnice, ventila, sjedišta ventila, opruge, tlačnog vijka i kapice. Sigurnosni ventil se pomoću vijka podešava na radni tlak homogenizacije.

Proizvod koji se homogenizira dovodi se u spremnik homogenizatora, koji je zavareni spremnik od nehrđajućeg čelika.

Kada se klipovi klipaju u radnoj šupljini bloka klipa, stvara se vakuum i proizvod iz lijevka se usisava u radnu šupljinu, a zatim klipovi potiskuju proizvod u uređaj za homogenizaciju, gdje se pod pritiskom od 20 MPa, velikom brzinom prolazi kroz prstenasti razmak formiran između prizemnih površina ventila za homogenizaciju i njegovog sjedišta. U tom slučaju proizvod postaje homogeniji. Iz uređaja za homogenizaciju kroz mlaznicu se šalje kroz cjevovod na daljnju obradu. Na homogenizator je ugrađen ampermetar, uz pomoć kojeg se kontroliraju očitanja manometra.

Tehničke karakteristike homogenizatora A1-OG2-C dane su u tablici.

Homogenizator je uređaj za dobivanje homogenih (homogenih) dispergiranih sustava. Sustavi mogu biti jednofazni ili višefazni, t.j. u disperziranom mediju, koji je obično tekućina, nalaze se čestice (obično netopive) jedne ili više čvrstih ili tekućih tvari, koje se nazivaju dispergirane faze. Pojam "homogeno" znači da su faze raspoređene ravnomjerno, s istom koncentracijom u bilo kojoj proizvoljno uzetoj jedinici volumena medija. Rezultirajući sustav trebao bi biti relativno stabilan. Da bi se to postiglo, tijekom homogenizacije, u velikoj većini slučajeva, provodi se disperzija, odnosno mljevenje faznih čestica.

Primjena homogenizatora u mliječnoj industriji

Homogenizator mlijeka drobi masne kuglice. Brzina kojom plutaju na površini ovisi o kvadratu njihova polumjera. Dakle, nakon smanjenja za 10 puta, brzina pada za 100 puta. Zbog toga se proizvod ne taloži, ne razdvaja na vrhnje i obrano. Njegov rok trajanja se značajno povećava.

Osim toga, nakon homogenizacije:

• U proizvodnji margarina ili maslaca, voda i druge komponente ravnomjerno se raspoređuju u masnom mediju. I u majonezi i preljevima za salatu - masti u vodenom okolišu.
• Vrhnje i pasterizirano mlijeko ujednačeni su po boji, okusu i sadržaju masti.
• U konzerviranoj hrani od kondenziranog mlijeka, tijekom dugotrajnog skladištenja, masna faza se ne oslobađa.
• Kefir, kiselo vrhnje i drugi fermentirani mliječni proizvodi se stabiliziraju. Poboljšava se konzistencija proteinskih ugrušaka. Na površini se ne stvara masni čep.
• U punomasnom mlijeku u prahu smanjena je količina slobodne masti koja nije zaštićena proteinskom ljuskom. Zbog toga je isključena njegova brza oksidacija pod utjecajem atmosferskog zraka.
• Mlijeko s kakaom ili drugim punilom poboljšava okus, postaje viskoznije. Smanjuje vjerojatnost oborina.
• Rekonstituirana fermentirana mliječna pića, vrhnje i mlijeko nemaju vodenast okus. Prirodni okus postaje intenzivniji.

Fizikalne metode procesa i glavne vrste homogenizatora

• Guranje kroz uski jaz. Koriste se jedinice tipa ventila, s visokotlačnim klipnim pumpama. Takvi uređaji u mliječnoj industriji su najčešći.
• mehaničko miješanje. Koriste se mješalice s noževima ili lopaticama, uključujući brze miješalice. Najjednostavniji primjer je mlin za kavu ili mlin za meso s električnim pogonom. To također uključuje rotacijski pulsacijski aparat (RPA). Iako je učinak na fazne grudice kod njih složeniji, nije ograničen na udarna i abrazijska opterećenja.
• Utjecaj ultrazvuka. Ovdje djeluju ultrazvučne instalacije koje pobuđuju kavitaciju u disperziranom mediju, zbog čega se faza drobi.

Homogenizator klipa

Uređaj

Uređaj homogenizatora prikazan je na sl. 1. Cilindar klipa 1 je preko usisnog ventila 3 spojen na ulaznu cijev, a na visokotlačnu komoru preko dovodnog ventila 4. Iz komore vodi kanal do glave za homogenizaciju 5, koja ima sjedište 6, ventil 7, oprugu 8 i vijak za podešavanje 11. Za kontrolu tlaka na komoru je spojen manometar 10. Kanal ima granu na sigurnosni ventil 9. Klip pokreće pumpa 2.

Uvećani prikaz glave za homogenizaciju prikazan je na Sl.2. Ima kalibriranu rupu (kanal) 1 u sjedištu 5, oprugu 2, ventil 4 sa vretenom 3 i vijak za podešavanje 6. Sjedalo i ventil su međusobno brušeni.

Ventil ima ravnu, konusnu radnu plohu s malim kutom ili kukastim oblikom. U prvom slučaju na njemu mogu biti žljebovi (žljebovi). Ako jesu, onda se isti prave na sedlu. Time se povećava stupanj cijepanja faze.

Postoje modeli u kojima su ventil i sjedalo smješteni u ležajevima montiranim u fiksno kućište. U tom se slučaju, pod pritiskom mlaza proizvoda, okreću u različitim smjerovima.

Budući da tekućina koja prolazi velikom brzinom djeluje na ventil i sjedalo dovoljno snažno, oni se brzo troše. Stoga su ovi elementi izrađeni od posebno jakih čelika. Osim toga, njihov oblik je simetričan. Uz primjetno trošenje, dovoljno ih je okrenuti na drugu stranu, čime se udvostručuje vijek trajanja.

Crpka se ne koristi nužno klip, možete odabrati vijčanu ili rotirajuću. Glavna stvar je da stvara visoki tlak. Budući da klipni mehanizam ne osigurava ujednačenu opskrbu, nekoliko njih se stavlja u homogenizatore, a početak ciklusa je vremenski razmaknut. Najpopularnije su jedinice s tri klipa. U njima se na osovini koljena zakreću za 120 stupnjeva tako da cilindri rade naizmjenično. U ovom slučaju, koeficijent neravnomjernosti hrane, odnosno omjer njegove maksimalne vrijednosti prema prosjeku, iznosi 1,047.

Pokazatelj blizu jedan znači da se protok kroz glavu za homogenizaciju može smatrati stabilnim s malom pogreškom. Dakle, tijekom procesa homogenizacije ventil je uvijek u ponderiranom (otvorenom) položaju. Između njega i sjedala postoji razmak za prolaz tekućine. Njegova se veličina također može uzeti konstantnom, ne uzimajući u obzir blago odstupanje od prosječne razine. U mnogim modernim uređajima, protok iz svakog klipa ide u "svoju" glavu. Nakon cijepanja faze, spojeni su u izlazni razdjelnik.

Manometar je opremljen uređajem za prigušivanje. Time se smanjuje oscilacija pokazivača instrumenta.

Princip rada

Princip rada homogenizatora je sljedeći. Kada klip radi na usisavanje (na slici se pomiče ulijevo), mlijeko ulazi u cilindar 1 kroz ventil 3. Zatim klip radi na pumpanje (pomiče se udesno) i gura proizvod u komoru kroz ventil 4. Nakon toga , tekućina ulazi kroz kanal iz komore do glave za homogenizaciju 5.

Kada je ventil u neradnom položaju, opruga 8 ga čvrsto pritiska na sjedalo. Mlijeko pod tlakom podiže ventil tako da se između njega i sjedišta stvara mali razmak. Prolazeći kroz njega, masne kuglice se drobe, proizvod se homogenizira, a zatim ide u izlaznu cijev.

Razmak obično ima veličinu ne veću od 0,1 mm. Čestice mlijeka kreću se u ovoj zoni brzinom od oko 200 m/s (samo 9 m/s u komori za ubrizgavanje). Veličina masnih grudica smanjuje se s 3,5-4,0 mikrona na 0,7-0,8 mikrona.

Tlak koji stvara klipna pumpa je vrlo visok. Stoga, začepljenje kanala u sjedalu može dovesti do uništenja dijelova. Kako bi se izbjegao lom, ugrađen je sigurnosni ventil 9.

Jedinica se podešava pomoću vijka 11. Jedna od glavnih karakteristika homogenizacije je tlak. Kada se vijak zategne, opruga jače pritiska ventil na sjedalo. Zbog toga se veličina zazora smanjuje, jer se hidraulički otpor povećava. Podešavanje uređaja vrši se prema očitanjima manometra 10.

Prema uputama za homogenizator, temperatura mlijeka treba biti u rasponu od 50 do 65 stupnjeva C. Ako je ispod tog raspona, ubrzat će se proces taloženja masnih grudica. Ako je veći, proteini sirutke će se početi taložiti.

Povećanje kiselosti proizvoda negativno utječe na učinkovitost procesa, jer se u tom slučaju smanjuje stabilnost proteina. Nastaju nakupine, otežano je drobljenje masnih grudica.

U trenutku prolaska tekućine kroz razmak ventila, zbog oštrog suženja poprečnog presjeka kanala, dolazi do prigušnog učinka. Brzina protoka se višestruko povećava, a tlak pada zbog činjenice da se potencijalna energija pretvara u kinetičku energiju.

Nakon prolaska mlijeka kroz glavu, neke od zgnječenih čestica ponovno se slijepe u veće konglomerate. Učinkovitost procesa pada. Za suzbijanje ovog fenomena koristi se dvofazna homogenizacija. Uređaj je prikazan na sl. 3. Temeljna razlika od jednostupanjskog je prisutnost dva para radnih tijela, prvi stupanj 4 i drugi - 12. Svaki ima svoju tlačnu oprugu s kontrolnim ventilom 6.

Druga faza, pomoćna, dodatno povećava stupanj drobljenja faze. Dizajniran je za stvaranje kontroliranog i stalnog protutlaka u glavi prve faze, koja je glavna. Time se optimiziraju uvjeti procesa. I također za uništavanje relativno nestabilnih formacija. Tlak u njemu je postavljen niži nego u prvom.

Jednostupanjska homogenizacija dizajnirana je za proizvode s niskim udjelom masti ili visokim viskozitetom. Dvostupanjski - s visokim udjelom masti ili krutih tvari i niskim viskozitetom. I također u onim slučajevima kada je potrebno osigurati maksimalno moguće cijepanje faze.

Odvojena tehnologija

U mliječnoj industriji homogenizacija može biti potpuna ili odvojena. U prvom slučaju sve raspoložive sirovine prolaze kroz jedinicu. U drugom se prvo odvaja. Dobivena krema 16-20% masti homogenizirana, a zatim pomiješana s obranim mlijekom. I poslano u sljedeću fazu obrade. Ova metoda omogućuje značajne uštede energije.

Mehanizam procesa disperzije faza u aparatu ventilskog tipa

Prema N.V. Baranovskyju, na temelju proučavanja hidrauličkih čimbenika koji utječu na drobljenje masnih grudica tijekom homogenizacije mlijeka u aparatu tipa ventila, predložena je sljedeća shema procesa (slika 4).

Na mjestu prijelaza protoka iz kanala sjedišta u razmak, između sjedišta i ventila, površina poprečnog presjeka strujanja naglo se smanjuje. Dakle, prema jednom od osnovnih zakona hidraulike, brzo raste i brzina njegova kretanja U. Točnije, U0 na putu iznosi nekoliko metara u sekundi. A U1 na ulazu u utor je 2 reda veličine veći, nekoliko stotina m/s.

Masna kap ne prelazi iz zone malih u zonu velikih brzina odjednom "sve odjednom". Prednji dio lopte najprije ulazi u mlaz koji se velikom brzinom kreće u pukotinama. Pod djelovanjem tekućine koja brzo teče izvlači se (leđa se i dalje polako kreće) i otkine. Preostala gruda nastavlja polako da se kreće (naravno, koncept "polako" u ovom slučaju je relativan, budući da cijeli ciklus kapi koja prolazi kroz prorez traje 50 mikrosekundi) da se kreće prema sučelju brzine, a dio, sada ispostavilo se da je ispred, produžuje se na isti način kao i prethodni, a također se skida. Dakle, cijela kapljica masti postupno se trga na komade, prolazeći kroz granični dio. To se događa pri dovoljno velikoj razlici između brzina U0 i U1.

Ako se pokaže da je ta razlika manja od određenog praga, tada se prije odvajanja čestica odvija međufaza - kap se najprije rasteže u filament. Ako je razlika još manja, onda će masna gruda proći kroz granicu brzine bez uništenja. Ali utjecaj visokog protoka i dalje će ga dovesti u nestabilno stanje, zbog stvaranja unutarnjih deformacija. Zbog toga će se zbog sila površinske napetosti i mehaničkih udara mlaznica strujanja lopta ipak raspasti na manje frakcije.

Homogenizator ulja

Za postizanje homogene konzistencije maslaca ili topljenih sireva koristi se homogenizator plastifikatora. Tijekom obrade, vodena faza se raspršuje i ravnomjerno raspoređuje po volumenu. Kao rezultat toga, proizvod se duže čuva, poboljšava se njegov okus. Osim toga, smanjuje se vrijeme utrošeno na odmrzavanje, a smanjuje se i gubitak vode tijekom pakiranja.

Dizajn uređaja može se razmotriti na primjeru jednog od najpopularnijih modela M6-OGA (slika 5). Sastoji se od kućišta i okvira (slika 6.), prihvatnog spremnika, ispod kojeg su smješteni dovodni vijci, te rotora s 12, 16 ili 24 lopatice. Kao pogon se koristi električni motor. Brzinu vijka kontrolira varijator. Kutna brzina rotora je konstantna.

Rad homogenizatora je sljedeći. Maslac se stavlja u velikim komadima u spremnik. Pužovi se okreću u različitim smjerovima, gledano odozgo - jedan prema drugom. Uz njihovu pomoć, ulje se tjera kroz rotor, nakon čega kroz pravokutnu mlaznicu ide u prihvatni spremnik (nije prikazan na slici). Kako se ulje ne bi lijepilo za radna tijela, ona se podmazuju vrućom otopinom. Rotacijski pulsirajući aparat

U posljednje vrijeme za preradu mlijeka sve se više koriste rotacijski pulsirajući aparati (RPA). Takav homogenizator je po dizajnu i principu rada sličan centrifugalnoj pumpi. Glavna razlika je u radnim tijelima.

RPA je organizirana na sljedeći način. Kao pogon služi elektromotor. Rotor u obliku perforiranog cilindra čvrsto je pričvršćen na njegovu izduženu osovinu. S kraja cilindra, sa strane poklopca, može se nalaziti impeler. Perforacija nije potrebna. Unutar poklopca nalazi se sličan cilindar, fiksiran, igra ulogu statora.

Mlijeko se dovodi kroz aksijalnu mlaznicu na poklopcu i ulazi u impeler. Ovaj dio proizvodi drobljenje primarne faze i ubrzava radnu smjesu. Potonji zatim prolazi kroz perforaciju pomičnog cilindra, opet se djelomično raspršuje pod djelovanjem posmičnog i abrazivnog opterećenja i završava u šupljini za homogenizaciju između rotora i statora. Ovdje, osim šoka, na masne kuglice djeluju i druge sile.

U turbulentnom toku koji se kreće velikom brzinom (to je upravo ono što se opaža u radnoj zoni RPA), nastaju mikrovorteksni tokovi. Ako se mali sferni vrtlog sudari s kapljicom masti, uništava je. Postoji i hidroakustički učinak. Intenzivna kavitacija, koja dovodi do kolapsa mjehurića zraka, stvara udarne valove kojima se ne mogu oduprijeti ni grudice faze.

Maksimalni utjecaj aparata na čestice postiže se u trenutku kada nastaju rezonantne vibracije između rotora i statora. Da bi se osigurao ovaj učinak, potrebno je izračunati promjer pomičnog cilindra, brzinu njegove rotacije, kao i razmak između njega i statora.

Nakon radnog prostora, mlijeko prolazi kroz rupe u statoru i već homogenizirano ispušta se kroz tangencijalnu izlaznu cijev, obično usmjerenu prema gore, kako bi se lakše spojili cjevovodi za ponovno punjenje lijevka u recirkulacijskom sustavu.

Da bi se povećao stupanj drobljenja, aparat može imati nekoliko parova "rotor-stator". Nakon postavljanja poklopca, oni su raspoređeni naizmjenično. Postoje modeli u kojima se umjesto radnog kola postavlja perforirani disk. RPA homogenizatori također mogu biti potopljeni. Po želji, jedinica je opremljena sljedećim uređajima:

• Zaštita od rada na suho.
• Motor otporan na eksploziju.
• Kućište s plaštom za grijanje/hlađenje.
• Regulator glatke promjene frekvencije rotacije motora.
• Uređaj za punjenje (pužni ulagač), za viskozne, slabo topive, nehomogene emulzije i suspenzije ili slobodno teče komponente.
• Jedinica za istovar, za ispuštanje u spremnik treće strane kada se radi prema shemi cirkulacije.
• Mehanička brtva osovine s mjehom izrađena od silicij karbidne keramike - produžava vijek trajanja jedinice, čak i pri radu s agresivnim tekućinama ili onima koje sadrže abrazivne inkluzije.

RPA su jednofazni ili trofazni. Svi dijelovi koji dolaze u dodir s hranom izrađeni su od nehrđajućeg čelika AISI 304, AISI 316 ili njihovih domaćih kolega. Budući da disperzirana tekućina napušta aparat pod pritiskom, RPA homogenizator istovremeno radi kao centrifugalna pumpa.

Ultrazvučni homogenizatori

Uređaj (koristeći BANDELIN kao primjer). Ultrazvučni homogenizator se sastoji od (od vrha do dna na slici 15) RF generatora, ultrazvučnog pretvarača, “rogova” i sondi (valovoda). RF generator je spojen na kućnu mrežu sa frekvencijom struje od 50 ili 60 Hz. Pojačava ovaj parametar do 20 kHz. Ultrazvučni pretvarač, opremljen titrajnim krugom s mjernim piezoelektričnim elementom, pretvara strujnu energiju koju generiše generator u oscilacije ultrazvučnih valova iste frekvencije. Generirana amplituda ostaje konstantna. Ultrazvučni - povećava se zbog upotrebe "rogova" posebnog oblika. U njih su umetnute sonde, prenoseći vibracije u posudu s tekućinom. Ovisno o volumenu radnog medija, mogu biti ravni, u obliku čunjeva ili "mikro", promjera od 2 do 25 mm.

Domaća industrija također proizvodi ultrazvučne homogenizatore. Od najnovijih modela može se primijetiti razvoj 2015 I100-6 / 840 (slika 16). Uređaj ima digitalno upravljanje, pulsni način rada, kontrolu amplitude i set sondi.

Princip rada. Kada ultrazvučni valovi prolaze kroz tekućinu, naizmjence, 20 000 puta u sekundi, stvaraju u njoj visoki i niski tlak. Potonji je praktički jednak unutarnjem tlaku pare tekućine, zbog čega se u njemu pojavljuju mjehurići ispunjeni parom, tekućina ključa. Prilikom kolapsa šupljina dolazi do pada tlaka, stvaraju se brzoprotočni turbulentni mikroprotoci koji uništavaju masne kapljice.

Neki stručnjaci vjeruju da se pod ultrazvučnim izlaganjem grudice raspršuju ne zbog kavitacije, već zbog činjenice da val, prolazeći kroz masnu kap u različitim točkama, uzrokuje ubrzanja različite veličine i smjera. Kao rezultat toga, nastaju višesmjerne sile koje pokušavaju slomiti loptu.

Homogenizacija je važan korak u preradi mlijeka i drugih proizvoda. Uz njegovu pomoć, struktura se poboljšava i rok trajanja se povećava, a okus postaje zasićeniji.

Homogenizacija je mehanička obrada sirovina koje su prošle kroz mliječne filtere, uslijed čega se masne kuglice raspršuju (gnječe) pod djelovanjem vanjske sile – tlaka, visokofrekventne struje, ultrazvuka itd.

Zašto je homogenizacija neophodna?

Prilikom skladištenja ulijeva se u limenke s mlijekom proizvoda, mast ispliva na površinu zbog činjenice da je lakša od plazme (obrnuto). Sirovina se brani. Velika gruda masti, koja se diže do gornjih slojeva, sudara se s drugima poput njega. Pod utjecajem imunoglobulina dolazi do aglutinacije (ljepljenje pojedinih elemenata i njihovo taloženje iz homogene smjese). Zbog toga se mijenja konzistencija i smanjuje kvaliteta, što nije poželjno. Ako se masne kuglice razbiju na male komadiće, one se neće zalijepiti u film na površini.

Brzina uspona masne lopte ovisi o njezinoj veličini – što je veća, to je brža. Prema Stokesovoj formuli, ona je izravno proporcionalna kvadratu polumjera grudve. Veličina masnih kuglica kreće se od 0,5 do 18 mikrona. Nakon homogenizacije, smanjuje se za faktor od približno 10 (prosječna veličina izlaza 0,85 µm). To znači da će plutati 100 puta sporije. Osim toga, u malim grudicama, manjim od 1 mikrona, sile međusobnog odbijanja veće su od sila privlačenja.

Tijekom drobljenja masti, tvar njezine ljuske se preraspoređuje. Dio fosfatida prelazi u plazmu, a proteini plazme idu na vanjski omotač malih globula. Zahvaljujući ovim čimbenicima, masna emulzija se stabilizira u mlijeku. S visokim stupnjem disperzije, proces taloženja se ne promatra, mast ne pluta, tikvice s mlijekom pune se kvalitetnijim proizvodom. Vrhnje, svježi sir, maslac i dr., proizvedeni od homogeniziranih (homogenih) sirovina, imaju najbolje organoleptičke karakteristike i konzistenciju, hranjive tvari se brže i potpunije apsorbiraju u tijelu.

Homogenizacija pomaže:

• Ulijte pasterizirano mlijeko ili vrhnje posude od nehrđajućeg čelika stekao ujednačen sadržaj masti, boju i okus.
• Sterilizirano mlijeko i vrhnje bolje se čuvaju.
• Na fermentiranim mliječnim proizvodima nije formiran masni film, a proteinski ugrušci su bili jači i bolje konzistencije.
• U konzerviranoj hrani od kondenziranog mlijeka, tijekom dugotrajnog skladištenja, masna faza se nije isticala.
• U punomasnom mlijeku u prahu bilo je manje slobodne masti, bez ljuski proteina - to dovodi do oksidacije.
• Rekonstituirani fermentirani mliječni napitci, vrhnje i mlijeko nisu razvili vodenast okus, a okus proizvoda postao je intenzivniji.
• Mlijeko s punilom (na primjer, kakao) pokazalo se viskoznijim, bez taloga, s boljim okusom.

Mehanizam homogenizacije

Homogenizaciju se preporučuje obaviti nakon što mlijeko prođe dugotrajna kupka za pasterizaciju.

Za to se koriste različite vrste uređaja. Najčešće su jedinice tipa ventila. U svojoj srži, one su visokotlačne klipne pumpe. Tekućina se propušta kroz vrlo male rupe. Istodobno, brzina protoka se naglo povećava. Masne kuglice se zgnječe, a nastale male grudice odmah se prekrivaju proteinskom ljuskom. Zašto se to događa bit će riječi u drugom dijelu članka.

Ova metoda mehaničke obrade mlijeka i tekućih mliječnih proizvoda služi za povećanje disperzije masne faze u njima, što omogućuje isključenje taloženja masti tijekom skladištenja mlijeka, razvoja oksidativnih procesa, destabilizacije i bućkanja tijekom intenzivnog miješanja. i prijevoz.

Homogenizacija sirovina doprinosi:

u proizvodnji pasteriziranog mlijeka i vrhnja - stjecanje ujednačenosti (okus, boja, sadržaj masti);

sterilizirano mlijeko i vrhnje - povećanje stabilnosti skladištenja;

fermentirani mliječni proizvodi (kiselo vrhnje, kefir, jogurt, itd.) - povećanje čvrstoće i poboljšanje konzistencije proteinskih ugrušaka i eliminiranje stvaranja masnog čepa na površini proizvoda;

konzervirana hrana od kondenziranog mlijeka - sprječava oslobađanje masne faze tijekom dugotrajnog skladištenja;

punomasno mlijeko u prahu - smanjenje količine slobodne mliječne masti, koja nije zaštićena proteinskim ljuskama, što dovodi do njegove brze oksidacije pod djelovanjem atmosferskog kisika;

rekonstituirano mlijeko, vrhnje i fermentirani mliječni napitci - za stvaranje punog okusa proizvoda i sprječavanje pojave vodenastog okusa;

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

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

U mliječnoj industriji najrasprostranjenija je homogenizacija mlijeka protjerivanjem kroz prstenasti prorez ventila glave za homogenizaciju stroja. Masne kuglice, prolazeći kroz ovaj jaz, raspršuju se. Potreban tlak 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 tipa ventila je glava za homogenizaciju. Može biti jedna ili dvije faze. Drugi stupanj obično radi na nižem tlaku od prvog.

Primjena jedno- ili dvostupanjske homogenizacije ovisi o vrsti mliječnih proizvoda koji se proizvode.

Dvostupanjska homogenizacija s velikim padom tlaka u oba stupnja koristi se u proizvodnji visokomasnih mliječnih proizvoda (vrhnje, smjese za sladoled i sl.).

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

Toplinska obrada mlijeka

Toplinska obrada jedna je od glavnih i nužnih tehnoloških operacija prerade mlijeka, koja se provodi u svrhu dezinfekcije. Učinkovitost toplinske obrade povezana je s otpornošću mlijeka na toplinu, koja je određena njegovim proteinima, sastavom soli i kiselosti, koji pak ovise o godišnjem dobu, razdoblju laktacije, fizičkom stanju i pasmini životinja, režimima hranjenja i prehrane. , itd.

Tijekom toplinske obrade mlijeko i mliječni proizvodi podliježu složenim promjenama biokemijskih i fizikalno-kemijskih svojstava, kao i modifikacijama sastojaka mlijeka. Svrha toplinske obrade je raznolika, a to su: smanjenje ukupnog broja mikroorganizama i uništavanje patogenih oblika, inaktivacija (uništenje) enzima mlijeka za povećanje stabilnosti tijekom dugotrajnog skladištenja, pružanje specifičnog okusa, mirisa, boje i teksture, stvaranje povoljni temperaturni uvjeti za fermentaciju, isparavanje, skladištenje, kao i mehaničke procese obrade itd.

Toplinska obrada mlijeka kombinacija je temperaturnih načina izlaganja (grijanje ili hlađenje) i vremena izlaganja na ovoj temperaturi. Štoviše, trajanje izlaganja na danoj temperaturi treba biti takvo da se postigne željeni učinak. U mliječnoj industriji toplinska obrada provodi se na temperaturama do 100 i preko 100 °C.

Pri zagrijavanju na 100 °C u mlijeku umiru samo vegetativni oblici, a na temperaturama iznad 100 °C umiru vegetativni i sporni oblici. Glavni procesi toplinske obrade mlijeka, koji uzrokuju suzbijanje vitalne aktivnosti mikroorganizama, su pasterizacija i sterilizacija. Kao nosač topline za pasterizaciju koristi se topla voda i zasićena vodena para, a za sterilizaciju zasićena vodena para.

Osim toga, tijekom toplinske obrade mlijeko se podvrgava hlađenju, zagrijavanju (zagrijavanju), termičkoj obradi vakuuma.

Način toplinske obrade mlijeka za proizvodnju svake vrste proizvoda određen je tehnološkom uputom. U tom slučaju mlijeko se zagrijava na temperaturu pasterizacije, a zatim čuva i brzo hladi na potrebnu temperaturu. Kombinaciju grijanja i hlađenja diktiraju tehnološki i sanitarni zahtjevi, kao i mogućnost korištenja topline vrućeg proizvoda.

Da bi se to postiglo, vrući proizvod se šalje u poseban dio aparata (ploča ili cjevasti) za predgrijavanje hladnog proizvoda koji ulazi u pasterizaciju. Ta se operacija naziva povratom topline, a aparati ili njihovi dijelovi nazivaju se regeneratori ili regeneracijske sekcije. Korištenje ove operacije omogućuje vam uštedu toplinske energije koja se troši na pasterizaciju.

Učinkovitost regeneratora karakterizira 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 obrnuti kretanje kroz regenerator.

Hlađenje i grijanje

Mliječne sirovine se hlade u poduzećima kako bi se očuvala kvaliteta i ograničio rast broja mikroorganizama prije prerade. U tablici. 4.1 prikazani su podaci koji pokazuju porast broja mikroorganizama u mlijeku ovisno o temperaturi hlađenja i trajanju 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 tijekom procesa proizvodnje hlade.

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

Homogenizacija mlijeka- proces drobljenja masnih kuglica izlaganjem mlijeka značajnim vanjskim silama. Proces homogenizacije koristi se u proizvodnji pasteriziranog mlijeka kako bi se povećala homogenost i produljio rok trajanja. Svrha homogenizacije je spriječiti spontano taloženje masti u proizvodnji i skladištenju mliječnih proizvoda, održati homogenu konzistenciju proizvoda bez raslojavanja.

Broj i veličina masnih kuglica u mlijeku variraju i ovise o pasmini, uvjetima hranjenja i držanja, fazi laktacije, dobi životinje i nizu drugih čimbenika. U prosjeku 1 cm 3 punomasnog mlijeka sadrži oko 3 milijarde masnih kuglica. Veličina masnih globula uvelike varira - od 0,1 do 20 mikrona.

U procesu drobljenja masnih kuglica tijekom homogenizacije dolazi do preraspodjele tvari ljuske. Proteini plazme troše se za izgradnju ljuski nastalih malih masnih globula, što dovodi do stabilizacije visoko dispergirane masne emulzije homogeniziranog mlijeka.

U mlijeku srednje masnoće slobodna mast se praktički ne stvara, t.j. nema nakupina malih masnih kuglica. S povećanjem masenog udjela masti u mlijeku može doći do nakupljanja masnih kuglica. Da. Pravilno provedena homogenizacija eliminira mogućnost pojave slobodne masti, čime se produžava rok trajanja mliječnih proizvoda: regulira strukturna i mehanička svojstva ugrušaka mliječnih proteina; poboljšava okus proizvoda.

Neželjene posljedice su smanjena toplinska stabilnost homogeniziranog mlijeka; pojava preosjetljivosti na svjetlost i kao posljedica "sunčanog" okusa; nemogućnost odvajanja homogeniziranog mlijeka.

Uvjeti za učinkovitu homogenizaciju:

• 1) Mliječna mast mora biti u tekućem stanju;
• 2) Drobljenje masnih kuglica moguće je samo uz vanjski utjecaj;
• 3) Potrebno je formirati novi zaštitni sloj svake masne kuglice.

Tijekom proizvodnje pasteriziranog mlijeka mliječna mast u osnovi zadržava svoj izvorni sastav i svojstva. Toplinski i mehanički učinci ne uzrokuju značajnije promjene u masnoj fazi mlijeka.

Trenutno se koriste sljedeće vrste homogenizacije:

• 1) jednofazni - dolazi do stvaranja malih masnih kuglica;
• 2) dvofazni - dolazi do uništavanja ovih agregata i daljnjeg raspršivanja masnih kuglica;
• 3) odvojeno - ne obrađuje se svo mlijeko, već samo njegov masni dio (vrhnje) 16-20% masti.

Jednostupanjskom homogenizacijom, masne kuglice se drobe do veličine od oko 1 μm, t.j. postoji homogena disperzija masne faze, nesposobna za taloženje. Koristi se za proizvodnju nemasnih mliječnih proizvoda (mlijeko za piće i sl.).

Dvostupanjska homogenizacija provodi se u proizvodnji visokomasnih proizvoda (vrhnje, mješavine za sladoled i sl.). Omogućuje vam da razbijete nastale nakupine masnih kuglica.

Homogenizacija normaliziranog mlijeka provodi se zasebno na sljedeći način. Da biste to učinili, odvaja se normalizirano mlijeko, zagrijano na temperaturu od 55-65 ° C. Dobivena krema s masenim udjelom masti od 16-20% homogenizira se u dvostupanjskom homogenizatoru pri tlaku od 8-10 MPa u prvom stupnju i 2-2,5 MPa u drugom. Homogenizirano vrhnje se miješa u toku s obranim mlijekom koje izlazi iz separatora vrhnja i šalje se u pasterizacijski dio postrojenja za pasterizaciju-hlađenje. Vrhnje se također može homogenizirati prije nego što se pomiješa s obranim mlijekom kako bi se dobilo standardizirano mlijeko. Odvajanje homogenizacije može značajno smanjiti troškove energije.

U proizvodnji različitih mliječnih proizvoda obično se koristi tlak homogenizacije od 5-25 MPa i temperatura od 55-70 ° C. Tlak i temperatura homogenizacije određuju njezin način. Tlak i temperatura tijekom homogenizacije odabiru se ovisno o masenom udjelu masti u smjesi. Što je veći udio masti u smjesi, to bi tlak trebao biti niži. Homogenizaciju treba provesti na temperaturi ne nižoj od 50-60 0 C. Na primjer, pri homogeniziranju mlijeka i nemasnog vrhnja (10-12%) na temperaturi ne nižoj od 70 0 C, tlak od 10-15 MPa se koristi, pri proizvodnji kiselog vrhnja 25-30% udjela masti - 9-10 MPa.

Tijekom procesa homogenizacije može se osloboditi slobodna mast, kao što je gore spomenuto. U mlijeku se s povećanjem tlaka homogenizacije količina slobodne masti smanjuje, a u vrhnju povećava. Povećanje količine slobodne masti povezano je s nedostatkom proteina potrebnih za stvaranje ljuske novonastalih masnih globula. Jedan od uvjeta za stvaranje zaštitne ljuske je omjer obranog mlijeka u prahu i masti; u homogeniziranom proizvodu ne smije biti niži od 0,6-0,8.

Učinkovitost homogenizacije određena je taloženjem masti, centrifugiranjem, promjenom optičke gustoće i prosječne veličine masnih kuglica. U homogeniziranom mlijeku promjer masnih kuglica ne smije biti veći od 2 mikrona.

Povećanje disperzije mliječne masti dovodi do homogenijeg, homogenijeg i stabilnijeg sustava. Povećanje stabilnosti sustava bez mulja vrhnja potrebno je u proizvodnji mnogih mliječnih proizvoda. Osim toga, homogenizacijom se povećava viskoznost mlijeka, vrhnja i mliječnih smjesa, što pozitivno utječe na konzistenciju gotovih proizvoda i proširuje primjenu homogenizacije u mliječnoj proizvodnji.

Homogenizatori tipa ventila, koji su visokotlačne višeklipne pumpe s glavom za homogenizaciju, dobili su najveću primjenu u mliječnoj industriji. Tijekom kretanja klipa stvara se visoki tlak, zbog čega se mlijeko (ili smjesa) velikom brzinom probija kroz otvor homogenizatora. Na ulazu u otvor ventila, brzina protoka mlijeka naglo se povećava. Velika globula masti, koja velikom brzinom prolazi kroz jaz, uvlači se u cilindar, koji se drobi u male masne kapi, koje se odmah prekrivaju proteinskom ljuskom proteina plazme. Uz veliku razliku u brzinama, do drobljenja kuglica može doći uzastopnim odvajanjem čestica bez međurastezanja u cilindar. Da. mast normaliziranog mlijeka, kada se progura kroz prstenasti otvor ventila glave za homogenizaciju, se raspršuje. Potreban tlak stvara pumpa. U proizvodnji punomasnog mlijeka veličina masnih kuglica se smanjuje sa 3-4 mikrona na 0,7-0,8 mikrona.

Uz homogenizatore ventilskog tipa koriste se centrifugalni homogenizatori-bistrifikatori koji imaju posebnu komoru s fiksnim diskom za homogenizaciju. Dizajn samog diska pruža aktivan mehanički učinak na čestice mlijeka.

Određivanje učinkovitosti homogenizacije.

Stabilnost masne emulzije mlijeka ili vrhnja od velike je važnosti u proizvodnji mliječnih proizvoda. U proizvodnji nekih proizvoda poželjno je što dulje zadržati masnu emulziju stabilnom (pasterizirano i sterilizirano mlijeko i vrhnje, fermentirani mliječni proizvodi, mlijeko u konzervi i sladoled). U proizvodnji drugih proizvoda (npr. kravljeg maslaca) poželjno je što potpunije razbiti masnu emulziju kako bi se masne kuglice agregirale.

U mirovanju, u svježem mlijeku, 20-30 minuta nakon mužnje, pojavljuje se sloj taloženog vrhnja, što je povezano s razlikom u gustoći između mliječne masti (994-1025 kg/m3) i mliječne plazme (1034-1040 kg/m3). ). Brzina uspona masne globule u uvjetima prirodnog mulja izražava se jednadžbom

n \u003d 2 * g * r 2 * (s P -s dobro )/(9*µ) ,

n - brzina uspona masne lopte, m / s;

g - ubrzanje slobodnog pada, m/s 2 ;

r je polumjer masne kuglice, m;

s n je gustoća mliječne plazme, kg/m3;

cg - gustoća masnih kuglica, kg/m3;

µ - viskoznost mliječne plazme, Pa s.

Ovisnost brzine odvajanja o polumjeru masne kuglice na kvadrat ukazuje na mogućnost sprječavanja taloženja smanjenjem njezina polumjera, što se postiže homogenizacijom.

Učinkovitost homogenizacije određuje se optičkom metodom, metodom taloženja masti, metodom centrifugiranja i prosječnom veličinom masnih globula, sadržaj masti se određuje metodom Gerberove kiseline s trostrukim centrifugiranjem u trajanju od 5 minuta za homogenizirano mlijeko.

Optička metoda

Optička metoda za određivanje učinkovitosti homogenizacije primjenjuje se na mlijeko i vrhnje s masenim udjelom masti od 2 do 6%. Bit metode je mjerenje optičke gustoće (mutnoće) uzorka na dvije valne duljine – 400 i 1000 nm. Vrijednost omjera optičkih gustoća na različitim valnim duljinama (D400/D1000) karakterizira stupanj disperzije masne faze mlijeka ili vrhnja.

Učinkovitost homogenizacije (EG) određena je omjerom optičkih gustoća (D400 i D1000). Izračun prosječnog promjera kuglica mliječne masti provodi se prema formuli:

d oženiti se \u003d 2,82 - 2,58 lg D 400 /D 1000 ,

d cf - prosječni promjer masnih kuglica, mikrona;

D 400 i D 1000 su optičke gustoće uzorka na valnim duljinama od 400 i 1000 nm.

Određivanje učinkovitosti homogenizacije

metoda zadržavanja masti.

Kako bi se utvrdila učinkovitost homogenizacije taloženjem masti, mlijeko se drži 48 sati na temperaturi od 8 °C bez miješanja u mjernom cilindru od 250 ml. Zatim se uzima gornjih 100 ml mlijeka i utvrđuje se udio masti u preostalom mlijeku u cilindru. Taloženje masti izračunava se po formuli:

O dobro \u003d 100 * (W m -F n )/W m -K* F n ,

O w - taloženje masti,%;

F m, F n - maseni udjeli masti u izvornom mlijeku i donjem sloju mlijeka koji ostaje u cilindru, %;

K je omjer volumena donjeg sloja mlijeka u cilindru i ukupnog volumena mlijeka (pri uzorkovanju 100 ml gornjeg sloja, K = 0,6).

VNIMI metoda centrifugiranja

Učinkovitost centrifugiranja homogenizacije određuje se pri određenom načinu centrifugiranja mlijeka u posebnoj pipeti (vidi sliku 6.1).

obrada mlijeka homogenization centrifugiranje milk

Riža. 6.1.

Centrifugiranje se provodi 30 minuta. Nakon centrifugiranja, pipete se vade i postavljaju okomito na čep. Zatim se pažljivo, bez okretanja ili trešenja, donji dio proizvoda izlijeva od pipete do oznake II u čašu, za koju se gornji otvor pipete zatvori prstom lijeve ruke, a gumeni čep se desnom rukom uklanja s donjeg kraja pipete. Određuje se udio masti u ocijeđenom proizvodu. Stupanj homogenizacije izračunava se po formuli:

r = 100*W n /W m ,

r - stupanj homogenizacije, % (za homogenizirano mlijeko r=75-80%);

W n - maseni udio masti u donjem sloju proizvoda, ocijeđen iz pipete;

F m - maseni udio masti u izvornom mlijeku,%.

Mikroskopska metoda

Pri određivanju učinkovitosti homogenizacije mikroskopskom metodom utvrđuje se prosječna veličina masnih globula homogeniziranog mlijeka (d cf). Da bi se odredila veličina masnih kuglica, mlijeko i vrhnje se razrijede vodom. Pomoću okularnog mikrometra određuje se veličina masnih globula pri povećanju od 1350 puta (objektiv 90, okular 15 s uranjanjem).

Masne kuglice dijele se na frakcije (skupine) prema veličini promjera, ovisno o povećanju mikroskopa i zadanoj vrijednosti podjele okularnog mikrometra. Točnost granica tih frakcija je jedna ili polovina podjele mikrometra okulara. U jednom uzorku mlijeka određuje se veličina od 600 do 1000 masnih kuglica i raspoređuje u frakcije. Veličina masnih kuglica svake frakcije izražava se prosječnim promjerom. Na primjer, za frakciju III, prosječni promjer će biti (2+3)/2 = 2,5 µm.