Homogenisaator on ette nähtud: lahustumatute (segunematute) keskkondade (mida ei saa üle kuumutada) mitmekomponentseks homogeniseerimiseks ja dispergeerimiseks, et saada väga homogeenseid mitteeralduvaid emulsioone ja suspensioone toiduaine-, kosmeetika-, farmaatsia-, keemia- ja muudes tööstusharudes. Paljudes aspektides ületavad nad parimaid välismaiseid homogenisaatorite mudeleid ja neil pole Venemaa analooge.

Homogenisaatori tööpõhimõte. Homogenisaatori poolt pumbatav keskkond juhitakse imitorusse ja eemaldatakse survetorust tugirõhu mõjul, jämedad osakesed ja homogeniseeritavad segud langevad seadme tiivikule, seejärel langevad need pärast kiirenduse saamist torustikule; homogeniseerimisüksus. Homogeniseerimisseadmes purustatakse need rootori ja staatori pöörlevate ja statsionaarsete kalibreerivate silindriliste nugade vahel. Pöörlevad ja statsionaarsed kalibreerimisnoad on valmistatud aukudega rõngaste kujul. Homogeniseerimisüksusele langevad osakesed (näiteks rasvakuulikesed) pressitakse tiiviku poolt tsentrifugaaljõu tekitatud rõhu mõjul välja ja läbivad augud. Kuna tiiviku ja ühe rõnga pöörlemiskiirus on 3000 p/min. (või reguleeritud), toimub rasvakuulikeste järkjärguline lõikamine (purustamine) rõngasnoa liikuva osa (iga pöörleva osa ava) poolt, kui need liiguvad.

Eelised.

• Kõik homogenisaatori osad, mis tootega kokku puutuvad, on valmistatud
• kvaliteetne toidukvaliteediga roostevaba teras AISI 304, AISI 316
• Paigaldatud on mehaaniline tihend, millel on pikem kasutusiga ja
• toote kadumise kõrvaldamine.
• Garanteeritud töö kõrgemal tasemel kui olemasolevad analoogid
• temperatuuritingimused (kuni 115°C).
• Töötab suurepäraselt hapet ja leelist sisaldavas keskkonnas.
• Saadaval valikud kuivkäivituse kaitsega ja koos
• plahvatuskindel mootor.
• Jahutus(kütte)särgiga homogenisaatori projekteerimise võimalus.
• Võimalik on sujuvalt reguleerida homogeniseerimisastet ja tootlikkust.
• Võimalus ühendada ühe- või kolmefaasilise võrguga.

Kasu.

Kasutades ära meie toodetavate homogenisaatorite eeliseid:

• Toota püsivalt kõrge kvaliteediga toodet.
• Saavutage kõrge hajutatuse tase.
• Saavutada kindlaksmääratud tootestruktuuri pikaajaline säilimine.
• Kasutage kõiki kaasaegseid tehnoloogiaid.
• Projekteerige kõik tehnoloogilised liinid, kombineerides neid teiste tootjate lisaseadmetega.
• Toote kõrge kvaliteet, struktuurne stabiilsus ja säilivusaeg sõltuvad suuresti osakeste dispersiooni suurusest.
• Osakeste minimaalne suurus on saavutatav ainult kaasaegsete homogenisaatoritega.

Homogenisaator jahutus(soojendus)särgiga.

Mõeldud ülekuumenematu kandja homogeniseerimiseks. Jahutusvedelik juhitakse jopele, mis ringleb ja jahutab tootega kokkupuutuvat kihti. Mantelkuumutamist kasutatakse keskkonnate homogeniseerimiseks, mis tahkuvad (või muutuvad viskoossemaks) juba toatemperatuuril. (šokolaad, glasuur, kreem, pasteet jne). Samuti nendele keskkondadele, kus temperatuuri tõusul (langemisel) ja vastupidi on iseloomulik bakterite kasv (surm).

Homogenisaatorite kasutusala

Homogenisaator piimatoodete tootmiseks

või, piim, koor, hapukoor, jogurt, kodujuust, keefir, kondenspiim, juust, jäätis, piimapulbri segu, piimasegu, margariin, majonees, kerge ja kombineeritud või, vahustatud piimatooted

Kondenspiima tootmisliin

Konserveeritud piima tootmisliin

Homogenisaator rasva ja õlitoodete tootmiseks

margariin, majonees, kerge ja kombineeritud või

Või ja margariini tootmisliin

Toidukvaliteediga pumbad majoneesi tootmisliinil

Majoneesitootmisettevõte

Piimarasva tootmisliin

Homogenisaator kondiitritoodete tootmiseks

kreem, täidis, šokolaadiglasuur, šokolaadivõi, šokolaadi-pähklipasta, siirup

Toidupumbad šokolaadiglasuuri tootmisliinidel

Homogenisaator puu- ja köögiviljatoodete tootmiseks

keedised, moos, keedised, püreed, pastad, ketšupid, kastmed, sinep, tomatipasta, tomatimahl, kontsentraadid, koor, tarretis

Konserveeritud puuviljade, tomatipasta, kastmete ja ketšupi valmistamise liin.

Liin erinevate köögiviljatükkidega kastmete valmistamiseks (ketšupid, moosid, keedised ja marmelaad)

Soolvee tootmisliin

Tomatipasta tootmisliin

Tootmisliin moosi, moosi, puuviljakoogi valmistamiseks

Homogenisaator lihatoodete tootmiseks

liha- ja maksapasteetid, erinevad pastad ja segud, emulsioonid vorstide ja vorstide jaoks, liha- ja linnulihatoidud

Homogenisaator kosmeetikatoodete tootmiseks

Parfüümide tootmiseks

kreem, šampoon, palsam, geel, salv, pasta, piim, kreem

Kosmeetikatoodete, kosmeetikatoodete tootmise liin.

Kosmeetikakreemide tootmise liinid

Paigaldus homogeensete kosmeetikatoodete saamiseks.

Homogenisaator ravimite tootmiseks

salv, emulsioonid, segud, viskoossed komponendid, lahused

Farmaatsia tootmisliin

Liin steriilse salvi (kreemi) valmistamiseks.

Liin (paigaldus) taimsetest materjalidest hüdrodünaamiliseks ekstraheerimiseks

Homogenisaator kodukeemiatoodete tootmiseks

liim, pesuvahendid, kodukeemia

Nõudepesuvahendite tootmisliin

Liin sünteetiliste pesuvahendite (pastade) tootmiseks

Homogenisaator värvide ja lakkide tootmiseks

värvid, värvained, lakid, katted,

Liin veepõhiste värvide valmistamiseks

Homogenisaator kemikaalide tootmiseks ja nafta rafineerimiseks

keemiatooted, agressiivsed emulsioonid ja suspensioonid, tehnilised lahendused, tehnilised õlid, määrdeained, kütus

Keemia tootmisliin

Süsinikdipersiooni tehas

Homogenisaator õlle ja karastusjookide tootmiseks

Segamisjoon.

Mahla tootmisliin redutseerimismeetodil

Tehnilised andmed homogenisaator

Homogenisaatori mudel	Üheastmeline, ilma jopeta
	P 3	P5.5	P 7.5	P 11	P 15	P 30
	Üheastmeline, jope
	P 3P	P5.5P	P7.5P	P 11P	P15P	P 30P
	Kaheastmeline, särgita
	P 3-2	P 5,5-2	P 7,5-2	P 11-2	P 15-2	P 30-2
	Kaheastmeline, jopega
	P 3-2P	P 5,5-2P	P 7,5-2P	P 11-2P	P 15-2P	P 30-2P
	Nelja käiguga
	-	-	-	P 11 miljonit	P 15 miljonit	P 30 miljonit
Tootlikkus, m3/h	2 - 10	2 - 10	2 - 12	10 - 15
Mootori kiirus
Sisendrõhk, kg/cm2
Elektrimootori võimsus, kW	3	5,5	7,5	11	15	30
Temperatuur, °C min - max
Helitase, dB
Kinemaatiline viskoossus, mitte rohkem kui, cSt (ilma pumbata - gravitatsioonivool)
Kaal, kg	42	70	85	109	130	157

Homogenisaatori pool

Sukelatav APG homogenisaator (dispergeeriv aine).

Eesmärk. PNG sukelhomogenisaator on mõeldud vedelate ja viskoossete toodete homogeniseerimiseks toiduaine-, kosmeetika- ja keemiatööstuses, majoneesi, liha-, puuvilja-, juurviljapastade, püreede, siirupite valmistamiseks ning seda saab kasutada ka vee valmistamiseks. põhinevad värvid ja muud sarnased kandjad.

Seade.

Sukelhomogenisaator on varustatud reduktormootoriga, monteeritud seintele ja asetatud konteinerisse.

Sukelhomogenisaatori eelisteks on otsatihendite ja torustiku torustike puudumine ning sellest tulenevalt töövõime kõrgel temperatuuril, liikuvus ning võimalus sukeldada homogenisaatorit mis tahes suurusega anumatesse.

Sukelhomogenisaator võib olla varustatud pöörlemiskiiruse muunduriga, mille paigaldamine võimaldab suurendada pöörlemiskiirust.

Töödeldud tootega kokkupuutuvad osad on valmistatud kroom-nikkelterasest.

Sukeldatud homogenisaatori kasutusala:

• Kosmeetikatööstus
• Homogeensete kosmeetikatoodete (kreemid, geelid) jne saamiseks.
• Keemiatööstus
• Piimatööstus
• Puu- ja köögiviljatööstus

Sukelhomogenisaatori tehnilised omadused

Vertikaalne mitmeastmeline homogenisaator (dispergeerija).

Eesmärk. Mõeldud segude mitmekomponentseks homogeniseerimiseks. Kasutatakse piimatööstuses ja seda saab kasutada ka kosmeetika-, farmaatsia- ja keemiatööstuses.

Seade. See on mitmeastmeline kuni 19-astmeline homogenisaator. Toodet, liikudes etapist teise, purustatakse järk-järgult ja segatakse soovitud homogeniseerimisastmeni (2...5 mikronit). Homogeniseerimisefekt avaldab positiivset mõju piima ja piimatoodete füüsilisele struktuurile.

Standardvarustuses on rootori kiirus kuni 3000 p/min.
Seda saab varustada kiirusmuunduriga, mille paigaldamine võimaldab tõsta pöörlemiskiirust kuni 6000 p/min.

Kõrgem kaitse tihendite kaudu tekkivate kadude eest. Võimalus ühendada ühe- või kolmefaasilise võrguga.

Homogenisaator võimaldab teil saavutada:

• rasvakuulikeste suuruse vähendamine, mis takistab kreemi settimist,
• rohkem valget ja isuäratavat värvi,
• õli- ja rasvaemulsiooni suurenenud vastupidavus,
• maitse ja aroomi parandamine,
• piima- ja fermenteeritud piimatoodete säilivusaja pikendamine.

Töökindlus.

Kõik tootega kokkupuutuvad homogenisaatori osad on valmistatud kvaliteetsest toidukvaliteediga roostevabast terasest AISI 304, AISI 316, paigaldatud on imporditud mehaaniline tihend pikema kasutuseaga ning puuduvad kuluvad osad (kolvipaaride tihendus) .

Paljudes aspektides ületab see välismaiseid mudeleid ja sellel pole Venemaa analooge

Rotatsioonkavitatsiooniga homogenisaator

Mõeldud lahustumatute ainete mitmekomponentseks homogeniseerimiseks emulsioonide ja suspensioonide saamiseks toiduaine-, kosmeetika-, farmaatsia-, keemia- ja muudes tööstusharudes, sealhulgas viskoossetes toodetes.

Homogenisaatori eriline disain, korpuse erigeomeetria ja pöörlevad tööosad tagavad kõrge jõudluse. Kasutatud materjalid on hügieenilised, homogenisaatori konstruktsioon on otstarbekas kasutada.

Rotatsioonkavitatsiooniga homogenisaatorid

4 rootoriga homogenisaatoritel pole parameetritelt analooge!

Eelised

• Kõik homogenisaatori osad, mis tootega kokku puutuvad, on valmistatud kvaliteetsest toidukvaliteediga roostevabast terasest.
• Paigaldatud on mehaaniline tihend, millel on pikem kasutusiga ja mis välistab toote kadu.
• Garanteeritud töötamine kõrgematel temperatuuridel kui olemasolevatel analoogidel (kuni 115°C).
• Suurepärane jõudlus hapet ja leelist sisaldavas keskkonnas.
• Võimalik kompaktne vertikaalne paigaldus.
• Kõrge kaitseaste tihendite kaudu tekkivate kadude eest (homogenisaatori kate on mootori kaanest eraldatud).

Toimimispõhimõte

Töödeldav toode juhitakse imitorusse ja lastakse survetorust välja tugirõhu mõjul.

Homogeniseerimisseadmes purustatakse toode rootori ja staatori pöörlevate ja statsionaarsete kalibreerivate silindriliste nugade vahel. Pöörlevad ja statsionaarsed kalibreerimisnoad on valmistatud aukudega rõngaste kujul.

Homogeniseerimisseadmele langevad osakesed (näiteks rasvakuulikesed) pressitakse tiiviku poolt tsentrifugaaljõu tekitatud rõhu mõjul välja ja läbivad augud, kus rasvakuulikesed järk-järgult lõigatakse (purustatakse) liikuva osa poolt. rõngasnuga (iga pöörleva osa auk), kui need liiguvad.

Pöörleva kavitatsioonihomogenisaatori tehnilised omadused*

Homogenisaatorid (dispersandid) imporditud analoog

Protsessi intensiivistamine 100-600%!

Homogenisaator võimaldab toote samaaegset hajutamist, homogeniseerimist ja pumpamist suureneva väljundrõhuga.

Homogenisaatori spetsiaalne disain (kaks töökambrit), kere eriline geomeetria (ilma "surnud tsoonide" puudumisel) ja pöörlevad tööosad tagavad kõrge tootlikkuse. Kasutatud materjalid on hügieenilised, homogenisaatori konstruktsioon on otstarbekas kasutada.

Homogenisaatoril on kõrge tootlikkus, see võimaldab saada väga stabiilseid emulsioone ja suspensioone, tagab 80% homogeniseerimisastme, osakeste suurus kuni 2 mikronit. Võimalik sisse ehitada olemasolevatesse liinidesse.

Kasutusala tööstuses:

• Piimatooted - pehme kodujuust, keefir, kondenspiim, sulatatud juust, piimapulbri taastamine, koor.
• Õli ja rasv - kombineeritud õlid, margariinid, majonees, pastad.
• Puu- ja juurviljad – moosid, moosid, ketšupid, kastmed, keedised, püreed, pastad.
• Maiustused - kreemid, täidised, šokolaadi- ja pähklipastad, šokolaadiglasuur.
• Alkoholivabad - mahlad, nektarid, joogid.
• Kosmeetika - kreemid, šampoonid, palsamid, geelid, salvid, hambapastad.
• Farmaatsia - salvid, emulsioonid, geelid.
• Kemikaalid – pesuained, liimid, lakid, poleerimisvahendid, desinfektsioonivahendid.

Homogenisaatori tehnilised omadused*

*Spetsifikatsioonid võivad kliendi soovil muutuda.

Vaakuumsegisti-homogenisaator.

Installatsiooniks on segamisseadmega vaakumreaktor, mille külge on ühendatud homogenisaator retsirkulatsiooniks. Pärast põhikomponentide laadimist reaktori mahutisse pumbatakse õhk süsteemist välja ning paigaldis lülitatakse ringlusrežiimile, mille käigus laaditud komponendid purustatakse ja segatakse. Süsteemi sisseehitatud lehter võimaldab homogeniseerimisprotsessi käigus vajalikke komponente uuesti laadida.

Selle disaini peamine eelis on see
et see võimaldab kokku segada komponente, mis vabas õhus segades segamise käigus kõvastuvad.

Homogenisaatori tehase testid

Homogenisaator A1-OGM on mõeldud rasvakuulikeste purustamiseks ja ühtlaseks jaotamiseks piimas ja vedelates piimatoodetes, samuti jäätisesegudes. Neid kasutatakse piimatööstuse ettevõtetes erinevatel tehnoloogilistel liinidel piima töötlemiseks ja piimatoodete (hapukoor, koor, keefir, joogipiim jne) tootmiseks. Mõõtmete joonis on näidatud joonisel 5.

Joonis 5 - Homogenisaatori A1-OGM mõõtmete joonis

1-voodi; 2-kaitseklapp; 3-mõõduline pea; 4-kolviplokk; määrdesüsteemi 5-manomeeter; 6 - ampermeeter; 7-homogeniseeriv pea

Homogenisaatori tehnilised omadused on toodud tabelis 2.

Tabel 2 – Homogenisaatori A1-OGM tehnilised omadused

Homogenisaator koosneb järgmistest põhikomponentidest: määrimis- ja jahutussüsteemiga väntmehhanism, homogeniseerimis- ja survepeade ning kaitseklapiga kolviplokk, ajamiga raam. Homogenisaatorit käitab elektrimootor, mis kasutab kiilrihmülekannet (joonis 6).

Joonis 6 – A1-OGM homogenisaatori üldvaade:

1-voodi; 2- äravoolukork; 3-õli indikaator; 4-vända mehhanism; 5-ühendusvarras; 6-vooder; 7-sõrm; 8 — liugur; 9 - kolb; 10-homogeniseeriv pea; 11-kolviplokk; 12-pool; 13-elektrimootor; 14-plaat; 15-seade rihmade pingutamiseks; 16 — tugi; 17 — veoratas; 18 – vedav rihmaratas; 19-väntvõll; 20 kiilrihm; 21 - õlipump

Homogenisaatori väntmehhanism on konstrueeritud selleks, et muuta kiilrihma jõuülekandega elektrimootorilt ülekantav pöörlemisliikumine kolbide edasi-tagasi liikumiseks, mis läbi huuletihendite sisenevad kolviploki töökambritesse ja tekitavad imemise. ja tühjenduslöögid, tekitavad selles homogeniseeriva vedeliku vajaliku rõhu.

Homogenisaatoril on sundmäärimissüsteem kõige suurema koormusega hõõrdumispaaridele, mida kasutatakse koos korpuse sees oleva õlipihustamisega, mis suurendab soojusülekannet. Nendes homogenisaatorites olevat õli jahutatakse kraaniveega läbi spiraali, korpuse põhja asetatud jahutusseadme ja kolvid jahutatakse kraaniveega, mis neile torus olevate aukude kaudu langeb.

Väntmehhanismi korpuse külge kinnitatakse kahe tihvti abil kolviplokk, mis on ette nähtud toote imemiseks toitetorust ja selle pumpamiseks kõrge rõhu all homogeniseerimispeasse. Kolviploki otsatasapinnale on kinnitatud homogeniseerimispea, mis on ette nähtud toote kaheastmeliseks homogeniseerimiseks, juhtides seda kõrge rõhu all läbi klapi ja klapipesa vahelise pilu igas etapis.

Homogeniseerimispea koosneb kahest sarnase disainiga üheastmelisest peast, mis on omavahel ühendatud ja ühendatud kanaliga, mis võimaldab tootel järjestikku liikuda esimesest etapist teise. Kaheastmelise homogeniseerimispea iga etapp koosneb korpusest, klapist, klapipesast ja surveseadmest, sealhulgas klaasist, vardast, vedrust ja käepidemega survekruvist.

Homogeniseerimisrõhku reguleeritakse kruvide keeramisega. Toote homogeniseerimisrežiimi kehtestamisel seatakse esimeses etapis 3/4 nõutavast homogeniseerimisrõhust ja seejärel teises etapis tõstetakse survekruvi keerates rõhk töörõhuni.

Raam on terasplekiga kaetud kanalitest keevitatud konstruktsioon. Raami ülemisele tasapinnale on paigaldatud väntmehhanism. Raami sees on kahele kronsteinile hingedega kinnitatud plaat, millele elektrimootor on paigaldatud. Teiselt poolt on plaat toestatud kruvidele, mis reguleerivad kiilrihmade pinget. Raami ülemine osa on kaetud korpusega, mille eesmärk on kaitsta mehhanisme kahjustuste eest ja anda homogenisaatorile vajalik esteetiline kuju.

Piim või piimatoode juhitakse pumba abil kolviploki imemiskanalisse. Ploki tööõõnsusest juhitakse toode rõhu all läbi väljalaskekanali homogeniseerimispeasse ja liigub suurel kiirusel läbi rõngakujulise pilu, mis on moodustatud homogeniseerimisklapi maapindade ja selle pesa vahel. Sel juhul on toote rasvafaas hajutatud.

Seejärel saadetakse homogeniseerimispea toode torujuhtme kaudu edasiseks töötlemiseks või ladustamiseks; ; ; .

Homogenisaator on seade homogeensete (homogeensete) dispergeeritud süsteemide tootmiseks. Süsteemid võivad olla ühefaasilised või mitmefaasilised, s.t. dispergeeritud keskkonnas, mis on tavaliselt vedelik, on ühe või mitme tahke või vedela aine osakesi (tavaliselt lahustumatud), mida nimetatakse dispergeeritud faasideks. Mõiste "homogeenne" tähendab, et faasid jaotuvad ühtlaselt ja sama kontsentratsiooniga söötme suvalises ruumalaühikus. Saadud süsteem peaks olema suhteliselt stabiilne. Selleks viiakse homogeniseerimise ajal enamikul juhtudel läbi dispersioon, see tähendab faasiosakeste jahvatamine.

Homogenisaatorite kasutamine piimatööstuses

Piimahomogenisaator purustab rasvakuulikesed. Kiirus, millega nad pinnale tõusevad, sõltub nende raadiuse ruudust. Seega, pärast 10-kordset vähenemist, langeb kiirus 100 korda. Tänu sellele toode ei setti ega eraldu kooreks ja lõssiks. Selle säilivusaeg pikeneb märkimisväärselt.

Lisaks pärast homogeniseerimist:

• Margariini või või valmistamisel jaotatakse vesi ja muud komponendid rasvases keskkonnas ühtlaselt. Ja majoneesis ja salatikastmetes on rasvu vesikeskkonnas.
• Koor ja pastöriseeritud piim muudetakse ühtlaseks nii värvi, maitse kui ka rasvasisalduse poolest.
• Kondenspiimakonserv ei vabasta pikaajalisel säilitamisel rasvafaasi.
• Keefir, hapukoor ja muud fermenteeritud piimatooted stabiliseeritakse. Valguhüüvete konsistents paraneb. Pinnale rasvakork ei teki.
• Täispiimapulbris väheneb vaba rasva hulk, mida valgukest ei kaitse. See hoiab ära selle kiire oksüdeerumise atmosfääriõhu mõjul.
• Kakao või muu täiteainega piim parandab selle maitset ja muutub viskoossemaks. Sedimentatsiooni tõenäosus väheneb.
• Taastatud kääritatud piimajookidel, koorel ja piimal ei ole vesist järelmaitset. Loomulik maitse muutub intensiivsemaks.

Füüsikaliste protsesside meetodid ja homogenisaatorite peamised tüübid

• Kitsast vahest läbi surumine. Kasutatakse kõrgsurvekolbpumpadega klapitüüpi agregaate. Sellised seadmed on piimatööstuses kõige levinumad.
• Mehaaniline segamine. Kasutatakse nugade või labade visplitega miksereid, sealhulgas kiireid miksereid. Lihtsaim näide on kohviveski või elektriline lihaveski. See hõlmab ka pöörlevaid pulseerimisseadmeid (RPA). Kuigi mõju nendes olevate faaside tükkidele on keerulisem, ei piirdu see ainult löökide ja abrasiivsete koormustega.
• Ultraheli kokkupuude. Siin töötavad ultrahelipaigaldised, hajutatud keskkonnas põnev kavitatsioon, mille tõttu faas purustatakse.

Kolvi homogenisaator

Seade

Homogenisaatori seade on näidatud joonisel fig. 1. Kolvi silinder 1 on ühendatud sisselasketoruga läbi imiklapi 3 ja kõrgsurvekambriga läbi väljalaskeklapi 4. Kambrist läheb kanal homogeniseerimispea 5, millel on iste 6, ventiil 7, vedru 8 ja reguleerimiskruvi 11. Rõhu reguleerimiseks on kambriga ühendatud manomeeter 10. Kanalil on haru kaitseklapiga 9. Kolbi käitab pump 2.

Homogeniseerimispea suurendatud vaade on näidatud joonisel 2. Sellel on kalibreeritud auk (kanal) 1 istmes 5, vedru 2, ventiil 4 koos vardaga 3 ja reguleerimiskruvi 6. Iste ja klapp on üksteise sisse lihvitud.

Klapil on tasane, kergelt nurga all olev koonuse- või kettakujuline tööpind. Esimesel juhul võivad sellel olla sooned (sooned). Kui need on olemas, siis tehakse samasuguseid sadulale. See suurendab faasi killustatuse astet.

On mudeleid, milles klapp ja pesa asuvad fikseeritud korpusesse paigaldatud laagrites. Sellisel juhul pöörlevad nad tootevoo rõhu all erinevates suundades.

Kuna suurel kiirusel liikuv vedelik avaldab tugevat mõju klapile ja istmele, kuluvad need kiiresti ära. Seetõttu on need elemendid valmistatud eriti tugevast terasest. Lisaks on nende kuju sümmeetriline. Märkimisväärse kulumise korral piisab nende ümberpööramisest teisele poole, mis pikendab nende kasutusiga kahekordistades.

Kasutatav pump ei pruugi olla kolviga, võite valida kruvi- või pöörleva pumba. Peaasi, et see tekitab kõrge rõhu. Kuna kolbmehhanism ei taga ühtlast toidet, asetatakse mitu neist homogenisaatoritesse, kusjuures tsüklite algus on ajaliselt nihutatud. Kõige populaarsemad on kolme kolviga üksused. Nendes on võllil olevad põlved pööratud 120 kraadi, nii et silindrid töötavad vaheldumisi. Sel juhul on sööda ebatasasuste koefitsient, st selle maksimaalse väärtuse ja keskmise suhe, 1,047.

Ühtsuse lähedane indikaator tähendab, et voolu läbi homogeniseerimispea võib väikese veaga pidada stabiilseks. Seega on klapp homogeniseerimisprotsessi ajal alati rippuvas (avatud) asendis. Selle ja istme vahel on vahe vedeliku läbilaskmiseks. Selle suurust võib võtta ka konstantseks, arvestamata väiksemaid kõrvalekaldeid keskmisest tasemest. Paljudes kaasaegsetes seadmetes läheb iga kolvi vool "oma" pähe. Pärast faaside killustumist ühendatakse need väljundkollektoris.

Manomeetril on drosselseade. See vähendab instrumendi nõela vibratsiooni.

Tööpõhimõte

Homogenisaatori tööpõhimõte on järgmine. Kui kolb töötab imemiseks (joonisel - liigub vasakule), siseneb piim klapi 3 kaudu silindrisse 1. Seejärel töötab kolb süstimiseks (liigub paremale) ja surub toote läbi klapi 4 kambrisse. , voolab vedelik läbi kanali kambrist homogeniseerimispeasse 5.

Kui klapp on mittetöötavas asendis, surub vedru 8 selle tihedalt vastu istet. Surve all sisenev piim tõstab klapi üles nii, et selle ja pesa vahele tekib väike vahe. Selle läbimisel rasvakuulikesed purustatakse, toode homogeniseeritakse ja seejärel läheb väljalasketorusse.

Tavaliselt ei ole vahe suurem kui 0,1 mm. Piimaosakesed liiguvad selles tsoonis kiirusega umbes 200 m/s (väljastuskambris - ainult 9 m/s). Rasvatükkide suurus väheneb 3,5-4,0 mikronilt 0,7-0,8 mikronini.

Kolvipumba tekitatav rõhk on väga kõrge. Seetõttu võib istme ummistunud kanal põhjustada osade hävimise. Kahjustuste vältimiseks on paigaldatud kaitseklapp 9.

Seadet reguleeritakse kruviga 11. Homogeniseerimise üks peamisi omadusi on rõhk. Kui kruvi on kinni keeratud, surub vedru klapi tugevamini vastu istet. Selle tõttu väheneb pilu suurus, kuna hüdrauliline takistus suureneb. Seade on reguleeritud vastavalt manomeetri 10 näitudele.

Homogenisaatori juhiste kohaselt peaks piima temperatuur jääma vahemikku 50–65 kraadi C. Kui see jääb allapoole seda vahemikku, kiireneb rasvatükkide settimine. Kui see on kõrgem, hakkavad vadakuvalgud sadestuma.

Toote happesuse suurendamine mõjutab negatiivselt protsessi efektiivsust, kuna sel juhul väheneb valkude stabiilsus. Tekivad aglomeraadid ja rasvatükkide purustamine muutub keeruliseks.

Hetkel, mil vedelik läbib klapipilu, täheldatakse kanali ristlõike järsu ahenemise tõttu drosselefekti. Voolukiirus suureneb mitu korda ja rõhk langeb, kuna potentsiaalne energia muundatakse kineetiliseks energiaks.

Pärast seda, kui piim läbib pea, kleepuvad mõned purustatud osakesed uuesti kokku suuremateks konglomeraatideks. Protsessi efektiivsus väheneb. Selle nähtuse vastu võitlemiseks kasutatakse kaheastmelist homogeniseerimist. Seade on näidatud joonisel fig. 3. Põhiline erinevus üheastmelisest on kahe paari töökehade olemasolu, esimene etapp 4 ja teine ​​- 12. Igal neist on oma survevedru koos juhtventiiliga 6.

Teine etapp, abi, suurendab veelgi faasi killustatuse astet. See on loodud kontrollitud ja püsiva vasturõhu tekitamiseks esimese etapi peas, mis on peamine. See optimeerib protsessi tingimusi. Ja ka suhteliselt ebastabiilsete koosseisude hävitamiseks. Rõhk selles on seatud madalamaks kui esimeses.

Üheastmeline homogeniseerimine on mõeldud madala rasvasisaldusega või kõrge viskoossusega toodetele. Kaheastmeline – suure rasva- või kuivainesisaldusega ja madala viskoossusega. Ja ka juhtudel, kui on vaja tagada maksimaalne võimalik faaside killustatus.

Eraldi tehnoloogia

Piimatööstuses võib homogeniseerimine olla täielik või eraldiseisev. Esimesel juhul juhitakse seadmest läbi kõik saadaolevad toorained. Teises eraldatakse see kõigepealt. Saadud 16-20% rasvasisaldusega koor homogeniseeritakse ja segatakse seejärel lõssi. Ja need saadetakse töötlemise järgmisse etappi. See meetod võimaldab oluliselt säästa energiat.

Faaside hajutamise protsessi mehhanism ventiili tüüpi aparaadis

N. V. Baranovski sõnul pakuti piima homogeniseerimisel klapitüüpi aparaadiga rasvatükkide purustamist mõjutavate hüdrauliliste tegurite uurimisel välja järgmine protsessiskeem (joonis 4).

Voolu ülemineku punktis istmekanalist pesa ja klapi vahele jäävasse vahesse väheneb voolu ristlõikepindala järsult. See tähendab, et vastavalt hüdraulika põhiseadusele kasvab kiiresti ka selle liikumise kiirus U0 lähenemisel on mitu meetrit sekundis. Ja U1 pilu sissepääsu juures on 2 suurusjärku kõrgem, mitusada m/s.

Rasvatilk ei liigu madala kiiruse tsoonist suure kiiruse tsooni korraga "kõik korraga". Palli esiosa siseneb kõigepealt voolu, liikudes läbi pilu tohutu kiirusega. Kiiresti voolava vedeliku mõjul venitatakse (seljaosa liigub ikka aeglaselt) ja tuleb ära. Järelejäänud tükk liigub aeglaselt (mõiste "vabalt" on sel juhul muidugi suhteline, kuna kogu pilu läbiva tilga tsükkel võtab aega 50 mikrosekundit) liigub kiirusliidese poole ja see osa, mis on nüüd esiosa pikendatakse samamoodi nagu eelmine ja tuleb ka ära. Seega rebitakse kogu rasvatilk piirdelõike läbides järk-järgult tükkideks. See juhtub siis, kui erinevus kiiruste U0 ja U1 vahel on piisavalt suur.

Kui määratud erinevus osutub väiksemaks kui teatud lävi, siis enne osakeste eraldamist toimub vaheetapp - tilk venitatakse esmalt nööriks. Kui erinevus on veelgi väiksem, siis rasvatükk läbib kiirusliidese ilma hävimiseta. Kuid kokkupuude suure voolukiirusega viib selle ikkagi ebastabiilsesse olekusse sisemiste deformatsioonide tekkimise tõttu. Seetõttu laguneb pall pindpinevusjõudude ja voolujugade mehaaniliste mõjude tõttu siiski väiksemateks osadeks.

Õli homogenisaator

Või või sulatatud juustu homogeense konsistentsi saamiseks kasutatakse plastifikaatori homogenisaatorit. Töötlemisprotsessi käigus hajutatakse vesifaas ja jaotatakse ühtlaselt kogu mahu ulatuses. Selle tulemusena säilib toode kauem ja selle maitse paraneb. Lisaks väheneb sulatamisele kuluv aeg ja veekadu pakkimisel.

Seadme struktuuri saab käsitleda ühe populaarseima mudeli M6-OGA näitel (joonis 5). See koosneb korpusest ja raamist (joonis 6), vastuvõtupunkrist, mille all paiknevad etteandetigud, ja 12, 16 või 24 labaga rootorist. Ajamina kasutatakse elektrimootorit. Tigude pöörlemiskiirust juhib variaator. Rootori nurkkiirus on konstantne.

Homogenisaatori tööpõhimõte on järgmine. Või pannakse suurte tükkidena punkrisse. Kruvid pöörlevad ülalt vaadates erinevates suundades – üks teise poole. Nende abiga surutakse õli läbi rootori, misjärel väljub see ristkülikukujulise otsiku kaudu vastuvõtupunkrisse (joonisel pole näidatud). Et õli ei kleepuks tööosadele, määritakse need kuuma pulsatsiooniaparaadiga

Viimasel ajal on piima töötlemiseks üha enam hakatud kasutama pöörlevat pulsatsiooniseadet (RPA). Selline homogenisaator on disainilt ja tööpõhimõttelt sarnane tsentrifugaalpumbaga. Peamine erinevus on tööorganites.

RPA on üles ehitatud järgmiselt. Ajamina toimib elektrimootor. Selle pikliku võlli külge on jäigalt kinnitatud perforeeritud silindri kujuline rootor. Silindri otsas, kaane küljel võib olla tiivik. Selle perforeerimine pole vajalik. Kaane sees on sarnane silinder, liikumatu, see mängib staatori rolli.

Piim juhitakse läbi kaanel oleva aksiaalse toru ja tiivikule. See osa tekitab primaarse faasi killustumise ja kiirendab töösegu. Viimane läbib seejärel liigutatava silindri perforatsiooni, hajub uuesti osaliselt lõike- ja abrasiivsete koormuste toimel ning satub rootori ja staatori vahele homogeniseerivasse õõnsusse. Siin mõjuvad rasvakuulikestele lisaks šokile ka muud jõud.

Suurel kiirusel liikuvas turbulentses voolus (täpselt seda täheldatakse RPA tööpiirkonnas) tekivad mikropöörised. Kui väike sfääriline mullivann tabab rasvatilka, hävitab see selle. Samuti on hüdroakustiline mõju. Intensiivne kavitatsioon, mis viib õhumullide kokkuvarisemiseni, tekitab lööklaineid, millele faasitükid samuti vastu ei pea.

Seadme maksimaalne mõju osakestele saavutatakse hetkel, kui rootori ja staatori vahel tekivad resonantsvõnked. Selle efekti tagamiseks on vaja arvutada liikuva silindri läbimõõt, selle pöörlemiskiirus, samuti vahe selle ja staatori vahel.

Pärast töötsooni läbib piim staatori auke ja juba homogeniseerituna väljastatakse tangentsiaalse väljalasketoru kaudu, mis on tavaliselt suunatud ülespoole, et hõlbustada torujuhtmete ühendamist punkri ümberlaadimiseks tsirkulatsioonisüsteemis.

Purustusastme suurendamiseks võib seadmel olla mitu "rootor-staator" paari. Pärast katte paigaldamist asuvad need vaheldumisi. On mudeleid, milles tiiviku asemel on paigaldatud perforeeritud ketas. RPA homogenisaatorid võivad olla ka sukeldatavad. Valikuliselt on seade varustatud järgmiste tarvikutega:

• Kuivkäivituse kaitse.
• Plahvatuskindel mootor.
• Korpus kütte/jahutussärgiga.
• Regulaator mootori kiiruse sujuvaks muutmiseks.
• Laadimisseade (kruvisöötur), viskoossete, halvasti lahustuvate, heterogeensete emulsioonide ja suspensioonide või puistekomponentide jaoks.
• Tsirkulatsiooniskeemi järgi töötamisel tühjendusseade kolmanda osapoole konteinerisse tühjendamiseks.
• Ränikarbiidkeraamikast valmistatud mehaaniline lõõtsa võllitihend - pikendab seadme kasutusiga isegi agressiivsete vedelikega või abrasiivseid lisandeid sisaldava töö korral.

RPA-d võivad olla ühe- või kolmefaasilised. Kõik toiduga kokkupuutuvad osad on valmistatud toidukvaliteediga roostevabast terasest AISI 304, AISI 316 või nende kodumaistest analoogidest. Kuna hajutatud vedelik väljub aparaadist rõhu all, töötab RPA homogenisaator samaaegselt tsentrifugaalpumbana.

Ultraheli homogenisaatorid

Seade (kasutades näiteks BANDELINI). Ultraheli homogenisaator koosneb (joonis 15 – ülalt alla) RF generaatorist, ultrahelimuundurist, “sarvedest” ja sondidest (lainejuhtidest). Kõrgsagedusgeneraator on ühendatud majapidamisvõrku voolusagedusega 50 või 60 Hz. See võimendab seda parameetrit 20 kHz-ni. Ultraheli muundur, mis on varustatud võnkeahelaga koos mõõtepiesoelektrilise elemendiga, muundab generaatori tekitatud vooluenergia sama sagedusega ultrahelilainete võnkudeks. Loodud amplituud jääb konstantseks. Ultraheli – suureneb tänu spetsiaalse kujuga “sarvede” kasutamisele. Neisse sisestatakse sondid, mis edastavad vibratsiooni vedelikuga anumasse. Sõltuvalt töökeskkonna mahust võivad need olla lamedad, koonuste või "mikro" kujul, läbimõõduga 2–25 mm.

Kodumaine tööstus toodab ka ultraheli homogenisaatoreid. Viimastest mudelitest võime märkida 2015. aasta I100-6/840 arengut (joon. 16). Seadmel on digitaalne juhtimine, impulssrežiim, amplituudi juhtimine ja sondide komplekt.

Tööpõhimõte. Kui ultrahelilained läbivad vedelikku, tekitavad nad selles vaheldumisi 20 000 korda sekundis kõrge ja madala rõhu. Viimane on peaaegu võrdne vedeliku sisemise aururõhuga, mille tagajärjel tekivad sellesse auruga täidetud mullid ja vedelik keeb. Tühikeste kokkuvarisemisel tekib rõhuerinevus ja moodustuvad kiiresti voolavad turbulentsed mikrovoolud, mis hävitavad rasvatilgad.

Mõned eksperdid usuvad, et ultraheli mõjul ei haju tükid mitte kavitatsiooni tõttu, vaid seetõttu, et laine, mis läbib rasvatilka erinevates punktides, põhjustab erineva suuruse ja suuna kiirendusi. Selle tulemusena tekivad mitmesuunalised jõud, mis üritavad palli lahti rebida.

Homogeniseerimine on oluline etapp piima ja muude toodete töötlemise protsessis. Selle abiga paraneb struktuur ja pikeneb säilivusaeg ning maitse muutub intensiivsemaks.

Hapendatud piimatooted mängivad olulist rolli inimeste, eriti laste, eakate ja haigete toitumises. Fermenteeritud piimatoodete toitumisomadused seisnevad ennekõike selles, et need parandavad ainevahetust, ergutavad maomahla eritumist ja ergutavad söögiisu. Soolestikus juurduda ja mädanevat mikrofloorat pärssivate mikroorganismide olemasolu nende koostises viib mädanemisprotsesside pärssimiseni ja inimese verre sattuvate toksiliste valkude lagunemisproduktide moodustumise peatamiseni.

Oluliseks etapiks fermenteeritud piimatoodete valmistamisel on mehaaniline mõju lähteainele, s.o. homogeniseerimine. See mitte ainult ei takista rasva settimist, vaid aitab kaasa ka kvaliteetsete, parema konsistentsi ja maitsega hapendatud piimatoodete valmistamisele, suurendades selle seeditavust organismi poolt ning selles sisalduva rasva ja vitamiinide täielikumat kasutamist.

Homogeniseerimisest on saanud standardne tootmisprotsess, mida kasutatakse laialdaselt vahendina, mis hoiab ära rasvaemulsioonide eraldumise gravitatsiooni mõjul. Gaulin, kes töötas selle protsessi välja 1899. aastal, määratles selle prantsuse keeles kui "vedelike fikseerija".

Esiteks viib homogeniseerimine rasvakuulikeste lagunemiseni palju väiksemateks (vt joonis 1). Selle tulemusena väheneb koorumine ja väheneda võib ka helmeste kalduvus kokku kleepuda või moodustada suuri aglomeraate. Homogeniseeritud piima toodetakse peamiselt mehaaniliselt. Seda sõidetakse suurel kiirusel läbi kitsa kanali.

Rasvakuulikeste hävitamine saavutatakse selliste tegurite kombinatsiooniga nagu turbulents ja kavitatsioon. Selle tulemusena väheneb kuulide läbimõõt 1 mikronini ning sellega kaasneb rasva ja plasma vahelise vahepinna nelja- kuni kuuekordne suurenemine. Membraanaine ümberjaotumise tulemusena, mis kattis rasvakuulikesed täielikult enne nende hävimist, on äsja moodustunud gloobulitel ebapiisavalt tugevad ja paksud kestad. Need membraanid sisaldavad ka adsorbeeritud piima plasmavalke.

Fox ja tema kolleegid uurisid piima homogeniseerimisel saadud rasva-valgu kompleksi. Ta tõestas, et kaseiin on kompleksi valgukomponent ja et see võib olla seotud rasvafraktsiooniga polaarsete külgetõmbejõudude kaudu. Samuti leidis ta, et kaseiini mitsellid aktiveeruvad homogenisaatori klapi läbimisel, põhjustades eelsoodumuse rasvafaasiga suhtlemiseks.

Nõuded protsessile

Füüsiline seisund ja rasvafraktsiooni kontsentratsioon homogeniseerimise ajal mõjutavad rasvakuulikeste suurust. Külma piima homogeniseerimine, milles rasv on peamiselt tahkestatud olekus, on praktiliselt võimatu. Piima töötlemine temperatuuril 30–35 °C viib rasvafraktsiooni mittetäieliku hajumiseni. Homogeniseerimine on tõeliselt tõhus, kui kogu rasvafaas on vedelas olekus ja piimale normaalsetes kontsentratsioonides. Suure rasvasisaldusega toidud kipuvad moodustama suuri rasvakuulikesi, eriti kui vadakuvalkude kontsentratsioon on madal ja rasvasisaldus kõrge. Üle 12% rasvasisaldusega koort ei saa standardsel kõrgendatud rõhul edukalt homogeniseerida, kuna membraanimaterjali (kaseiini) puudumine põhjustab rasvakuulikeste kokkukleepumist kobarateks. Piisavalt tõhusaks homogeniseerimiseks peaks ühe grammi rasva kohta olema 0,2 grammi kaseiini.

Kõrge rõhu all läbiviidud homogeniseerimisprotsessid põhjustavad väikeste rasvakuulikeste moodustumist. Homogeniseerimistemperatuuri tõustes suureneb rasvafaasi dispersioon proportsionaalselt piima viskoossuse vähenemisega kõrgendatud temperatuuridel.

Tavaliselt viiakse homogeniseerimine läbi temperatuuril 55–80 °C, rõhul 10–25 MPa (100–250 baari), olenevalt töödeldava toote tüübist.

Vooluomadused

Kui vool läbib kitsa kanali, suureneb selle kiirus (vt joonis 2). Kiirus suureneb, kuni staatiline rõhk langeb tasemeni, mille juures vedelik keeb. Maksimaalne kiirus sõltub peamiselt sisendrõhust. Kui vedelik väljub pilust, väheneb kiirus ja rõhk hakkab tõusma. Vedelik lõpetab keemise ja aurumullid plahvatavad.

Homogeniseerimise teooriad

Homogeniseerimisprotsessi aastate jooksul on tekkinud palju teooriaid, mis selgitavad homogeniseerimise mehhanismi kõrgel tasemel.
survet. Kaks teooriat, mis seletavad õli-vee dispergeerimissüsteemi analoogselt piimaga, kus enamiku tilkade läbimõõt on alla 1 mikroni, ei ole tänaseni aegunud.
Need annavad selgituse erinevate parameetrite mõju kohta homogeniseerimise efektiivsusele.

Teooria kuulide hävitamise kohta turbulentsete keeriste (“mikrokeeriste”) poolt põhineb asjaolul, et suurel kiirusel liikuvas vedelikus tekib suur hulk turbulentseid mikrovoogusid.

Kui turbulentne mikrovool põrkab kokku sellega proportsionaalse tilgaga, siis viimane hävib. See teooria võimaldab meil ennustada homogeniseerimistulemuste muutusi, kui rakendatud rõhk muutub. Seda seost on leitud paljudes uuringutes.

Teisest küljest väidab kavitatsiooniteooria, et rasvapiisad hävitatakse aurumullide plahvatamisel tekkivate lööklainete mõjul. Selle teooria kohaselt toimub homogeniseerimine, kui vedelik väljub pilust. Seega on kavitatsiooniks vajalik vasturõhk antud juhul suure tähtsusega. See on praktikas kinnitust leidnud. Homogeniseerimine on siiski võimalik ilma kavitatsioonita, kuid sel juhul on see vähem efektiivne.

Joonis 3 Rasvakuulikeste hävitamine homogeniseerimise esimeses ja teises etapis.
1 Pärast esimest etappi
2 Pärast teist etappi

Ühe- ja kaheetapiline homogeniseerimine

Homogenisaatorid võivad olla varustatud ühe või kahe järjestikku ühendatud homogeniseerimispeaga. Sellest ka nimi: üheastmeline homogeniseerimine ja kaheetapiline homogeniseerimine. Mõlemad süsteemid on näidatud joonistel 5 ja 6. Üheastmelise homogeniseerimise korral kasutatakse kogu rõhulangust
ühe sammuga. Kaheastmelise homogeniseerimisega saadakse kokku
rõhku mõõdetakse enne esimest etappi P 1 ja enne teist etappi P 2.

Optimaalse homogeniseerimise efektiivsuse saavutamiseks kasutatakse tavaliselt kaheastmelist võimalust. Kuid soovitud tulemusi on võimalik saada, kui suhe P 2: P 1 on ligikaudu 0,2. Homogeniseerimiseks kasutatakse üheastmelist versiooni

• madala rasvasisaldusega tooted,
• kõrget viskoossust vajavad tooted (teatud aglomeraatide moodustumine).
• madala viskoossusega toodetes
• saavutada maksimaalne homogeniseerimise (mikroniseerimise) efektiivsus.

Joonisel 3 on kujutatud rasvakuulikeste moodustumist ja hävimist homogeniseerimise teises etapis.

Homogeniseerimise mõju piima struktuurile ja omadustele

Homogeniseerimisefekt avaldab positiivset mõju füüsilisele struktuurile
ja piima omadused ning see väljendub järgmises:

• Rasvakuulikeste suuruse vähendamine, mis takistab kreemi settimist
• Valgem ja isuäratavam värv
• Suurenenud vastupidavus rasvade oksüdatsioonile
• Paranenud lõhn ja maitse
• Homogeniseeritud piimast valmistatud fermenteeritud piimatoodete suurem ohutus.

Homogeniseerimisel on aga ka teatud puudusi. Nende hulgas:

• Suutmatus homogeniseeritud piima eraldada
• Veidi suurenenud valgustundlikkus – nii päikesevalgus kui ka luminofoorlambid – võib põhjustada nn päikesemaitset
• Vähendatud kuumusstabiilsus - eriti väljendunud homogeniseerimise esimese etapi testimisel, lõssi homogeniseerimisel ja muudel juhtudel, mis aitavad kaasa rasvakuulikeste kuhjumisele
• Piim ei sobi poolkõvade ja kõvade juustude valmistamiseks, kuna kohupiim eraldab vadaku halvasti.

Homogenisaator

Maksimaalse homogeniseerimise efektiivsuse tagamiseks on tavaliselt vaja kõrgsurvehomogenisaatoreid.

Toode siseneb pumbaseadmesse, kus selle rõhku tõstab kolbpump. Tekkiv rõhu tase sõltub vasturõhust, mille määrab homogeniseerimispea kolvi ja istme vaheline kaugus. Rõhk P 1 tähendab alati homogeniseerimisrõhku. P 2 on esimese homogeniseerimisetapi vasturõhk või rõhk teise etapi sisselaskeava juures.

Joon.4 Homogenisaator on suur vasturõhuseadmega kõrgsurvepump.
1 Peaajam mootor
2 kiilrihmülekanne
3 Rõhu indikaator
4 Vändamehhanism
5 Kolb
6 Kolvi tihend
7 Valatud roostevabast terasest pumbaplokk
8 ventiilid
9 Homogeniseerimispea
10 Hüdraulikasüsteem

Joon.5 Üheastmeline homogeniseerimine. Homogeniseerimispea diagramm:
1 ventiil
2 Löökrõngas
3 Sadul
4 Hüdrauliline ajam

Kõrgsurvepump

Kolbpumpa käitab võimas elektrimootor (element 1 joonisel 4) läbi väntvõlli ja ühendusvarraste – see jõuülekanne muudab mootori pöörlemise pumba kolbide edasi-tagasi liikumiseks.

Kolvid (element 5) liiguvad kõrgsurve silindriplokis.
Need on valmistatud ülitugevast materjalist. Kolvid on varustatud topelttihenditega. Tihendite vahelisse ruumi juhitakse kolbide jahutamiseks vett. Sinna saab juhtida ka kuuma kondensaati, et vältida toote uuesti saastumist mikroorganismidega homogenisaatori töötamise ajal. Samuti on võimalik kasutada kuuma kondensaati, et säilitada tingimused toote aseptiliseks tootmiseks homogenisaatori töötamise ajal.

Homogeniseeriv pea

Joonistel 5 ja 6 on kujutatud homogeniseerimispead ja selle hüdrosüsteemi. Kolbpump tõstab piimarõhu 300 kPa-lt (3 baari) sisselaskeavas homogeniseerimisrõhuni 10-15 MPa (100-240 baari), olenevalt toote tüübist. Rõhk esimese etapi sisselaskeava juures enne mehhanismi (homogeniseerimisrõhk) hoitakse automaatselt konstantsena. Õlirõhk hüdrokolbil ja homogeniseerimisrõhk klapil tasakaalustavad üksteist. Homogenisaator on varustatud ühe ühise õlipaagiga, olenemata sellest, kas tegemist on ühe- või kaheastmelise versiooniga. Kaheastmelises homogenisaatoris on aga kaks hüdrosüsteemi, millest igaühel on oma pump. Uus homogeniseerimisrõhk seatakse õlirõhu muutmisega. Homogeniseerimisrõhk on näidatud kõrgmanomeetril.

Homogeniseerimisprotsess toimub esimeses etapis. Teisel on peamiselt kaks eesmärki:

Konstantse ja kontrollitud vasturõhu loomine esimese etapi suunas, tagades sellega optimaalsed homogeniseerimistingimused

Vahetult pärast homogeniseerimist moodustunud rasvakuulikeste kleepuvate kobarate hävitamine (vt joonis 3).

Pange tähele, et homogeniseerimisrõhk on rõhk esimesest etapist ülesvoolu, mitte rõhulangus.

Homogeniseerimispea osi töödeldakse täppislihvimismasinal. Löögirõngas asetatakse paigale nii, et selle sisepind on pilust väljapääsuga risti. Iste on kaldu 5-kraadise nurga all, et tagada toote kontrollitud kiirendus, vältides nii kiirenenud kulumist, mis muidu juhtuks.

Kõrge rõhu all olev piim tungib istme ja klapi vahele. Pilu laius on ligikaudu 0,1 mm, mis on 100 korda suurem kui rasva läbimõõt. Kolbpumba tekitatud rõhk muudetakse kineetiliseks energiaks. Osa sellest energiast muundatakse pärast mehhanismi läbimist uuesti rõhuks. Teine osa vabaneb soojusena; Iga 40-baarine rõhulang pärast mehhanismi läbimist tõstab temperatuuri 1°C võrra. Homogeniseerimine nõuab vähem kui 1% sellest energiast, kuid kõrgsurvehomogeniseerimine on tänapäeval kõige tõhusam meetod.

Joonis 6
Kaheetapiline homogeniseerimine.
1 Esimene etapp
2 Teine etapp

Homogeniseerimise efektiivsus

Homogeniseerimise eesmärk sõltub selle rakendusmeetodist. Tõhususe hindamise meetodid muutuvad vastavalt.

Stokesi seaduse kohaselt määratakse osakese kasvukiirus järgmise valemiga, kus: v - kiirus

q-gravitatsioonikiirendus p-osakeste suurus η hp-vedeliku tihedus η ip-osakeste tihedus t-viskoossus

Või v = konstant x p 2

Valemist järeldub, et osakeste suuruse vähendamine on tõhus viis kiiruse suurenemise vähendamiseks. Järelikult põhjustab piima osakeste suuruse vähenemine koore aeglasemat settimist.

Analüütilised meetodid

Analüütilised meetodid homogeniseerimise efektiivsuse määramiseks võivad olla
jagatud kahte rühma:

I. Kreemi settimiskiiruse määramine

Vanim viis koore settimisaja määramiseks on võtta proov, lasta sellel teatud aeg seista ja seejärel analüüsida erinevate kihtide rasvasisaldust. USPH meetod põhineb sellel põhimõttel. Näiteks üheliitrist proovi hoitakse 48 tundi, misjärel määratakse rasvasisaldus nii pealmises kihis (100 ml), kui ka ülejäänud piimas. Homogeniseerimist peetakse rahuldavaks, kui rasva massiosa alumises kihis on 0,9 korda väiksem kui ülemises kihis.

NIZO meetod on üles ehitatud samal põhimõttel. Selle meetodi puhul tsentrifuugitakse näiteks 25 ml proovi 30 minutit kiirusel 1000 p/min temperatuuril 40 °C ja raadiusega 250 mm. Seejärel jagatakse 20 ml alumise kihi rasvasisaldus kogu proovi rasvasisaldusega ja tulemus korrutatakse 100-ga. Seda suhet nimetatakse NIZO väärtuseks. Pastöriseeritud piima puhul on see tavaliselt 50–80%.

II. Fraktsiooniline analüüs

Osakeste või tilkade suurusjaotust proovis saab määrata hästi väljatöötatud meetodil, kasutades laserdifraktsiooni seadistust (vt joonis 7), mis saadab laserkiire küvetis asuvasse proovi. Valguse hajumise määr sõltub uuritavas piimas sisalduvate osakeste suurusest ja arvust.

Tulemus on esitatud osakeste suuruse jaotuse graafikute kujul. Rasva massiosa protsent on esitatud osakeste suuruse (rasvakuulikeste suuruse) funktsioonina. Joonisel 8 on näidatud kolm tüüpilist rasvakuulikeste suuruse jaotuse graafikut. Pange tähele, et homogeniseerimisrõhu suurenedes nihkub graafik vasakule.

Energiatarbimine ja selle mõju temperatuurile

Homogeniseerimiseks vajalik elektrienergia sisend on väljendatud järgmise valemiga:

Homogenisaator tootmisliinil

Tavaliselt paigaldatakse homogenisaator liini algusesse, st enne soojusvaheti viimast kuumutussektsiooni. Enamikus tarbijaturu joogipiima tootmiseks mõeldud pastöriseerimisettevõtetes asub homogenisaator pärast esimest regenereerivat sektsiooni.

Steriliseeritud piima tootmisel paigutatakse homogenisaator tavaliselt kaudsoojendusega süsteemis toimuva kõrgtemperatuurse töötlemisprotsessi algusesse ja alati otsekuumutussüsteemis toimuva protsessi lõppu, s.o. paigalduse aseptilises osas pärast toote steriliseerimisala. Sel juhul kasutatakse homogenisaatori aseptilist versiooni, mis on varustatud spetsiaalsete kolvitihendite, tihendite, steriilse kondensaatori ja spetsiaalsete aseptiliste siibritega.

Üle 6-10% rasvamassiosaga ja/või kõrge valgusisaldusega piimatoodete valmistamisel paigaldatakse pärast toote otsese kuumutamisega seadmete steriliseerimissektsiooni aseptiline homogenisaator. Fakt on see, et väga kõrgel töötlemistemperatuuril tekivad kõrge rasva- ja/või valgusisaldusega piimas rasvakuulikeste ja kaseiinimitsellide kogunemine. Pärast steriliseerimissektsiooni asuv aseptiline homogenisaator hävitab need aglomeeritud osakesed.

Täielik homogeniseerimine

Täielik homogeniseerimine on kõige levinum joogipiima ja fermenteeritud piimatoodete tootmiseks mõeldud piima homogeniseerimise meetod. Piima rasvasisaldus ja mõnikord ka sisu
kuivad rasvavabad jäägid (näiteks jogurti valmistamisel) normaliseeritakse enne homogeniseerimist.

Eraldi homogeniseerimine

Eraldi homogeniseerimine tähendab, et põhiosa lõssist ei homogeniseerita. Koor ja väike kogus lõssi homogeniseeritakse. Seda homogeniseerimismeetodit kasutatakse tavaliselt pastöriseeritud joogipiima puhul. Eraldi homogeniseerimise peamine eelis on selle suhteline kuluefektiivsus. Üldine energiatarbimine väheneb ligikaudu 65% võrra, kuna homogenisaatorit läbib vähem piima.

Kuna suurima homogeniseerimise efektiivsuse saab saavutada, kui piim sisaldab vähemalt 0,2 g kaseiini 1 g rasva kohta, on soovitatav maksimaalne rasvasisaldus 12%. Eraldi homogeniseerimisega käitise tunnitootlikkust saab määrata järgmise valemi abil.

Pastöriseeritud normaliseeritud piima (Q sm) toodang tunnis on ligikaudu 9690 liitrit. Kui asendame selle arvu valemiga 2, saame,
et homogenisaatori tunnitootlikkus on ligikaudu 2900 l.,
see tähendab umbes kolmandiku selle koguvõimsusest.

Osaliselt homogeniseeritud piima paigalduse vooskeem on näidatud joonisel 10.

Homogeniseeritud piimatoodete mõju inimorganismile

1970. aastate alguses tuli Ameerika teadlane K. Oster välja hüpoteesiga, et piima homogeniseerimine võimaldab ensüümil ksantiinoksüdaas tungida läbi soolte vereringesüsteemi. (Oksidaas on ensüüm, mis katalüüsib substraatainele hapniku lisamist või sealt vesiniku eraldamist.) Osteri sõnul aitab ksantiinoksüdaas kaasa veresoonte kahjustamise protsessile ja viib ateroskleroosini.

Teadlased lükkasid selle hüpoteesi ümber põhjendusega, et inimkeha ise toodab seda ensüümi tuhandeid kordi suuremas koguses, kui homogeniseeritud piim teoreetiliselt sellesse sisse viia suudaks.

Seega ei saa piima homogeniseerimine kahjustada. Toitumisaspektist vaadatuna ei too homogeniseerimine mingeid erilisi muutusi, välja arvatud ehk see, et homogeniseeritud toodetes lagunevad rasv ja valk kiiremini ja lihtsamini.

Osteril on aga õigus, et oksüdatsiooniprotsessid võivad olla inimorganismile kahjulikud ning toitumine on tervisele oluline.