Производство сухого молока – Сухое молоко — технология производства, оборудование, сырье, стоимость, рентабельность

Содержание

Технология производства сухого молока

Распылительная сушка оказалась наиболее подходящей технологией удаления остатков воды из упаренного продукта, так как позволяет превратить концентрат молока в порошок, сохраняя ценные свойства молока.

Принцип действия всех распылительных сушилок состоит в превращении концентрата в мелкие капли, которые подаются в быстрый поток горячего воздуха. В силу очень большой поверхности капель (1 л концентрата распыляется на 1,5×1010 капель диаметром 50мкм с общей поверхностью 120 м2) испарение воды происходит практически мгновенно, и
капли превращаются в частицы порошка.

Одноступенчатая сушка

Одноступенчатая сушка – это процесс распылительной сушки, при котором продукт высушивается до конечной остаточной влажности в камере распылительной сушилки, см. рисунок 1. Теория образования капель и испарения в первом периоде сушки одинакова и для одноступенчатой и для двухступенчатой сушки и излагается здесь.

Рисунок 1 — Распылительная сушилка традиционной конструкции с пневмотранспортнойсистемой (SDP)

Начальная скорость капель, срывающихся с роторного распылителя, приблизительно равна 150 м/с. Основной процесс сушки протекает, пока капля тормозится под действием трения о воздух. Капли диаметром 100 мкм имеют путь торможения 1м, а капли диаметром 10 мкм – только несколько сантиметров. Основное снижение температуры сушильного воздуха, вызванное испарением воды из концентрата, происходит в этот период.

Гигантский тепло- и массообмен происходит между частицами и окружающим воздухом за очень короткое время, поэтому качество продукта может сильно пострадать, если оставить без внимания те факторы, которые способствуют ухудшению продукта.

При удалении воды из капель происходит значительное уменьшение массы, объема и диаметра частицы. При идеальных условиях сушки масса капли из роторного распылителя
уменьшается приблизительно на 50 %, объем – на 40 %, а диаметр – на 75 %. (см. рисунок 2).

Рисунок 2 — Уменьшение массы, объема и диаметра капли при идеальных условиях сушки

Однако идеальная техника создания капель и сушки пока не разработана. Какое-то количество воздуха всегда включается в концентрат при его перекачивании из выпарного аппарата и особенно при подаче концентрата в питающий резервуар из-за разбрызгивания.

Но и при распылении концентрата роторным распылителем в продукт включается много воздуха, так как диск распылителя действует как вентилятор и подсасывает воздух. Включению воздуха в концентрат можно противодействовать, используя диски специальной конструкции. На диске с загнутыми лопатками (так называемом диске высокой насыпной плотности), см. рисунок 3, воздух под действием все той же центробежной силы частично отделяется от концентрата, а в диске, омываемом паром, см. рисунок 4, проблема частично решается тем, что вместо контакта жидкость-воздух здесь существует контакт жидкость-пар. Считается, что при распылении форсунками воздух не включается в концентрат или включается в очень малой степени. Однако оказалось, что некоторое количество воздуха включается в концентрат на ранней стадии распыления вне и внутри факела распыла из-за трения жидкости о воздух еще до образования капель. Чем выше производительность форсунки (кг/ч), тем больше воздуха попадает в концентрат.

Рисунок 3 — Диск с загнутыми лопатками для производства порошка с высокой насыпной плотностью.Рисунок 4 — Диск с обдувом паром

Способность концентрата включать в себя воздух (т.е. пенообразующая способность) зависит от его состава, температуры и содержания сухого вещества. Оказалось, что концентрат с низким содержанием сухих веществ имеет значительную пенообразующую способность, которая возрастает с температурой. Концентрат с высоким содержанием сухих веществ пенится значительно слабее, что особенно проявляется с возрастанием температуры, см. рисунок 5. Вообще говоря, концентрат цельного молока пенится слабее, чем концентрат обезжиренного молока.

Рисунок 5 — Пенообразующая способность концентрата обезжиренного молока.

Таким образом, содержание воздуха в каплях (в форме микроскопических пузырьков) в значительной мере определяет уменьшение объема капли при сушке. Другой, еще более важный фактор, это температура окружающего воздуха. Как уже отмечалось, между сушильным воздухом и каплей происходит интенсивный обмен теплом и водяным паром.

Поэтому вокруг частицы создается градиент температуры и концентрации, так что весь процесс становится сложным и не вполне ясным. Капли чистой воды (активность воды 100 %) при контакте с воздухом, имеющим высокую температуру, испаряются, сохраняя до самого конца испарения температуру смоченного термометра. С другой стороны, продукты, содержащие сухое вещество, при предельной сушке (т.е. при приближении активности воды к нулю) нагреваются к концу сушки до температуры окружающего воздуха, что применительно к распылительной сушилке означает температуру воздуха на выходе. (см. рисунок 6).

Рисунок 6 — Изменение температуры

Поэтому градиент концентрации существует не только от центра к поверхности, но и между точками поверхности, в результате разные участки поверхности имеют разную температуру. Общий градиент тем больше, чем больше диаметр частицы, так как это означает меньшую относительную поверхность. Поэтому мелкие частицы высыхают более

равномерно.

При сушке содержание сухих веществ, естественно, увеличивается из-за удаления воды, при этом увеличивается и вязкость, и поверхностное натяжение. Это означает, что коэффициент диффузии, т.е. время и зона диффузионного переноса воды и пара, становится меньше, и из-за замедления скорости испарения происходит перегрев. В предельных случаях происходит так называемое поверхностное твердение, т.е. образование на поверхности жесткой корки, через которую вода и пар или абсорбированный воздух диффундируют
очень медленно. В случае поверхностного твердения остаточная влажность частицы составляет 10-30 %, на этой стадии белки, особенно казеин, очень чувствительны к нагреву и легко денатурируют, в результате образуется трудно растворимый порошок. Кроме того, аморфная лактоза становится твердой и почти непроницаемой для водяных паров, так что температура частицы возрастает еще больше, когда скорость испарения, т.е. коэффициент диффузии, приближается к нулю.

Поскольку внутри частицы остаются водяной пар и пузырьки воздуха, они перегреваются, и если температура окружающего воздуха достаточно высока, пар и воздух расширяются. Давление в частице возрастает, и она раздувается в шар с гладкой поверхностью, см. рисунок 7. Такая частица содержит множество вакуолей, см. рисунок 8. Если температура окружающего воздуха достаточно высока, частица может даже взорваться, но если этого и не произойдет, частица все равно имеет очень тонкую корку, около 1 мкм, и не выдержит механической обработки в циклоне или в системе транспортировки, так что она покинет сушилку с выбросным воздухом. (см. рисунок 9).

Рисунок 7 — Типичная частица после одноступенчатой сушкиРисунок 8 — Частица после распылительной сушки. Одноступенчатая сушкаРисунок 9 — Перегретая частица. Одноступенчатая сушка.

Если в частице мало пузырьков воздуха, то расширение даже при перегреве не будет слишком сильным. Однако перегрев в результате поверхностного твердения ухудшает качество казеина, что снижает растворимость порошка.

Если окружающая температура, т.е. температура на выходе из сушилки, поддерживается низкой, то низкой будет и температура частицы.

Температура на выходе определяется многими факторами, главные из которых:

  • содержание влаги в готовом порошке
  • температура и влажность сушильного воздуха
  • содержание сухих веществ в концентрате
  • распыление
  • вязкость концентрата

Содержание влаги в готовом порошке

Первый и важнейший фактор – это содержание влаги в готовом порошке. Чем ниже должна быть остаточная влажность, тем меньше требуемая относительная влажность воздуха на выходе, а это означает более высокую температуру воздуха и частиц.

Температура и влажность сушильного воздуха

Содержание влаги в порошке напрямую связано с влажностью воздуха на выходе, и увеличение подачи воздуха в камеру приведет к чуть большему увеличению расхода выходящего воздуха, так как из-за усиленного испарения в воздухе будет присутствовать больше влаги. Большую роль играет также содержание влаги в сушильном воздухе, и если оно велико, необходимо повысить температуру воздуха на выходе, чтобы компенсировать добавочную влагу.

Содержание сухих веществ в концентрате

Увеличение содержания сухих веществ потребует более высокой температуры на выходе, т.к. испарение идет медленнее (средний коэффициент диффузии меньше) и требует большей разности температур (движущей силы) между частицей и окружающим воздухом.

Распыление

Улучшение распыления и создание более тонкодисперсного аэрозоля позволяет снизить температуру на выходе, т.к. относительная поверхность частиц увеличивается. Из-за этого испарение протекает легче, и движущая сила может быть уменьшена.

Вязкость концентрата

Распыление зависит от вязкости. Вязкость возрастает с увеличением содержания белков, кристаллической лактозы и общего содержания сухих веществ. Нагрев концентрата (не забудьте о загустевании при старении) и увеличение скорости диска распылителя или давления форсунки позволяет решить эту проблему.

Общий КПД сушки выражается следующей приближенной формулой:

где: Ti — температура воздуха на входе; To — температура воздуха на выходе; Ta — температура окружающего воздуха

Очевидно, что для повышения эффективности распылительной сушки нужно либо увеличить температуру окружающего воздуха, т.е. подогревать отбираемый воздух, например, конденсатом из выпарного аппарата, либо увеличить температуру воздуха на входе, либо понизить температуру на выходе.

Зависимость ζ от температуры служит хорошим показателем эффективности работы сушилки, поскольку температура на выходе определяется остаточной влажностью продукта, которая должна соответствовать определенному стандарту. Высокая температура на выходе означает, что сушильный воздух используется не оптимально, например, из-за плохого распыления, плохого распределения воздуха, высокой вязкости и т.д.

У нормальной распылительной сушилки, обрабатывающей обезжиренное молоко (Ti = 200°C, To = 95°C), ζ ≈ 0,56.

Обсуждавшаяся до сих пор технология сушки относилась к установке с системой пневмотранспорта и охлаждения, в которой выгружаемый со дна камеры продукт высушен до требуемого содержания влаги. На этой стадии порошок теплый и состоит из слипшихся частиц, очень слабо связанных в большие рыхлые агломераты, образовавшиеся при первичной агломерации в факеле распыла, где частицы разного диаметра обладает разной скоростью и поэтому сталкиваются. Однако при прохождении через систему пневмотранспорта агломераты подвергаются механическому воздействию и рассыпаются на отдельные частицы. Этот тип порошка, (см. рисунок 10), можно охарактеризовать следующим образом:

  • отдельные частицы
  • высокая насыпная плотность
  • пыление, если это сухое обезжиренное молоко
  • не быстрорастворимый
Рисунок 10 — Микрофотография сухого обезжиренного молока из установки с пневмотранспортной системой

Двухступенчатая сушка

Температура частицы определяется температурой окружающего воздуха (температурой на выходе). Поскольку связанная влага трудно удаляется традиционной сушкой, температура на выходе должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить движущую силу (Δt, т.е. разность температур между частицей и воздухом), способную удалить остаточную влагу. Очень часто это ухудшает качество частиц, как обсуждалось выше.

Поэтому не удивительно, что была разработана совершенно иная технология сушки, предназначенная для испарения из таких частиц последних 2-10 % влаги.

Поскольку испарение на этой стадии из-за низкого коэффициента диффузии идет очень медленно, оборудование для досушивания должно быть таким, чтобы порошок оставался в нем длительное время. Такую сушку можно проводить в пневмотранспортной системе, используя горячий транспортирующий воздух для увеличения движущей силы процесса.

Однако, поскольку скорость в транспортном канале должна быть ≈ 20 м/с, для эффективной сушки потребуется канал значительной длины. Другая система, это так называемая “горячая камера” с тангенциальным входом для увеличения времени выдержки. По завершении сушки порошок отделяется в циклоне и поступает в другую пневмотранспортную систему с холодным или осушенным воздухом, где порошок охлаждается. После отделения в циклоне порошок готов к упаковке в мешки.

Другая система досушки – это аппарат VIBRO-FLUIDIZER, т.е. большая горизонтальная камера, разделенная приваренной к корпусу перфорированной пластиной на верхнюю и нижнюю секции. (рисунок 11). Для сушки и последующего охлаждения в распределительные камеры аппарата подается теплый и холодный воздух и равномерно распределяется по рабочей зоне специальной перфорированной пластиной, BUBBLE PLATE.

Рисунок 11 — Vibro-Fluidizer санитарной конструкции

Это дает следующие преимущества:

  • Воздух направляется вниз, к поверхности пластины, поэтому частицы движутся по пластине, которая имеет редкие, но большие отверстия и поэтому может долго работать без чистки. Кроме того, она очень хорошо освобождается от порошка.
  • Уникальный способ изготовления предотвращает образование трещин. Поэтому BUBBLE PLATE отвечает строгим санитарным требованиям и разрешена USDA.

Размер и форма отверстий и расход воздуха определяются скоростью воздуха, необходимой для псевдоожижения порошка, которая в свою очередь определяется свойствами порошка, такими как содержание влаги и термопластичность.

Температура определяется требуемым испарением. Размер отверстий выбирается так, чтобы скорость воздуха обеспечивала псевдоожижение порошка на пластине. Скорость воздуха не должна быть слишком большой, чтобы агломераты не разрушались от истирания. Однако невозможно (а иногда и не желательно) избежать уноса некоторых (особенно мелких) частиц из псевдоожиженного слоя с воздухом. Поэтому воздух должен пройти через циклон или рукавный фильтр, где частицы отделяются и возвращаются в процесс.

Это новое оборудование позволяет бережно испарить из порошка последние проценты влаги. Но это означает, что распылительную сушилку можно эксплуатировать способом, отличным от описанного выше, при котором выходящий из камеры порошок имеет влажность готового продукта.

Преимущества двухступенчатой сушки можно резюмировать следующим образом:

  • более высокая производительность на кг сушильного воздуха
  • повышенная экономичность
  • лучшее качество продукта:
  1.  хорошая растворимость
  2.  высокая насыпная плотность
  3.  низкое содержание свободного жира
  4.  низкое содержание абсорбированного воздуха
  • Меньшие выбросы порошка

Ожиженный слой может быть либо виброкипящим слоем поршневого типа (VibroFluidizer), либо неподвижным псевдоожиженным слоем обратного смешивания.

Двухступенчатая сушка в аппарате Vibro-Fluidizer (поршневой поток)

В аппарате Vibro-Fluidizer весь псевдоожиженный слой вибрирует. Перфорации в пластине сделаны так, чтобы сушильный воздух направлялся вместе с потоком порошка. Для того чтобы перфорированная пластина не вибрировала с собственной частотой, она установлена на специальных опорах. (см. рисунок 12).

Рисунок 12 — Распылительная сушилка с аппаратом Vibro-Fluidizer для двухступенчатой сушки

Распылительная сушилка работает с меньшей температурой на выходе, что приводит к увеличению влагосодержания и снижению температуры частиц. Влажный порошок выгружается самотеком из сушилной камеры в Vibro-Fluidizer.

Существует, однако, предел снижения температуры, так как из-за возросшей влажности порошок становится липким даже при меньшей температуре и образует комки и отложения в камере.

Обычно применение аппарата Vibro-Fluidizer позволяет снизить температуру на выходе на 10-15 °С. Это приводит к гораздо более мягкой сушке, особенно на критической стадии процесса (от 30 до 10 % влажности), усыхание частиц (см. рисунок 13) не прерывается поверхностным твердением, так что условия сушки близки к оптимальным. Более низкая температура частиц отчасти обусловлена более низкой температурой окружающего воздуха, но также и более высоким содержанием влаги, так что температура частиц оказывается близкой к температуре смоченного термометра. Это, естественно, положительно сказывается на растворимости готового порошка.

Рисунок 13 — Типичная частица после двухступенчатой сушки

Уменьшение температуры на выходе означает более высокий КПД сушильной камеры в силу увеличения Δt. Очень часто сушку проводят при более высокой температуре и при более высоком содержании сухих веществ в сырье, что еще больше повышает КПД сушилки. При этом, конечно, возрастает и температура на выходе, но повышенное содержание влаги снижает температуру частиц, так что перегрев и поверхностное твердение частиц не происходят.

Опыт показывает, что температура сушки может достигать 250 °С или даже 275 °С при сушке обезжиренного молока, что поднимает КПД сушки до 0,75.

Частицы, достигающие дна камеры, имеют более высокую влажность и более низкую температуру, чем при традиционной сушке. Со дна камеры порошок попадает непосредственно в сушильную секцию аппарата Vibro-Fluidizer и немедленно ожижается. Любая выдержка или транспортирование приведут к слипанию теплых влажных термопластичных частиц и образованию трудно разрушаемых комков. Это снизило бы эффективность сушки в аппарате Vibro-Fluidizer и часть готового порошка имела бы слишком высокую влажность, т.е. качество продукта пострадало бы.

Самотеком поступает в Vibro-Fluidizer только порошок из сушильной камеры. Мелочь из основного циклона и из циклона, обслуживающего Vibro-Fluidizer, (или из моющегося рукавного фильтра) подается в Vibro-Fluidizer транспортной системой.

Поскольку эта фракция представлена частицами меньшего размера, чем порошок из сушильной камеры, влажность частиц меньше, и они не требуют той же степени вторичной сушки. Очень часто они являются достаточно сухими, тем не менее, их обычно подают в последнюю треть секции сушки аппарата Vibro-Fluidizer, чтобы гарантировать требуемое содержание влаги в продукте.

Точку выгрузки порошка из циклона не всегда можно расположить непосредственно над аппаратом Vibro-Fluidizer, чтобы порошок поступал в секцию сушки самотеком. Поэтому для перемещения порошка часто применяют нагнетательную пневмотранспортную систему. Нагнетательная пневмотранспортная система позволяет легко доставить порошок в любую часть установки, поскольку транспортная линия обычно представлена 3-х или 4-х дюймовой молочной трубой. Система состоит из воздуходувки с малым расходом и высоким давлением и продувного клапана, и обеспечивает сбор и транспортировку порошка, см. рисунок 14. Количество воздуха невелико относительно количества транспортируемого порошка (всего 1/5).

Рисунок 14 — Нагнетательная пневмотранспортная система между аппаратом Vibro-Fluidizer и бункерами

Небольшая часть этого порошка опять уносится воздухом из аппарата Vibro-Fluidizer, а затем транспортируется из циклона обратно в Vibro-Fluidizer. Поэтому, если не предусмотреть специальных устройств, при останове сушилки требуется определенное время для прекращения такой циркуляции.

Например, можно установить в транспортной линии распределительный клапан, который будет направлять порошок в самую последнюю часть аппарата Vibro-Fluidizer, откуда он будет выгружен за несколько минут.

На заключительном этапе порошок просеивается и упаковывается в мешки. Поскольку порошок может содержать первичные агломераты, рекомендуется направлять его в бункер посредством еще одной нагнетательной пневмотранспортной системы, чтобы увеличить насыпную плотность.

Общеизвестно, что при испарении воды из молока расход энергии на кг выпаренной воды увеличивается с приближением остаточной влаги к нулю. (рисунок 15).

Рисунок 15 — Расход энергии на кг испаренной воды как функция остаточной влажности

Эффективность сушки зависит от температуры воздуха на входе и выходе.

Если расход пара в выпарном аппарате составляет 0,10-0,20 кг на кг испаренной воды, то в традиционной одноступенчатой распылительной сушилке он равен 2,0-2,5 кг на кг испаренной воды, т.е. в 20 раз выше, чем в выпарном аппарате. Поэтому всегда предпринимались попытки увеличить содержание сухих веществ в упаренном продукте. Это означает, что выпарной аппарат будет удалять большую долю воды, а расход энергии снизится.

Конечно, это слегка увеличит расход энергии на кг испаренной воды в распылительной сушилке, но общий расход энергии снизится.

Указанный выше расход пара на кг испаренной воды – это средний показатель, поскольку расход пара в начале процесса гораздо ниже, чем в конце сушки. Расчеты показывают, что для получения порошка с влажностью 3,5 % требуется 1595 ккал/кг порошка, а для получения порошка с влажностью 6 % — только 1250 ккал/кг порошка. Другими словами, последний этап испарения требует приблизительно 23 кг пара на кг испаренной воды.

Рисунок 16 — Коническая часть распылительной сушилки присоединенный к ней Vibro-Fluidizer

Таблица иллюстрирует эти расчеты. Первый столбец отражает рабочие условия в традиционной установке, где порошок из сушильной камеры направляется в циклоны системой пневмотранспорта и охлаждения. Следующий столбец отражает рабочие условия в двухступенчатой сушилке, в которой сушка от 6 до 3,5 % влажности осуществляется в аппарате Vibro-Fluidizer. Третий столбец представляет двухступенчатую сушку при высокой температуре на входе.

Таблица 1- Системы сушки

Из показателей, отмеченных знаком *), находим:    1595 – 1250 = 345 ккал/кг порошка

Испарение на кг порошка составляет: 0,025 кг ( 6 % — 3,5 % + 2,5 %) 

Значит, расход энергии на кг испаренной воды равен: 345/0,025 = 13,800  ккал/кг, что соответствует 23 кг греющего пара на кг испаренной воды.

В аппарате Vibro-Fluidizer средний расход пара составляет 4 кг на кг испаренной воды, естественно, он зависит от температуры и расхода сушильного воздуха. Даже если расход пара в аппарате Vibro-Fluidizer вдвое выше, чем в распылительной сушилке, расход энергии на испарение того же количества воды все равно оказывается гораздо ниже (поскольку время обработки продукта составляет 8-10 минут, а не 0-25 секунд, как в распылительной сушилке). И при этом производительность такой установки больше, качество продукта выше, выбросы порошка ниже, а функциональные возможности шире.

Двухступенчатая сушка с неподвижным псевдоожиженнымслоем (с обратным смешением)

Для улучшения КПД сушки, температура воздуха на выходе To при двухступенчатой сушке уменьшена до того уровня, при котором порошок с содержанием влаги 5-7 % становится липким и начинает оседать на стенках камеры.

Однако создание псевдоожиженного слоя в конической части камеры обеспечивает дальнейшее усовершенствование процесса. Воздух для вторичной сушки подается в камеру под перфорированной пластиной, через которую распределяется по слою порошка. Такой тип сушилки может работать в режиме, при котором первичные частицы высыхают до влажности 8-12 %, что соответствует температуре воздуха на выходе 65-70 °С. Такая утилизация сушильного воздуха позволяет значительно уменьшить размеры установки при той же производительности сушилки.

Сухое молоко всегда считалось трудным для псевдоожижения. Однако пластина специальной запатентованной конструкции, см. рисунок 17, обеспечивает движение воздуха и порошка в том же направлении, в котором движется первичный сушильный воздух. Эта пластина при условии правильного выбора высоты слоя и скорости начала псевдоожижения позволяет создавать статический псевдоожиженный слой для любого выработанного из молока продукта.

 

Рисунок 17 — Перфорированная пластина для направленной подачи воздуха (BUBBLE PLATE)

Выпускаются аппараты со статическим псевдоожиженным слоем (SFB) трех конфигураций:

  • с кольцевым псевдоожиженным слоем (сушилки Compact)
  • с циркуляционным псевдоожиженным слоем (сушилки MSD)
  • с комбинацией таких слоев (сушилки IFD)
Рисунок 18 — Компактная распылительная сушилка (CDI)Рисунок 19 — Многоступенчатая распылительная сушилка (MSD)

Кольцевой псевдоожиженный слой (сушилки Compact)

Кольцевой псевдоожиженный слой обратного смешения располагается в нижней части конуса традиционной сушильной камеры вокруг центральной трубы отвода отработанного воздуха. Таким образом, в конической части камеры нет деталей, мешающих потоку воздуха, и это вместе со струями, выходящими из псевдоожиженного слоя, предотвращает образование отложений на стенках конуса даже при обработке липких порошков с высоким содержанием влаги. Цилиндрическая часть камеры защищена от отложений системой обдува стенок: небольшое количество воздуха тангенциально подается с высокой скоростью через сопла специальной конструкции в том же направлении, в котором закручивается первичный сушильный воздух.

В силу вращения воздушно-пылевой смеси и возникающего в камере эффекта циклона только небольшое количество порошка уносится отработанным воздухом. Поэтому доля порошка, попадающего в циклон или моющийся рукавный фильтр, так же как и выбросы порошка в атмосферу, для этого типа сушилок снижены.

Порошок непрерывно выгружается из псевдоожиженного слоя, перетекая через перегородку регулируемой высоты, таким образом поддерживается определенный уровень псевдоожиженного слоя.

Из-за низкой температуры воздуха на выходе эффективность сушки значительно увеличена по сравнению с традиционной двухступенчатой сушкой см. таблицу.

После выхода из сушильной камеры порошок может охлаждаться в пневмотранспортной системе см. рисунок 20. Образующийся порошок состоит из отдельных частиц и имеет такую же или лучшую насыпную плотность, чем полученный двухступенчатой сушкой.

Рисунок 20 — Компактная распылительная сушилка с пневмотранспортной системой (CDP)

Продукты, содержащие жир, следует охлаждать в виброожиженном слое, в котором одновременно осуществляется агломерация порошка. В этом случае фракция мелочи возвращается из циклона в распылитель для агломерации. (см. рисунок 21).

Рисунок 21 — Компактная распылительная сушилка с аппаратом Vibro-Fluidizer в качестве агломератора-инстантизатора (CDI)

Циркуляционный псевдоожиженный слой (сушилки MSD)

Для еще большего повышения КПД сушки без создания проблем с налипанием отложений была разработана совершенно новая концепция распылительной сушилки — MultiStage Dryer (многоступенчатая сушилка), MSD.

В этом аппарате сушка выполняется в три ступени, каждая из которых приспособлена к характерной для нее влажности продукта. На ступени предварительной сушки концентрат распыляется прямоточными форсунками, расположенными в канале горячего воздуха.

Воздух подается в сушилку вертикально с высокой скоростью через воздухораспределитель, который обеспечивает оптимальное смешивание капель с сушильным воздухом. Как уже отмечалось, на этой испарение протекает мгновенно, пока капли движутся вертикально вниз через сушильную камеру специальной конструкции. Содержание влаги в частицах снижается до 6-15 %, в зависимости от типа продукта. При такой высокой влажности порошок обладает высокой термопластичностью и липкостью. Поступающий с высокой скоростью воздух создает эффект Вентури, т.е. подсасывает окружающий воздух и увлекает мелкие частицы во влажное облако вблизи распылителя. Это приводит к “спонтанной вторичной агломерации”. Поступающий снизу воздух имеет достаточную скорость для псевдоожижения слоя осевших частиц, а его температура обеспечивает вторую ступень сушки. Воздух, выходящий из этого псевдоожиженного слоя возвратного смешивания, вместе с отработанным воздухом первой ступени сушки выходит из камеры сверху и подается в первичный циклон. Из этого циклона порошок возвращается в псевдоожиженный слой обратного смешивания, а воздух подается во вторичный циклон для конечной очистки.

Когда влажность порошка снижается до определенного уровня, он выгружается через роторный затвор в Vibro-Fluidizer для завершающей сушки и последующего охлаждения.

Сушильный и охлаждающий воздух из аппарата Vibro-Fluidizer проходит через циклон, где от него отделяется порошок. Этот мелкий порошок возвращается в распылитель, в коническую часть камеры (в статический псевдоожиженный слой) или в Vibro-Fluidizer. В современных сушилках циклоны заменяются рукавными фильтрами с СИП.

В установке образуется грубодисперсный порошок, что обусловлено “спонтанной вторичной агломерацией” в облаке распылителя, где постоянно поднимающиеся снизу сухие мелкие частицы налипают на полусухие частицы, образуя агломераты. Процесс агломерации продолжается, когда распыленные частицы вступают в контакт с частицами псевдоожиженного слоя. (см. рисунок 22).

Такую установку можно эксплуатировать при очень высокой температуре воздуха на входе (220-275 °С) и чрезвычайно коротком времени контакта, достигая, тем не менее, хорошей растворимости порошка. Такая установка очень компактна, что снижает требования к размерам помещения. Это, а также сниженная за счет более высокой температуры на входе стоимость эксплуатации (на 10-15 % меньше по сравнению с традиционной двухступенчатой сушкой), делает такое решение очень привлекательным, особенно для агломерированных продуктов.

Рисунок 22 — Многоступенчатая распылительная сушилка (MSD)

Распылительная сушка с встроенными фильтрами и псевдоожиженными слоями (IFD)

Запатентованная конструкция сушилки с встроенным фильтром, (рисунок 23), использует проверенные системы распылительной сушки, такие как:

  • Система подачи с подогревом, фильтрованием и гомогенизацией концентрата, оборудованная высоконапорными насосами. Оборудование такое же, как в традиционных распылительных сушилках.
  • Распыление производится либо струйными форсунками, либо атомайзером. Струйные форсунки применяются, в основном, для жирных или продуктов с высоким содержанием белка, а роторные распылители – для любых продуктов, и особенно тех, которые содержат кристаллы.
  • Сушильный воздух фильтруется, нагревается и распределяется устройством, которое создает вращающийся или вертикальный поток.
  • Сушильная камера сконструирована так, чтобы обеспечить максимальную гигиеничность и предельно снизить потери тепла, например, благодаря использованию съемных
    пустотелых панелей.
  • Встроенный псевдоожиженный слой представляет собой комбинацию слоя обратного смешения для сушки и слоя поршневого типа для охлаждения. Аппарат с псевдоожиженным слоем – полностью сварной и не имеет полостей. Между слоем обратного смешения и окружающим его слоем поршневого типа имеется воздушный зазор для предотвращения переноса теплоты. Здесь используются новые запатентованные пластины Niro BUBBLE PLATE.
Рисунок 23 — Сушилка с встроенным фильтром

Система удаления воздуха, при всей революционной новизне, основана на тех же принципах, что и рукавный фильтр Niro SANICIP Мелочь собирается на фильтрах, встроенных в сушильную камеру. Рукава фильтра опираются на сетки из нержавеющей стали, прикрепленные к потолку по окружности сушильной камеры. Эти фильтрующие элементы очищаются обратной продувкой, как и фильтр SANICIP™.

Рукава продуваются по одному или по четыре за раз струей сжатого воздуха, которая подается в рукав через сопло. Это обеспечивает регулярное и частое удаление порошка, который падает в псевдоожиженный слой.

Здесь используется тот же фильтрующий материал, что и в рукавном фильтре SANICIP™, и обеспечивается такой же расход воздуха на единицу площади материала.

Сопла обратной продувки выполняют две функции. При работе сопло служит для продувки, а при безразборной мойке через него подается жидкость, промывающая рукава изнутри наружу, к грязной поверхности. Чистая вода впрыскивается через сопло обратной продувки, распыляется сжатым воздухом по внутренней поверхности рукава и выдавливается наружу. Эта запатентованная схема очень важна, поскольку промывкой снаружи очистить фильтрующий материал очень трудно или невозможно.

Для чистки нижней стороны потолка камеры вокруг рукавов применяются форсунки специальной конструкции, также играющие двойную роль. Во время сушки через форсунку подается воздух, предотвращающий отложения порошка на потолке, а при мойке она используется как обычная CIP-форсунка. Камера чистого воздуха очищается стандартной форсункой безразборной мойки.

Преимущества установки IFD™

Продукт

  • Более высокий выход первосортного порошка. В традиционных сушилках с циклонами и рукавными фильтрами из фильтров собирается продукт второго сорта, доля которого составляет приблизительно 1 %.
  • Продукт не подвергается механическому воздействию в каналах, циклонах и рукавных фильтрах, устраняется необходимость в возврате мелочи из внешних сепараторов, поскольку распределение потоков внутри сушилки обеспечивает оптимальную первичную и вторичную агломерацию.
  • Качество продукта улучшается, поскольку установка IFD™ может работать при более низкой температуре воздуха на выходе, чем традиционная распылительная сушилка. Это означает, что можно достичь более высокой производительности сушки на кг воздуха.

Безопасность

  • Система защиты проще, поскольку весь процесс сушки протекает в одном аппарате.
  • Защиты требует меньшее число компонентов.
  • Стоимость обслуживания ниже

Проектирование

  • Более простая установка
  • Меньшие размеры здания
  • Более простая опорная конструкция

Защита окружающей среды

  • Меньшая возможность утечки порошка внутрь рабочей зоны
  • Более простая очистка, так как площадь контакта оборудования с продуктом сокращена.
  • Меньший объем стоков при безразборной мойке
  • Меньший выброс порошка, до 10-20 мг/нм3.
  • Экономия энергии до 15 %
  • Меньший уровень шума в связи с меньшим падением давления в вытяжной системе

nomnoms.info

Как делают сухое молоко, его состав, польза и вред

Сухое молоко — это растворимый порошок, получаемый высушиванием нормализованного пастеризованного коровьего молока. Изготовление сухого молока обусловлено более длительным сроком хранения данного продукта по сравнению с обычным молоком.
Существует также быстрорастворимое сухое молоко.
Обычно разводится в теплой воде и употребляется в качестве привычного напитка, сохраняя многие полезные свойства свежего пастеризованного молока. Имеет широкое применение в кулинарии. Входит в состав многих видов детских молочных смесей.


Производство сухого молока

Наверное, не каждый из нас знает, как делают сухое молоко. Впервые о данном продукте стало известно еще в далеком 1832 году, когда русский химик М. Дирчов основал первое производство сухого молока. Настоящее сухое молоко должно быть изготовлено из натурального коровьего. Процесс представляет собой несколько этапов. Сначала молоко нормализуют до нужной жирности, пастеризуют и сгущают в аппаратах с высоким давлением. Далее гомогенизируют полученную смесь и высушивают в специальных устройствах при температурах 150-180 градусов. В итоге остается белый порошок – это и есть сухое молоко, вернее его сухой остаток, потерявший 85 % своего объема (воду).
Единственным преимуществом такого продукта перед цельным молоком является возможность его длительного хранения. Плюс ко всему он занимает мало места, что очень важно при транспортировке.
Состав сухого молока такой же, как и у цельного, просто в нем нет воды. Сухое молоко производится в соответствии с ГОСТ 4495—87 «Молоко цельное сухое» и ГОСТ Р 52791-2007 «Консервы молочные. Молоко сухое. Технические условия».

Состав сухого молока

Сухое молоко бывает цельным (СЦМ) или обезжиренным (СОМ). Эти две разновидности сухого молока различаются процентным содержанием веществ.

Цельное молоко:

Жиры (%) - 25
Белки (%) - 25,5
Молочный сахар (%) - 36,5
Минеральные вещества (%) - 9
Влажность (%) - 4
Калорийность на 100 г - 1567 кДж (373 кКал)

Обезжиренное молоко:

Жиры (%) - 1
Белки (%) - 36
Молочный сахар (%) - 52
Минеральные вещества (%) - 6
Влажность (%) - 5
Калорийность на 100 г - 1567 кДж (373 кКал)

Срок хранения сухого цельного молока меньше чем обезжиренного, так как жиры подвержены порче — прогорканию. Оно должно храниться при t от 0 до 10 °C и относительной влажности воздуха не выше 85 % до 8 месяцев со дня выработки.
Быстрорастворимое сухое молоко получают путем смешивания цельного и обезжиренного сухого молока. Смесь увлажняют паром, после чего она слипается в комки, которые потом снова сушат.

При правильном получении состав сухого молока сохраняет большую часть витаминов и почти все минеральные компоненты.
В 100 граммах его содержатся (в скобках — содержание в свежем молоке):

- витамин А в количестве 0,013 мг (0,02 мг)
- витамин В1 в количестве 0,01 мг (0,04 мг)
- витамин В2 — 0,02 мг (0,15 мг)
- витамин С — 0,4 мг (1,3 мг)

Кроме того, в состав сухого молока входят кальций, магний, фосфор, натрий, калий и другие макроэлементы, обеспечивающие комплексную поддержку всех систем организма.

Если при производстве сухого молока часть витаминов распадается из-за температурной обработки сырья, то минеральные компоненты не боятся термической обработки и сохраняются в молочном порошке в тех же количествах, что находились и в свежем молоке.
Неудивительно, что сухое молоко вполне может использоваться как замена свежему. Оно полезно тем, что наполняет организм энергией, кальцием и витаминами, легко усваивается и слабо влияет на общую реакцию пищеварительного тракта. Восстановленное молоко можно употреблять больным диабетом и гастроэнтерологическими заболеваниями.
Кроме того, входящий в состав сухого молока витамин В12 необходим тем, кто добровольно отказывается от употребления мяса. Очевидные полезные свойства сухого молока проявляются и в том, что приготовление из него напитка не требует кипячения: при сгущении и сушке оно уже проходит пастеризацию, уничтожающую различные бактерии.
Недостатками можно считать только свойство вызывать аллергические реакции у тех, кто не переносит свежее молоко, и пониженное количество витаминов при достаточно высокой энергетической ценности. Такой дисбаланс может приводить к набору лишнего веса.


Чем вредно сухое молоко

Из-за сушки с высокими температурами в сухом молоке образуются вредные оксистеролы.
Из-за этого сухое молоко запрещено в ряде стран.
Гомогенизация - тоже не самый полезный процесс, во время которого происходит перемешивание ротором диспегидратора и воздействие давлением 5-400 атмосфер через гомогенизатор.
Вся еда, которая готовится под давлением, вредна для человека. А под таким огромным давлением тем более.
Использование сушилок с высокими температурами, позволяющих производить максимум продукции в единицу времени, практически не оставляет в сухом молоке витаминов.
Поэтому многие люди сухое молоко считают вредным. Репутацию сухого молока как полезного продукта сегодня портят и различные подделки, в которые добавляется соя, крахмал и сахара.
Назвать такую смесь молоком уже нельзя, и чтобы в магазине не приобрести некачественный продукт, необходимо тщательно проверять, что молоко соответствует ГОСТу, а не техническим условиям, и читать информацию о составе на упаковке продукта.

Как применять сухое молоко в кулинарии

Сухое молоко получило очень широкое распространение в кулинарии и десертном деле.
Добавляемое в выпечку, оно обеспечивает более плотную консистенцию конечного изделия, а в составе различных кремов и паст обеспечивает долгое хранение готового продукта. Очень часто оно применяется для восстановления напитка.
Порошок достаточно просто смешать в нужных пропорциях с водой, чтобы получить жидкое молоко, мало отличимое на вкус и запах от цельного пастеризованного.
При получении сухого молока иногда используются вальцовые сушилки. В рабочем процессе стенки таких сушилок нагреваются, а молоко при соприкосновении с ними карамелизуется. Именно поэтому сухое молоко часто имеет «конфетный» запах.
На основе сухого молока готовят различные детские смеси и корма для подкормки домашних животных. В некоторых случаях этот напиток легче усваивается организмом ребенка, чем свежее материнское молоко. Сухое молоко можно даже заквасить для приготовления йогурта.
Также многие хозяйки добавляют сухое молоко в цельное для густоты. Сегодня недобросовестными производителями часто под видом цельного пастеризованного молока выпускается восстановленное из порошка.


Чтобы избежать такого обмана, при покупке необходимо тщательно читать состав продукта. На нем должно быть указано только цельное коровье молоко.

tyatya.ru

7.1 Производство сухого цельного молока

В сухом молоке , выходящего после сушки должно содержаться: воды 2-2,5 %, жира 26-26,5 %; молочного сахара 47-54 % для обезжиренного и 36-40 % для цельного молока, белка 34 %; минеральных веществ 5,8-6,2 %. В продукте, расфасованном в потребительскую тару, допускается увеличение влажности до 4 %, а для обезжиренного молока расфасованного в транспортную тару - до 5 %. Растворимость сухого молока пленочной сушки около 80-85%, а сухого молока распылительной сушки 97-98 %. При этом индекс растворимости для молока, фасуемого в потребительскую тару, не более 0,2 (для обезжиренного) и 0,1 (для цельного) мл сырого осадка, фасуемого в транспортную тару, не более 0,2 мл сырого осадка.

Калорийность 1кг сухого цельного молока составляет 5300-5500 ккал/кг.

Восстановленное сухое молоко почти не уступает натуральному. Усвояемость белков сухого молока пленочной сушки составляет 94,6 %; жира - 96 %, углеводов - 99-99,5 %.

Технологический процесс производства сухого молока включает следующие операции:приемку, очистку, стандартизацию, пастеризацию, гомогенизацию, предварительное сгущение и сушку.

Приемка, оценка качества молока и очистканичем по существу не отличаются от ранее рассмотренного процесса выработки сгущенного молока.

Стандартизациюпроводят с расчетом, чтобы готовый продукт удовлетворял требованиям стандарта, по которому допускается 4-5 % влаги, 25-26,5 % жира, кис­лотность восстановленного молока не выше 21 °Т.

Предварительная тепловая обработка молокаобусловливается не только необходимостью уничтожить микроорганизмы, но и целью: исключить пригорание молока к горячей поверхности,с которой оно соприкасается при выпаривании в вакуум-аппарате. Исходя из этого, следовало бы стремиться к высоким температурам пастеризации. Однако при высоких температурах обработки молока белки теряют обратимость.Кроме того, частично выпадают солии образуются плохо растворимые аминосахара,что ведет к снижению растворимости молочного порошка.

При пленочной сушкетемпература горячей металлической поверхности, с которой соприкасается пастеризованное молока в течение 2-10сек, составляет 90-112 °С. Следовательно, молоко вторично нагревается, при этом погибает остаточная и вторичная микрофлора. При распылительной сушкетемпература молока снижается до75-80 °С.Поэтому при распылительной сушкемолоко можно пастеризовать при 90-95 °Сили 110-149 °С(без выдержки) для разрушения липазы, а для пленочной сушки - при 75 °С.

Перед сушкой обычно проводят сгущение,что обусловливается соображениямиэкономического и технологического характера:

- Поскольку коэффициент теплопередачи у воздуха ниже, чем у металлической поверхности вакуум-аппарата, выгодно применять последние (вакуум аппараты) для начального высушивания.

  • Удельный расход энергии (в квт на 1 кг выпаренной влаги) в распылительных сушилках выше, чем в вакуум-аппаратах. В распылительных сушилках - 0,08-0,15 квт/кг. В вакуум-аппаратах с использованием вторичного пара - 0,006-0,004 квт/кг.

  • Удельный расход пара (в кг на 1кг выпаренной влаги). В распылительных сушилках - 3-3,5 кг/кг. В вакуум установках однокорпусных с термокомпрессией - 0,55- 0,65 кг/кг; В двухкорпусных с термокомпрессией- 0,45-0,55 кг/кг.

Кроме того,при высушивании предварительно сгущенного сырья сокращается расход топлива, увеличивается пропускная способность сушилки. В результате сушки распылительным способомбез предварительного сгущения получается тонкий, пористый хлопьевидный порошок, который быстро увлажняется, занимает относительно больший объём, что увеличивает расход на тару, хуже улавливается фильтрами, вследствие чего возникают потери, а, следовательно, и увеличиваются затраты сырья на единицу готового продукта.

В результате сушки без предварительного сгущения на барабанной сушилке используется не вся поверхность вальцев, получается пористый гигроскопический порошок, нестойкий при хранении.Высушивание на барабанных сушилках без предварительного сгущения оправдывается лишь в том случае, если используется сбросное тепло. Таким образом, предварительное сгущение способствует увеличению производительности сушилки.От степени сгущения молока зависят скорость сушки и качество готового продукта. Однако при значительном повышении степени сгущения снижается растворимость продукта, т.к. повышается вероятность столкновения и агрегирования частиц белка.

Перед сгущением в вакуум-аппарате, пастеризованное молоко фильтруют. Оптимальная степень сгущения молока в циркуляционном вакуум-аппарате 43-48 %, в аппаратах работающих по принципу падающей пленки 52-54% сухих веществ. Продолжительность сгущения 50 мин в аппарате циркуляционного типа и 3-4 мин в аппарате с падающей пленкой.

Температура сгущения молока в зависимости от типа аппарата:

Циркуляционный двухкорпусной аппарат:

I корпус - 68-70 °С, II корпус - 50-52 °С;

Трехкорпусной аппарат, с падающей пленкой:

I корпус - 72-75 °С, II корпус - 60-65 °С, III корпус - 44-48°С.

Четырехкорпусной аппарат с падающей пленкой:

I корпус 74-80 °С, II корпус 68-73 °С, III корпус 56-62°С, 1У-корпус 42-46 °С.

При выработке обезжиренного сухого молока или пахты на вальцевых сушилках сгущение заканчивают при массовой доле сухих веществ 30-32 %.

При выработке цельного сухого молока распылительным способомконцентрация сухих веществ сгущенного молока составляет 50-55 %.

С целью уменьшения массовой доли "свободного жира" в сухом продукте в 2-3 раза, сгущенное молоко или сливки гомогенизируютпри температуре выпуска из вакуум- выпарного аппарата. Оптимальная температура гомогенизации 55-60 °С.Давление гомогенизации на одноступенчатом гомогенизаторе 10-15 МПа,на двухступенчатом гомогенизаторе в I ступени 11,5-12,5 МПа,на П ступени 2,5-3 МПа.

studfiles.net

Производство сухого молока в пищевой промышленности

Оборудование на заказ

Мы осуществляем производство и поставки оборудования под заказ на территории России, Украины, Белоруссии, Казахстана, Молдавии, Азербайджана, Грузии, Латвии, Финляндии, Греции, Польши.

Телефоны: +38 (067) 535-53-31; +38 (067) 531-64-92; +38 (0536) 79-28-87 E-mail: [email protected] Заказать

Сухое молоко - один из многочисленных продуктов, получаемых в результате переработки натурального молока. Оно обладает прекрасными качественными характеристиками и имеет широкую сферу применения. Этот продукт не содержит в своем составе веществ немолочного происхождения и производится путем высушивания свежего молока в специальных установках.

Мастер Милк предлагает лучшее пищевое оборудование в СНГ и Европе. Мы решаем любые производственные задачи пищевой промышленности!

Весь список оборудования для производства сухого молока.

В цельном молоке содержится около 87,5% воды и всего лишь 12,5% сухого вещества, состоящего из молочных жиров и сахаров, белков, витаминов и минералов. Чтобы получить сухой молочный порошок, сырье необходимо подвергнуть определенной последовательности процессов подготовки, очистки, нормализации, пастеризации, сгущения, гомогенизации и сушки, на каждом из которых используется специальное оборудование.

Технология производства сухого молока

  1. На этапе подготовки молоко очищают от примесей с помощью специальных фильтров, затем нормализуют для установления требуемой жирности. Далее молоко подвергается пастеризации, в процессе которой уничтожаются вредные микроорганизмы.
  2. Пастеризованное молоко охлаждается и направляется в вакуумно-выпарную установку, где происходит его дальнейшее сгущение до состояния, при котором массовая доля сухого вещества составляет около 40%.
  3. Следующий этап производства сухого молока - гомогенизация, в процессе которого масса приобретает однородную консистенцию. Гомогенизированное сгущенное молоко подают в сушильную камеру, где оно превращается в порошок. Сухой молочный порошок просеивается и подается на фасовочное оборудование, где фасуется и упаковывается в подготовленную тару.
  4. Полученный таким образом концентрат можно использовать для приготовления напитков, в кондитерской и хлебобулочной отрасли, для производства восстановленного молока и молочных продуктов, мороженого, детского питания. К тому же, его срок хранения гораздо выше, чем у обычного молока.

mastermilk.com

об использовании сухого молока в производстве молочной продукции

Заведующая лабораторией технохимического контроля ФГБНУ «ВНИМИ» Елена Юрова рассказала, какой объем продукции в России производится с использованием сухого молока, и для чего нужен этот компонент.
 

«До недавнего времени считалось, что около 30% цельномолочной продукции вырабатывается из сухого молока или с его добавлением. В летнее-осенний период эта цифра снижалась до 20%. Сейчас ситуация немного изменилась, так как переработчики снижают применение сухого молока в производстве, но количество сухого молока в сыром молоке увеличилось в разы. Ранее это было не выгодно, но снижение цен на сухое молоко привело к увеличению его внесений в сырое молоко, и это настоящая проблема для перерабатывающих предприятий.

В России сухое молоко добавляют для повышения массовой доли белка, если это необходимо по технологии. Так, официально разрешено использовать сухое молоко при производстве йогурта. Кефирный продукт может быть выработан и из сухого молока, причем на 100%. Еще один молочный продукт, который производится с использованием сухого молока, это мороженое.

Для питьевого молока категорически запрещено применение сухого молока в производстве, иначе продукт будет называться: «молочный напиток» или «восстановленное» молоко. Для всех остальных продуктов – для нормализации, то есть для увеличения белка в том случае, если молоко сырье пришло с низким белком – в зимний сезон, например. То есть законодательство не запрещает использование. Главное – указать это в маркировке продукта.

Сухое молоко традиционно используется в северных регионах РФ, куда сложно доставить свежее молоко. И если в летний период там уменьшают процент сухого молока в «молочке», то зимой эти регионы переходят на производство молочной продукции с использование сухого молока.

Сухое молоко используют для производства функциональных продуктов, созданных для определенных категорий людей. Например, есть питание для пожилых людей, в организме которых недостаточно ферментов способных расщепить белок и необходимо вводить в продукт пищевые добавки и различные компоненты для обогащения, в том числе кисломолочные бактерии, что позволяет  улучшать усвоение молока организмом.

И, наконец, сухое молоко производят для резервного хранения на случай чрезвычайных ситуаций.

Если говорить о международной практике, в частности, о Европе, то там достаточно жесткие ограничения по использованию сухого молока в производстве продуктов питания. Так, сухое молоко может применяться в переработке пищевой продукции, только если оно имеет определенные характеристики по классу теплообработки, так называемому тепловому классу. Согласно данному параметру все сухое молоко разделяется по тепловому числу и тепловому классу. И если молоко отнесено к молоку класса высокотемпературной обработки, то его разрешено использовать только на корм животным или в промпереработку.

У нас требования по тепловому классу и тепловому числу не внедрены до сих пор. Однако многие предприятия, которые используют сухое молоко в своем производстве для выработки продуктов специального назначения или функциональных продуктов, например, для продуктов детского питания, учитывают такой показатель как степень термообработки и так называемый класс молока. Они оценивают качество сухого молока и это важно, так как гарантирует производство безопасных и качественных продуктов.

Возможно, предвзятое отношение к сухому молоку связано с тем, что люди убеждены, что если с молоком что-то сделали, то это всегда плохо. То есть если его высушили, то это обязательно какая-то химия. Но это не соответствует действительности.

При производстве сухого молока технология должна быть прозрачна. Главное – выпарить влагу и оставить все, что природа создала в молоке в виде сухих веществ. Этого можно достичь щадящей сушкой под воздействием постепенного, медленного нагрева, а затем очень быстрого высушивания виде мельчайших капель молока. В результате получается сухое молоко, которое относится к классу  низкой температурой обработки. Это молоко абсолютно безопасно, так как за время сушки не успевают образовываться вещества, которые могут неблагоприятно воздействовать на организм человека.

Но иногда, для получения сухого молока применяют устаревшие сушильные установки, что приводит к получению низкокачественного молока и молока высокого теплового класса. В этом случае в молоке образуется и денатурированный белок и есть вероятность образования бензапирена. Использование такого продукта в пищевой промышленности под строгим запретом.

Если производитель использовал качественное сырье, соблюдал все технологические режимы, не было никаких сбоев, выдерживался правильный температурный режим, то, в принципе, отличий от цельного молока не найдем. Может быть чуть снижено содержание витаминов, но опять же, это не критично. Остаются все жирорастворимые витамины, которые, к тому же и термостойкие и слабо подвержены изменениям. Плюс сохраняются все макро- и микроэлементы. Ферменты разрушаются, но это даже хорошо, потому что они могут запустить процесс порчи в продукте, что может негативно отразиться на организме человека.

За последнее время было предложено значительное количество методов обнаружения сухого молока в молочных продуктах. Но ни один из них нельзя назвать объективным и работающим. ФГБНУ "ВНИМИ" давно занимается данной проблемой, в том числе разработкой методик выявления фальсификации. Но все методики в той или иной степени имеют существенные минусы, так как молоко сырое и молоко восстановленное проходит одинаковый  технологический процесс и одну и ту же температурную обработку.  Проведя многочисленные исследования,  мы пришли к выводу, что нельзя молоко просто и однозначно протестировать на содержание сухого молока молочную продукцию. Кстати, ни в одной стране мира нет этой методики».
 

milknews.ru

Производство сухого молока: технологическая схема и оборудование

Сухое молоко – это растворимый порошок, изготовленный методом высушивания натурального пастеризованного продукта. Порошок следует разводить в кипячёной воде и пить, что крайне полезно, так как молоко сохраняет полезные свойства, присущие нормализованному продукту. Именно сухое молоко добавляют в детское питание, также его используют в кулинарии.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА

Используемая технология производства сухого молока состоит из нескольких этапов:

  • нормализация;
  • пастеризация;
  • выпаривание;
  • высушивание;
  • предварительное сгущение.

Процесс нормализации сопряжён с достижением необходимой массовой жировой доли в готовом продукте, которая достигает 26%. Операция, связанная с пастеризацией состоит в проведении термической обработки осуществляемой при 80 — 850°C. Операция выпаривания, иначе называемая предварительным сгущением необходима для концентрации сухих веществ в составе готового продукта на уровне 50%. Процедура направлена на повышение качества молока и уменьшение затрат на эксплуатацию.

Традиционное производство сухого цельного молока немыслимо без сушки, осуществляемой в специальных камерах. Молоко, перемешанное с горячими воздушными массами, подаётся в камеру, где оно сушится, после чего может отправляться на фасовку.

Интересный факт! Первоначально отдавалось предпочтение вальцовым сушилкам, в которых был реализован кондуктивный метод. Концентрат, поступающий в сушильную камеру, приобретает органолептические свойства, при соприкосновении с нагретыми поверхностями он карамелизуется, что даёт продукту соответствующий привкус.

Избежать появления карамельного привкуса, можно используя распылительные установки, на которых процесс сушки осуществляется при температурном режиме 180°C. Такое оборудование отличается повышенной производительностью и высоким качеством.

Современная технология производства сухого обезжиренного молока намного проще, так как в этом случае отпадает необходимость выполнять операции гомогенизации и нормализации. Однако после выпаривания концентрация сухих веществ будет достигать 34%.

Общим процессом, используемым при изготовлении, как обезжиренного, так и цельного продукта, является сгущение молока, для чего задействуются выпарные вакуумные установки многоступенчатого типа, обеспечивающие нагрев, необходимый для устранения избыточной влаги.

ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ

Используемая на заводах линия по производству сухого молока состоит из нескольких агрегатов:

  • подающий насос;
  • агломерационный отсек;
  • форсунка пневматического типа;
  • башни для сушки;
  • конвективная сушка вибрационного типа — линия комплектуется 2-мя такими агрегатами.

Технологическая линия обязательно оснащается заслонками и циклонами, после которых устанавливается возвратная лента. Необходимо оснастить производство вибрационным ситом и системой охлаждения воздуха, также устанавливается несколько калориферов, монтируются пневматические форсунки. Традиционное производство сухого обезжиренного молока невозможно без камеры, в которой будет наноситься смесь, содержащая лиофилизующие вещества. Подаваться эта смесь будет специальным насосом.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО СГУЩЕНИЯ

Технологический процесс в основном строится вокруг 2-х операций: суша и предварительное сгущение. Оборудование, используемое для их реализации, имеет определяющее значение, так как кардинально влияет на качество продукции. Предварительное сгущение осуществляется при помощи вакуумно-выпарных установок.

Рекомендуется купить оборудование для производства сухого молока компании «ВИГАНД», имеющее производительность до 8000кг/час.

Установка поставляется в следующей комплектации:

  • подогреватель;
  • конденсатор – поверхностного типа;
  • установки вакуумного выпаривания – 2- ступени;
  • насос – вакуумного типа;
  • система трубопроводов и обвязки.

Основным теплоносителем при работе установки является пар, способствующий повышению уровня производительности до 2.5 раз.

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СУШКИ

Процесс сушки выполняется на оборудовании «БЛАУ-НОКС» или установках А1-ОСЛ. Такие сушильные камеры комплектуются воздушными фильтрами и коллекторами, в них установлены циклоны с вытяжными и нагнетательными вентиляторами. Обязательно присутствуют центробежный и плунжерный насос, подогреватель и пневматические вибраторы с разгрузочными шлюзами и центральными шнеками.

Оснастив мини завод по производству сухого молока таким оборудованием, можно наладить полноценный технологический процесс. Первоначально в теплообменнике нагреваются воздушные массы, закручиваемые направляющими пластинами, они поступают в сушильный отсек вместе с молоком, распыляемым форсунками. Высохшие частицы нормализованного продукта оседают на дно камеры, однако определённая часть субстанции вместе с воздухом покидает отсек, что приводит к её сепарации, после чего осуществляется отгрузка на шнеке, выводящим остатки с донной поверхности.

Есть сушилки иного типа, преимущественно именно с их помощью осуществляется производство сухого молока в России – А1-ОР-2Ч. Такие прямоточные вертикально ориентированные камеры крайне эффективны. Перемещённое в верхний сегмент камеры молоко распыляется форсунками, посредством подачи вентилятором через калорифер горячих воздушных масс.

Одновременно с этим снизу начинает поступать холодные воздушные потоки, что способствует остужению и оседанию частиц на дно камеры, откуда и производится выгрузка. Некоторая часть сырьевой массы удаляется через патрубки, попадая в циклон, она разделяется с воздухом и тем же путём возвращается обратно. Розничная цена оборудования для производства сухого молока такого типа, намного ниже зарубежных аналогов.

bishelp.ru

Производство сухой молочной сыворотки | MilkLife

Производство сухой молочной сыворотки включает в себя следующие основные этапы:

Молочную сыворотку принимают по массе и качеству. Качество сырья должно быть проверено лабораторией предприятия в соответствии с требованиями действующей нормативно-технической документации и гигиеническими нормами.

Охлаждение и резервирование

Принимаемую молочную сыворотку охлаждают до температуры 4-7°С и направляют в емкости, снабженные изоляцией для накопления и промежуточного резервирования.

Очистка от казеиновой пыли и обезжиривание

Очистка молочной сыворотки осуществляется на сепараторе-очистителе с последующем обезжириванием на сепараторе-сливкоотделителе. Массовая доля жира в очищенной сыворотке не должна превышать 0,05%. Данные показатели обеспечивают специализированные сывороточные сепараторы. Процесс очистки от казеиновой пыли можно также производить на специализированном сите, например, вибрационном.

Пастеризация

Очищенная от казеиновой пыли и жира сыворотка поступает в пастеризационно-охладительную установку, где пастеризуется в соответствии с требованиями, предъявляемыми к пастеризации молочного сырья.

Концентрирование методом нанофильтрации (NF)

Молочную сыворотку концентрируют до массовой доли сухих веществ (19±1)% на установке нанофильтрации при температуре (10±2)°С в соответствии с инструкцией по эксплуатации, разработанной заводом-изготовителем. Благодаря использованию нанофильтрации возможно удалить до 70 % воды из молочной сыворотки с сохранением нативных свойств белков.

Деминерализация молочной сыворотки

По желанию концентрированную сыворотку подвергают деминерализации на установке электродиализа. Данная обработка позволяет получать молочную сыворотку с требуемой кислотностью и содержанием золы независимо от ее вида (подсырная, творожная, казеиновая).

Электродиализная обработка сыворотки наиболее эффективна при температуре 12 — 15°С. Для переработки кислых видов сыворотки процесс деминерализации методом электродиализа является неотъемлемой частью технологии, так как позволяет получить высококачественный продукт.

Сгущение сыворотки

Концентрированную молочную сыворотку досгущают до массовой доли сухих веществ 58-60% на вакуум-выпарном аппарате пленочного типа. Температура нагрева продукта в аппарате не превышает 55 °С, что обеспечивает максимальное сохранение свойств белка сыворотки.

Кристаллизация сыворотки

Сгущенная молочная сыворотка из вакуум-выпарного аппарата направляется в кристаллизаторы. Кристаллизацию лактозы в сгущенной сыворотке осуществляют в соответствии с существующими методиками кристаллизации. Данный процесс осуществляют в специальных кристаллизаторах при циклическом перемешивании в течение 8 — 12 часов.

Распылительная сушка

Сушку сгущенной сыворотки осуществляют на распылительной сушилке. Температура воздуха, поступающего из калорифера в сушильную башню, должна быть в пределах 170 – 180°С, температура воздуха, выходящего из сушильной башни, должна быть в пределах 70 – 80°С. Температура готового продукта на выходе из сушильной башни не должна превышать 30°С.

Остаточное содержание влаги в готовом продукте не превышает 4%. Готовую сухую сыворотку фасуют в бумажные мешки с полиэтиленовыми вкладышами или БИГ БЭГИ и направляют на склад.

milklife.by

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *