Гомогенизатор

Пастеризатор-Гомогенизатор

Оборудование разрабатывалось как часть комплекса для работы в составе Автономной Мобильной малогабаритной Установки в конструктиве морского контейнера для приемки и переработки молока (верблюжьего,  кобыльего, козьего),  получаемого в фермерских хозяйствах с малыми объёмами производства (100-200 литров в день).

Выходным продуктом Автономной Мобильной малогабаритной Установки является сухое или пастеризованное молоко.

Пастеризатор-Гомогенизатор, входящий с состав установки, одновременно реализует процесс гомогенизации, диспергации и высокотемпературной пастеризации жидких и пастообразных пищевых продуктов, в первую очередь, молочных.

Пастеризатор-гомогенизатор может работать как составная часть других перерабатывющих комплексов.

Основным критерием в разработке являлись факторы:

• наибольшей надежности оборудования в условиях работы в отдалённых местностях;
• отсутствие скорого и эффективного сервисного обслуживания отказавшего оборудования.
• получение конечного продукта, сохранившего все полезные свойства исходного сырья.

Назначение:

• Пастеризация и гомогенизация молочных продуктов (молока для сыроделия, молока для пастеризации и инактивации лактозы, сметаны и других).

 

Установка может выполнять высокотемпературную пастеризацию молока с выдержкой при +75 Со   в течении 10-15 сек., а максимальная температура составляет +98 С^о.

Известные и эффективные установки гомогенизации имеют недостаток – наличие кавитации при обработке продукции, которая приводит к интенсивному износу основных частей установки. Целью данной разработки является устранение жесткого кавитационного эффекта.

В основу работы аппарата заложен принцип вакуумного теплогенератора. Принцип его работы основан на образовании мощных торроидальных вихрей в жидкой среде с их последующим распадом, в результате которого выделяется энергия, идущая на нагрев жидкой обрабатываемой среды. Одновременно с этим процессом идет интенсивное перемешивание и измельчение до сверхмалых частиц (до 2 мкм) с одновременным обеззараживанием готового продукта. Механическое измельчение способствует мелкодисперсному измельчению продукта, который в последствии не расслаивается.

Вакуумно-вихревое воздействие на материал позволяет быстро готовить легкоусваиваемые, гомогенизированные, обеззараженные продукты - соки, пюре, нектары, кисели, морсы, взвары, йогурты и т.д.

Рабочий орган аппарата состоит из двух частей: статора и ротора, каждый из которых представляет собой набор пирамидальных колец с прорезями. Статор согласуется с ротором таким образом, что плоскости колец с небольшим зазором между ними создают некий эффект ножниц, который и обеспечивает эффект измельчения продукта вплоть до наноразмера. Также при вращении ротора между плоскостями создаются условия для образования мощных локальных вакуумных вихрей. При их распаде в прорезях выделяется энергия, которая также способствует усилению эффектов производимых аппаратом.

Кавитационный эффект и связанный с ним повышенный износ рабочих деталей в данном устройстве отсутствует.

Отсутствие кавитации исключает износ рабочего органа, предотвращает попадание образущихся при этом изотопов и ионов из разрушенного металла в продукт.

Молоко, пастеризованное на данном оборудовании, имеет следующие преимущества:

• при температуре +5°С не закисает в течении 20-25 суток;
• не расслаивается в течении того же времени, что является актуальным для сыроделия;
• расщепляется лактоза, что актуально для лактозазависимых людей (не способных переваривать молоко).

Технические возможности оборудования по пастеризация молока

1. Производительность, не менее, л/ч       - 150
2. Максимальная температура нагрева     до +98 С⁰
3. Мощность  эл. двигателя, кВт               - 11
4. Масса, не более, кг                                  - 200
5. Габариты, не более, мм

• ·         длина –   900
• ·         ширина – 450
• ·         высота –  1700

 

Требования по установке:

• Наличие электрической сети три фазы 380 В, симметричная нагрузка до 11 кВт,
• Наличие источника водоснабжения и водоотведения.

Время монтажа и ввода в эксплуатацию оборудования – не более 1 дня.

Пастеризатор-гомогенизатор малогабаритный, занимает небольшие площади - от 1 м² до 2 м², прост в обслуживании, имеет гарантию 1 год, не имеет быстроизнашивающихся элементов конструкции, работает до капитального ремонта 6-7 лет. Сервисное (в большей степени инспекционное) обслуживание можно проходить раз в год).

Конкурентные преимущества по сравнению с имеющимися аналогами.

• Отсутствие эффекта кавитации, что практически исключает износ рабочего органа, предотвращет попадание образующихся при этом изотопов и ионов из разрушенного металла в продукт.
• Механическое измельчение способствует более мелкодисперстному измельчению продукта, который в последствии не расслаивается, то есть остается гомогенным.
• Лактоза (молочный сахар) в данном молоке инактивируется, что делает его пригодным для употребления в пищу лактозазависимыми людьми, страдающими желудочно-кишечными расстройствами, возникающими у них в результате употребления свежих молочных продуктов.
• Данная конструкция экономична, поскольку при той же потребляемой мощности аналогичными известными устройствами она в 1,5-2 раза более производительна по скорости потока и его нагреву.
• Эффект пастеризации наступает уже при +55С⁰.

Дополнительные возможности в составе других установок:

Технология приготовления «жидких продуктов», является инновационной разработкой.

Процесс вакуумно-вихревого воздействия на материал лег в основу предлагаемой технологии приготовления жидких продуктов, которая позволяет в условиях существующих предприятий по переработке сырья, готовить легкоусваиваемые, гомогенизированные, обеззараженные продукты - соки, пюре, нектары, компоты, кисели, морсы, взвары и т.д.

    Процесс вакуумно-вихревого воздействия на материал лег в основу создания предлагаемого устройства по приготовлению жидких продуктов, что позволяет в условиях существующих предприятий по переработке фруктов и овощей готовить легкоусваиваемые, гомогенизированные, обеззараженные продукты - соки, пюре, нектары, компоты, кисели, морсы, взвары и т.д. Данная технология позволяет разрабатывать новые продукты и в их производстве использовать различные полуфабрикаты  такие как жмыхи, жомы, шроты, отходы мукомольного, свеклосахарного, спиртового, пивоваренного, крахмального, сыродельного и др. производств.

Данная технология позволяет разрабатывать новые продукты и в их производстве использовать различные полуфабрикаты, такие как: жмыхи, жомы, шроты, отходы мукомольного, свеклосахарного, спиртового, пивоваренного, крахмального, сыродельного и других производств. В результате такого многократного вихревого воздействия, а также посредством мельчайшего расстригания посредством зубьев-ножниц рабочего органа сырьё размягчается и размалывается. После разогрева продукта до +60-80 С0 в ряде случаев происходит его «клейстеризация», выражающаяся в том, что полученная суспензия становится желеобразной. При данных температурах начинается гидролиз крахмала, в результате которого он превращается в вещества, которые гораздо легче усваиваются. Такими веществами чаще всего бывают моносахариды, дисахариды, трисахариды (глюкоза, фруктоза, мальтоза, галактоза и т.д.).

Физика и химия технологического процесса

Физика вакуумно-вихревого воздействия заключается в том, что энергией образующихся торроидальных вихрей осуществляется разрушение клеточных стенок и клеточных структур перерабатываемого сырья. В результате такого многократного вакуумно-вихревого воздействия сырьё размягчается и размалывается. После разогрева продукта до +60-80С⁰ в ряде случаев происходит его «клейстеризация», выражающаяся в том, что полученная суспензия становится желеобразной. Вакуумно-вихревой способ диспергирования, как зерновых злаков, бобовых культур, так и другого растительного сырья, оказывает губительное воздействие на семена сорняков, на патогенные микроорганизмы и грибковые микотоксины (плесени).

Химизм вакуумно-вихревого воздействия на растительное сырье, грубые и сочные овощи и фрукты состоит в следующем - клетчатка (целлюлоза), как и крахмал, является природным полимером. Эти вещества имеют одинаковые по составу структурные звенья и, следовательно, одну и ту же молекулярную формулу (С6Н10О5)П. Молекулы целлюлозы и крахмала различаются структурой. Молекулы крахмала имеют линейную, а чаще всего разветвленную структуру, молекулы же целлюлозы - только линейную структуру. Этим объясняется, что целлюлоза, имеющая значительно большее значение П, образует такие волокнистые материалы, как хлопок, лен, пенька и т.д.

При вакуумно-вихревом воздействии длинные молекулы целлюлозы разрываются, образуются разветвленные изометрические крахмальные структуры, а часть молекул подвергается гидролизу, как и крахмал, с образованием сахаров. При создаваемых аппаратом температурах активно начинается гидролиз крахмала, в результате которого он превращается в вещества, которые гораздо легче усваиваются. Такими веществами чаще всего бывают моносахариды, дисахариды, трисахариды (глюкоза, фруктоза, мальтоза, галактоза и т.д.).