سالن

هموژنایزر در نظر گرفته شده است: برای همگن سازی چند جزئی و پراکندگی محیط های نامحلول (غیر قابل اختلاط) (که نمی توانند بیش از حد گرم شوند)، به منظور به دست آوردن امولسیون ها و سوسپانسیون های غیر جداکننده بسیار همگن در صنایع غذایی، آرایشی و بهداشتی، دارویی، شیمیایی و سایر صنایع. آنها از بسیاری جهات از بهترین مدلهای خارجی هموژنایزرها پیشی می گیرند و مشابه روسی ندارند.اصل عملکرد هموژنایزر

محیط پمپ شده توسط هموژنایزر به لوله مکش وارد می شود و تحت تأثیر فشار نگهدارنده ذرات درشت و مخلوط هایی که قرار است همگن شوند، روی پروانه دستگاه می افتند، سپس با دریافت شتاب، روی لوله می افتند. واحد همگن کننده در واحد همگن، آنها بین چاقوهای استوانه ای کالیبراسیون چرخان و ثابت روتور و استاتور خرد می شوند. چاقوهای کالیبراسیون چرخشی و ثابت به صورت حلقه ای با سوراخ ساخته می شوند. ذرات (به عنوان مثال، گلبول های چربی) که روی واحد همگن می افتند، تحت تأثیر فشار ایجاد شده توسط نیروی گریز از مرکز، توسط پروانه به بیرون فشرده می شوند و از سوراخ ها عبور می کنند. از آنجایی که سرعت چرخش پروانه و یکی از حلقه ها 3000 دور در دقیقه است. (یا تنظیم شده)، در حین حرکت، گویچه های چربی توسط قسمت متحرک چاقوی حلقه ای (هر سوراخ قسمت چرخان) برش (خرد شدن) تدریجی انجام می شود.

• مزایا.
• تمام قسمت های هموژنایزر که با محصول تماس دارند از آن ساخته شده اند
• فولاد ضد زنگ درجه مواد غذایی با کیفیت بالا AISI 304، AISI 316
• آب بند مکانیکی نصب شده است که عمر مفید و افزایش یافته دارد
• از بین بردن ضایعات محصول
• عملکرد تضمین شده در سطوح بالاتر از آنالوگ های موجود
• شرایط دمایی (تا 115 درجه سانتیگراد).
• در محیط های حاوی اسید و قلیایی عالی عمل می کند.
• گزینه های موجود با محافظت در برابر راه اندازی خشک و با
• موتور ضد انفجار
• امکان طراحی هموژنایزر با ژاکت سرمایشی (گرمایشی).
• تنظیم صاف درجه همگن سازی و بهره وری امکان پذیر است.

دارای قابلیت اتصال به شبکه تک فاز یا سه فاز.

بهره مند شوند. با بهره گیری از مزایای هموژنایزرهایی که تولید می کنیم:

• محصولی با کیفیت بالا تولید کنید.
• به درجه بالایی از پراکندگی دست یابد.
• دستیابی به حفظ طولانی مدت ساختار محصول مشخص شده.
• از هر فن آوری مدرن استفاده کنید.
• طراحی هر خط فن آوری، ترکیب آنها با تجهیزات اضافی از تولید کنندگان دیگر.
• کیفیت بالا، پایداری ساختاری و ماندگاری محصول تا حد زیادی به اندازه پراکندگی ذرات بستگی دارد.
• حداقل اندازه ذرات فقط با هموژنایزرهای مدرن قابل دستیابی است.

هموژنایزر با ژاکت سرمایش (گرمایش).

طراحی شده برای همگن سازی محیط هایی که نمی توانند بیش از حد گرم شوند. مایع خنک کننده به ژاکت عرضه می شود که در تماس با محصول لایه را به گردش در می آورد و خنک می کند. گرمایش ژاکت برای همگن کردن محیط هایی که در دمای اتاق جامد می شوند (یا چسبناک تر می شوند) استفاده می شود. (شکلات، لعاب، خامه، خمیر و غیره). همچنین برای آن دسته از محیط هایی که در آن رشد (مرگ) باکتری ها با افزایش (کاهش) دما مشخص می شود و بالعکس.

حوزه کاربرد هموژنایزرها

هموژنایزر برای تولید محصولات لبنی

کره، شیر، خامه، خامه ترش، ماست، پنیر دلمه، کفیر، شیر تغلیظ شده، پنیر، بستنی، پودر شیر، مخلوط شیر، مارگارین، سس مایونز، کره سبک و ترکیبی، لبنیات زده شده

خط تولید شیر تغلیظ شده

خط تولید شیر کنسرو

هموژنایزر برای تولید محصولات چربی و روغن

مارگارین، سس مایونز، کره سبک و ترکیبی

خط تولید کره و مارگارین

پمپ های مواد غذایی در خط تولید سس مایونز

کارخانه تولید سس مایونز

خط تولید چربی شیر

هموژنایزر برای تولید محصولات قنادی

خامه، فیلینگ، لعاب شکلاتی، کره شکلات، خمیر شکلات آجیلی، شربت

پمپ های مواد غذایی در خطوط تولید آیسینگ شکلاتی

هموژنایزر برای تولید میوه ها و سبزیجات

مربا، مربا، پوره، رب، سس کچاپ، سس، خردل، رب گوجه فرنگی، آب گوجه فرنگی، کنسانتره، خامه، ژله

خط تولید کنسرو میوه ها، رب گوجه فرنگی، سس و سس کچاپ.

خط تهیه انواع سس با تکه های سبزیجات (سس کچاپ، مربا، دمنوش و مارمالاد)

خط تولید آب نمک

خط تولید رب گوجه فرنگی

خط تولید مربا، مربا، کوفیتور میوه

هموژنایزر برای تولید فرآورده های گوشتی

گوشت و جگر، خمیرها و مخلوط های مختلف، امولسیون های سوسیس و کالباس، غذاهای گوشتی و مرغی

هموژنایزر برای تولید محصولات آرایشی و بهداشتی

برای تولید عطر

کرم، شامپو، مومیایی کردن، ژل، پماد، خمیر، شیر، لوسیون

خط تولید لوازم آرایشی و بهداشتی.

خطوط تولید کرم های آرایشی

نصب برای به دست آوردن محصولات آرایشی همگن.

هموژنایزر برای تولید دارو

پماد، امولسیون ها، مخلوط ها، اجزای چسبناک، محلول ها

خط تولید دارو

خط تهیه پماد (کرم) استریل.

خط (نصب) برای استخراج هیدرودینامیکی از مواد گیاهی

هموژنایزر برای تولید محصولات شیمیایی خانگی

چسب، مواد شوینده، مواد شیمیایی خانگی

خط تولید مواد شوینده ظرفشویی

خط تولید مواد شوینده مصنوعی (خمیر)

هموژنایزر برای تولید رنگ و لاک

رنگ، رنگ، لاک، پوشش،

خط تهیه رنگ های پایه آب

هموژنایزر برای تولید مواد شیمیایی و پالایش نفت

محصولات شیمیایی، امولسیون ها و تعلیق های تهاجمی، راه حل های فنی، روغن های فنی، روان کننده ها، سوخت

خط تولید مواد شیمیایی

کارخانه پخش کربن

هموژنایزر برای تولید آبجو و نوشابه

خط ترکیب.

خط تولید آب میوه به روش احیا

مشخصاتهموژنایزر

مدل هموژنایزر	تک مرحله بدون کاپشن
	ص 3	P5.5	P 7.5	ص 11	ص 15	ص 30
	تک مرحله ای کاپشن
	P 3P	P5.5P	P7.5P	P 11P	P15P	P 30P
	دو مرحله ای بدون پیراهن
	ص 3-2	ص 5.5-2	ص 7.5-2	ص 11-2	ص 15-2	ص 30-2
	دو مرحله ای با ژاکت
	P 3-2P	P 5.5-2P	P 7.5-2P	P 11-2P	P 15-2P	P 30-2P
	چهار سرعته
	-	-	-	P 11M	P 15M	P 30M
بهره وری، m3/h	2 - 10	2 - 10	2 - 12	10 - 15
سرعت موتور
فشار ورودی، کیلوگرم بر سانتی متر مربع
قدرت موتور الکتریکی، کیلو وات	3	5,5	7,5	11	15	30
دما، درجه سانتی گراد حداقل - حداکثر
سطح صدا، دسی بل
ویسکوزیته سینماتیکی، نه بیشتر از cSt (بدون پمپ - جریان گرانشی)
وزن، کیلوگرم	42	70	85	109	130	157

Seme از دستگاه هموژنایزر

هموژنایزر APG شناور (پراکنده کننده).

هدف.

هموژنایزر شناور PNG برای همگن سازی محصولات مایع و ویسکوز در صنایع غذایی، آرایشی و بهداشتی و شیمیایی، برای تهیه سس مایونز، گوشت، میوه، خمیر سبزیجات، پوره، شربت طراحی شده است و همچنین می تواند برای تهیه آب مورد استفاده قرار گیرد. رنگ های مبتنی بر و سایر رسانه های مشابه.

هموژنایزر شناور مجهز به موتور دنده ای است که بر روی دیوارها نصب شده و در یک ظرف قرار می گیرد.

از مزایای هموژنایزر غوطه ور می توان به عدم وجود مهر و موم انتهایی و خطوط لوله و در نتیجه قابلیت کار در دماهای بالا، تحرک و توانایی غوطه ور کردن هموژنایزر در ظروف با هر اندازه ای اشاره کرد.

هموژنایزر شناور را می توان به مبدل سرعت چرخش مجهز کرد که با نصب آن می توانید سرعت چرخش را افزایش دهید.

قطعات در تماس با محصول فرآوری شده از فولاد کروم نیکل ساخته شده است.

دامنه کاربرد هموژنایزر شناور:

• صنعت آرایشی و بهداشتی
• برای به دست آوردن محصولات آرایشی همگن (کرم، ژل) و غیره.
• صنایع شیمیایی
• صنایع لبنی
• صنعت میوه و تره بار

مشخصات فنی هموژنایزر شناور

هموژنایزر چند مرحله ای عمودی (دیسپرسر).

هدف.

برای همگن سازی چند جزئی مخلوط ها طراحی شده است. در صنایع لبنی استفاده می شود و همچنین می تواند در صنایع آرایشی و بهداشتی، دارویی، شیمیایی استفاده شود.

دستگاه این یک هموژنایزر چند مرحله ای است، تا 19 مرحله. محصول با حرکت از مرحله ای به مرحله دیگر، به تدریج خرد شده و تا درجه همگن سازی مورد نظر (2...5 میکرون) مخلوط می شود. اثر همگن سازی بر ساختار فیزیکی شیر و فرآورده های لبنی اثر مثبت دارد.
به عنوان استاندارد، سرعت روتور تا 3000 دور در دقیقه است.

می توان آن را به مبدل سرعت مجهز کرد که با نصب آن می توانید سرعت چرخش را تا 6000 دور در دقیقه افزایش دهید.

درجه بالاتر حفاظت در برابر تلفات از طریق مهر و موم. دارای قابلیت اتصال به شبکه تک فاز یا سه فاز.

• هموژنایزر به شما امکان می دهد به موارد زیر دست یابید:
• کاهش اندازه گلبول های چربی که از ته نشین شدن کرم جلوگیری می کند.
• رنگ سفیدتر و اشتها آورتر
• افزایش مقاومت امولسیون روغن و چربی،
• بهبود طعم و عطر،

افزایش ماندگاری لبنیات و محصولات لبنی تخمیری.

قابلیت اطمینان. تمامی قسمت های هموژنایزر در تماس با محصول از فولاد ضد زنگ با کیفیت غذایی AISI 304، AISI 316 ساخته شده است، سیل مکانیکی وارداتی با طول عمر بالا نصب شده است و فاقد قطعات فرسوده می باشد (آب بندی جفت پیستون) .

از بسیاری جهات از مدل های خارجی پیشی گرفته و مشابه روسی ندارد

هموژنایزر کاویتاسیون روتاری

طراحی شده برای همگن سازی چند جزئی محیط های نامحلول برای به دست آوردن امولسیون ها و سوسپانسیون ها در صنایع غذایی، آرایشی و بهداشتی، دارویی، شیمیایی و سایر صنایع، از جمله محصولات ویسکوز.

طراحی خاص هموژنایزر، هندسه خاص محفظه و قطعات کاری دوار عملکرد بالا را تضمین می کند. مواد استفاده شده بهداشتی هستند، طراحی هموژنایزر برای استفاده کاربردی است.

هموژنایزرهای کاویتاسیون روتاری

هموژنایزرهای 4 روتور هیچ آنالوگ در پارامترهای خود ندارند!

مزایا

• تمام قسمت های هموژنایزر در تماس با محصول از فولاد ضد زنگ مرغوب و مرغوب ساخته شده است.
• یک مهر و موم مکانیکی نصب شده است که طول عمر بیشتری دارد و از بین رفتن محصول را حذف می کند.
• عملکرد تضمین شده در دماهای بالاتر از آنالوگ های موجود (تا 115 درجه سانتیگراد).
• عملکرد عالی در محیط های حاوی اسید و قلیایی.
• نصب فشرده و عمودی امکان پذیر است.
• درجه بالایی از محافظت در برابر تلفات از طریق مهر و موم (پوشش هموژنایزر از پوشش موتور جدا شده است).

اصل عملیات

محصول در حال پردازش به لوله مکش عرضه می شود و تحت تأثیر فشار نگهدارنده از لوله فشار تخلیه می شود.

در واحد همگن کننده، محصول بین چاقوهای استوانه ای کالیبراسیون چرخان و ثابت روتور و استاتور خرد می شود. چاقوهای کالیبراسیون چرخشی و ثابت به صورت حلقه ای با سوراخ ساخته می شوند.

ذرات (به عنوان مثال، گلبول های چربی) که روی واحد همگن می افتند، تحت تأثیر فشار ایجاد شده توسط نیروی گریز از مرکز، توسط پروانه به بیرون فشرده می شوند و از سوراخ ها عبور می کنند، جایی که گلبول های چربی به تدریج توسط قسمت متحرک قطع می شوند (له می شوند). چاقوی حلقه ای (هر سوراخ قسمت چرخان) همانطور که حرکت می کنند.

مشخصات فنی هموژنایزر کاویتاسیون چرخشی*

هموژنایزرها (پراکنده کننده ها) آنالوگ وارداتی

تشدید فرآیند 100-600٪!

هموژنایزر امکان پراکندگی، همگن سازی و پمپاژ همزمان محصول را با افزایش فشار خروجی فراهم می کند.

طراحی خاص هموژنایزر (دو محفظه کار)، هندسه خاص بدنه (با عدم وجود "مناطق مرده") و قطعات کاری چرخشی بهره وری بالا را تضمین می کند. مواد استفاده شده بهداشتی هستند، طراحی هموژنایزر برای استفاده کاربردی است.

هموژنایزر بهره وری بالایی دارد، به شما امکان می دهد امولسیون ها و سوسپانسیون های بسیار پایداری به دست آورید، درجه همگن سازی 80٪، اندازه ذرات تا 2 میکرون را فراهم می کند. می تواند در خطوط موجود ساخته شود.

دامنه کاربرد در صنعت:

• لبنیات - پنیر لپه نرم، کفیر، شیر تغلیظ شده، پنیر فرآوری شده، بازسازی پودر شیر، خامه.
• روغن و چربی - روغن های ترکیبی، مارگارین، سس مایونز، خمیرها.
• میوه و سبزیجات - مربا، مربا، سس گوجه فرنگی، سس، دمنوش، پوره، خمیر.
• قنادی - خامه، پر کردن، خمیر شکلات و آجیل، آیسینگ شکلاتی.
• غیر الکلی - آب میوه، شهد، نوشیدنی.
• لوازم آرایشی - کرم، شامپو، مومیایی کردن، ژل، پماد، خمیر دندان.
• داروسازی - پماد، امولسیون، ژل.
• مواد شیمیایی - شوینده ها، چسب ها، لاک ها، جلا دهنده ها، مواد ضد عفونی کننده.

مشخصات فنی هموژنایزر*

* مشخصات ممکن است بنا به درخواست مشتری تغییر کند.

میکسر وکیوم - هموژنایزر.

این نصب یک راکتور خلاء با یک دستگاه اختلاط است که یک هموژنایزر برای گردش مجدد به آن متصل است. پس از بارگیری اجزای اصلی در مخزن راکتور، هوا از سیستم پمپ می شود و نصب به حالت چرخش مجدد روشن می شود که طی آن اجزای بارگذاری شده خرد و مخلوط می شوند. قیف تعبیه شده در سیستم به شما امکان می دهد تا اجزای لازم را در طول فرآیند همگن سازی مجدداً بارگذاری کنید.

مزیت اصلی این طراحی این است که
که به شما امکان می دهد اجزایی را با هم مخلوط کنید که وقتی در هوای آزاد مخلوط می شوند، در طول فرآیند اختلاط سفت می شوند.

تست های کارخانه هموژنایزر

هموژنایزر A1-OGM برای خرد کردن و توزیع یکنواخت گلبول های چربی در شیر و محصولات لبنی مایع و همچنین مخلوط بستنی طراحی شده است. آنها در شرکت های صنایع لبنی در خطوط مختلف فن آوری برای پردازش شیر و تولید محصولات لبنی (خامه ترش، خامه، کفیر، شیر آشامیدنی و غیره) استفاده می شوند. نقشه ابعادی در شکل 5 نشان داده شده است.

شکل 5 - ترسیم ابعادی هموژنایزر A1-OGM

1-تخت؛ 2- سوپاپ ایمنی؛ سر 3 گیج; بلوک 4 پلانجر; 5-فشار سنج سیستم روانکاری؛ 6 - آمپر متر؛ 7-سر همگن

مشخصات فنی هموژنایزر در جدول 2 نشان داده شده است.

جدول 2 - مشخصات فنی هموژنایزر A1-OGM

هموژنایزر از اجزای اصلی زیر تشکیل شده است: مکانیزم میل لنگ با سیستم روانکاری و خنک کننده، بلوک پیستون با سرهای همگن کننده و فشار و یک سوپاپ ایمنی، یک قاب با درایو. هموژنایزر توسط یک موتور الکتریکی با استفاده از یک درایو تسمه V حرکت می کند (شکل 6).

شکل 6 - نمای کلی هموژنایزر A1-OGM:

1-تخت؛ 2-شاخه تخلیه؛ 3-نشانگر روغن؛ مکانیزم 4 لنگ; 5- شاتون؛ 6- آستر؛ 7 انگشت؛ 8 - لغزنده؛ 9 - پیستون 10-همگن کننده سر; بلوک 11 پلانجر; 12 - سیم پیچ; 13-موتور الکتریکی؛ 14 — دال; 15-دستگاه برای کشش تسمه. 16 - پشتیبانی 17- قرقره محرک; 18- قرقره محرک; 19 میل لنگ; 20 تسمه V; 21 - پمپ روغن

مکانیسم میل لنگ هموژنایزر برای تبدیل حرکت چرخشی منتقل شده توسط گیربکس تسمه V از موتور الکتریکی به حرکت رفت و برگشتی پیستون ها طراحی شده است که از طریق مهر و موم های لبه وارد محفظه های کاری بلوک پیستون می شود و مکش ایجاد می کند. و ضربات تخلیه، فشار لازم مایع همگن را در آن ایجاد می کند.

هموژنایزر دارای یک سیستم روانکاری اجباری برای جفت های مالشی با بار سنگین است که در ترکیب با پاشش روغن در داخل محفظه استفاده می شود که انتقال حرارت را افزایش می دهد. روغن موجود در این هموژنایزرها توسط آب لوله کشی از طریق یک سیم پیچ خنک می شود، یک دستگاه خنک کننده که در پایین محفظه قرار داده شده است، و پیستون ها با ریختن آب لوله بر روی آنها از طریق سوراخ های لوله خنک می شوند.

یک بلوک پیستون با استفاده از دو پین به بدنه مکانیزم میل لنگ متصل می شود که برای مکش محصول از خط تغذیه و پمپاژ آن تحت فشار بالا به سر همگن طراحی شده است. یک سر همگن کننده به صفحه انتهایی بلوک پیستون متصل شده است که برای انجام همگن سازی دو مرحله ای محصول با عبور دادن آن تحت فشار بالا از شکاف بین شیر و نشیمنگاه سوپاپ در هر مرحله طراحی شده است.

سر همگن شامل دو سر تک مرحله ای با طراحی مشابه است که به یکدیگر متصل شده و توسط کانالی به هم متصل شده اند که به محصول اجازه می دهد به صورت متوالی از مرحله اول به مرحله دوم عبور کند. هر مرحله از یک سر همگن دو مرحله ای شامل یک بدنه، یک سوپاپ، یک نشیمنگاه سوپاپ و یک دستگاه فشار شامل شیشه، میله، فنر و پیچ فشار با دسته می باشد.

فشار هموژنیزاسیون با چرخاندن پیچ ها تنظیم می شود. هنگام برقراری حالت همگن سازی محصول، 3/4 فشار همگن سازی مورد نیاز در مرحله اول تنظیم می شود و سپس در مرحله دوم با چرخاندن پیچ فشار، فشار تا فشار کاری افزایش می یابد.

قاب یک سازه جوش داده شده از کانال هایی است که با ورق فولادی پوشانده شده است. یک مکانیسم میل لنگ در صفحه بالایی قاب نصب شده است. در داخل قاب، صفحه ای که موتور الکتریکی روی آن نصب شده است به صورت لولایی روی دو براکت نصب شده است. در طرف دیگر، صفحه توسط پیچ هایی پشتیبانی می شود که کشش تسمه های V را تنظیم می کند. قسمت بالایی قاب با پوششی پوشانده شده است که برای محافظت از مکانیسم ها در برابر آسیب طراحی شده است و شکل زیبایی شناختی لازم را به هموژنایزر می دهد.

شیر یا فرآورده های لبنی توسط پمپ به کانال مکش بلوک پیستون وارد می شود. از حفره کاری بلوک، محصول تحت فشار از طریق کانال تخلیه به داخل سر همگن کننده وارد می شود و با سرعت زیاد از شکاف حلقوی تشکیل شده بین سطوح زمینی شیر همگن و نشیمنگاه آن عبور می کند. در این حالت فاز چربی محصول پراکنده می شود.

پس از آن، محصول از سر همگن از طریق یک خط لوله برای پردازش یا ذخیره سازی بیشتر ارسال می شود. ; ; .

هموژنایزر وسیله ای برای تولید سیستم های پراکنده همگن (همگن) است. سیستم ها می توانند تک فاز یا چند فاز باشند، یعنی. در یک محیط پراکنده که معمولاً مایع است، ذرات (معمولاً نامحلول) از یک یا چند ماده جامد یا مایع وجود دارد که به آنها فازهای پراکنده می گویند. اصطلاح "همگن" به این معنی است که فازها به طور مساوی با غلظت یکسان در هر واحد حجم دلخواه محیط توزیع می شوند. سیستم حاصل باید نسبتاً پایدار باشد. برای انجام این کار، در حین همگن سازی، در اکثریت قریب به اتفاق موارد، پراکندگی انجام می شود، یعنی سنگ زنی ذرات فاز.

کاربرد هموژنایزرها در صنایع لبنی

هموژنایزر شیر، گلبول های چربی را خرد می کند. سرعت بالا رفتن آنها به سطح به مربع شعاع آنها بستگی دارد. بنابراین، پس از کاهش ضریب 10، سرعت به ضریب 100 کاهش می یابد. به همین دلیل محصول ته نشین نمی شود و به خامه و شیر بدون چربی جدا نمی شود. ماندگاری آن به میزان قابل توجهی افزایش می یابد.

علاوه بر این، پس از همگن سازی:

• هنگام تهیه مارگارین یا کره، آب و سایر اجزاء به طور مساوی در محیط چرب توزیع می شوند. و در سس مایونز و سالاد چربی در محیط آبی وجود دارد.
• خامه و شیر پاستوریزه از نظر رنگ، طعم و محتوای چربی یکنواخت می شوند.
• کنسرو شیر تغلیظ شده فاز چربی را در طول نگهداری طولانی مدت آزاد نمی کند.
• کفیر، خامه ترش و سایر محصولات شیر ​​تخمیر شده تثبیت می شوند. قوام لخته های پروتئینی بهبود می یابد. پلاگ چربی روی سطح تشکیل نمی شود.
• در پودر شیر کامل، مقدار چربی آزاد که توسط پوسته پروتئین محافظت نمی شود، کاهش می یابد. به همین دلیل، اکسیداسیون سریع آن تحت تأثیر هوای اتمسفر حذف می شود.
• شیر با کاکائو یا پرکننده های دیگر طعم آن را بهبود می بخشد و چسبناک تر می شود. احتمال رسوب گذاری کاهش می یابد.
• نوشیدنی های شیر تخمیر شده، خامه و شیر، طعم پس از آب ندارند. طعم طبیعی شدیدتر می شود.

روشهای فرآیند فیزیکی و انواع اصلی هموژنایزرها

• هل دادن از طریق یک شکاف باریک. واحدهای نوع شیر با پمپ های پیستونی فشار بالا استفاده می شود. چنین دستگاه هایی در صنایع لبنی رایج ترین هستند.
• اختلاط مکانیکی میکسرهایی با چاقو یا دست و پا زدن از جمله همزن های پر سرعت استفاده می شود. ساده ترین مثال، چرخ قهوه یا گوشت کوب برقی است. این همچنین شامل دستگاه های ضربان چرخشی (RPA) می شود. اگرچه تأثیر بر توده های فاز در آنها پیچیده تر است، اما تنها به بارهای ضربه ای و ساینده محدود نمی شود.
• قرار گرفتن در معرض سونوگرافی. تاسیسات اولتراسونیک در اینجا کار می کنند، کاویتاسیون هیجان انگیز در یک محیط پراکنده، که به دلیل آن فاز خرد می شود.

هموژنایزر پلانجر

دستگاه

دستگاه هموژنایزر در شکل نشان داده شده است. 1. سیلندر پیستون 1 از طریق دریچه مکش 3 به لوله ورودی و از طریق دریچه تخلیه 4 به محفظه فشار قوی متصل می شود. یک سوپاپ 7، یک فنر 8 و یک پیچ تنظیم 11. برای کنترل فشار، یک گیج فشار 10 به محفظه متصل است. کانال دارای یک انشعاب به شیر اطمینان 9 است.

نمای بزرگ شده سر همگن در شکل 2 نشان داده شده است. دارای یک سوراخ مدرج (کانال) 1 در نشیمنگاه 5، یک فنر 2، یک سوپاپ 4 با میله 3 و یک پیچ تنظیم 6. نشیمنگاه و شیر به یکدیگر زمین می شوند.

این شیر دارای یک سطح کار مخروطی و کمی زاویه دار یا دیسکی شکل است. در حالت اول ممکن است دارای شیار (شیار) باشد. اگر وجود داشته باشند، همان ها روی زین ساخته می شوند. این باعث افزایش درجه تکه تکه شدن فاز می شود.

مدل هایی وجود دارد که در آن سوپاپ و نشیمنگاه در یاتاقان های نصب شده در یک محفظه ثابت قرار دارند. در این حالت تحت فشار جریان محصول در جهات مختلف می چرخند.

از آنجایی که مایعی که با سرعت زیاد عبور می کند تأثیر شدیدی بر روی شیر و نشیمنگاه دارد، آنها به سرعت فرسوده می شوند. بنابراین، این عناصر از فولادهای به خصوص قوی ساخته شده اند. علاوه بر این، شکل آنها متقارن است. اگر سایش قابل توجهی وجود دارد، کافی است آنها را به طرف دیگر برگردانید و در نتیجه عمر مفید آنها را دو برابر کنید.

پمپ مورد استفاده لزوماً یک پیستون نیست. نکته اصلی این است که فشار بالایی ایجاد می کند. از آنجایی که مکانیسم پیستون منبع یکنواختی را فراهم نمی کند، چندین عدد از آنها در هموژنایزرها قرار می گیرند و شروع چرخه ها در زمان متوالی است. محبوب ترین آنها واحدهای سه پلانجری هستند. در آنها زانوهای روی شفت 120 درجه می چرخند تا سیلندرها به طور متناوب کار کنند. در این حالت ضریب ناهمواری خوراک، یعنی نسبت حداکثر مقدار آن به میانگین برابر با 1.047 است.

نشانگر نزدیک به یکپارچگی به این معنی است که جریان از طریق سر همگن را می توان با یک خطای کوچک پایدار در نظر گرفت. بنابراین، در طول فرآیند همگن سازی، شیر همیشه در وضعیت معلق (باز) قرار دارد. بین آن و صندلی شکافی برای عبور مایع وجود دارد. اندازه آن را نیز می توان بدون در نظر گرفتن انحرافات جزئی از سطح متوسط، ثابت در نظر گرفت. در بسیاری از دستگاه های مدرن، جریان هر پیستون به سر "خود" خود می رود. پس از تکه تکه شدن فاز، آنها در کلکتور خروجی متصل می شوند.

گیج فشار مجهز به دستگاه دریچه گاز است. این باعث کاهش ارتعاشات سوزن ابزار می شود.

اصل عملیات

اصل کار هموژنایزر به شرح زیر است. هنگامی که پیستون برای مکش کار می کند (در شکل - به سمت چپ حرکت می کند)، شیر از طریق دریچه 3 وارد سیلندر 1 می شود. سپس پیستون برای تزریق کار می کند (به سمت راست حرکت می کند) و محصول را از طریق دریچه 4 به داخل محفظه هل می دهد. ، مایع از طریق کانال از محفظه به سر همگن کننده 5 جریان می یابد.

هنگامی که سوپاپ در وضعیت غیر کار قرار دارد، فنر 8 آن را محکم روی صندلی فشار می دهد. شیری که تحت فشار وارد می شود، دریچه را بلند می کند تا شکاف کوچکی بین آن و نشیمنگاه ایجاد شود. با عبور از آن، گلبول های چربی خرد شده، محصول همگن شده و سپس به لوله خروجی می رود.

شکاف معمولاً بزرگتر از 0.1 میلی متر نیست. ذرات شیر ​​در این ناحیه با سرعت حدود 200 متر بر ثانیه (در محفظه تخلیه - فقط 9 متر بر ثانیه) حرکت می کنند. اندازه توده های چربی از 3.5-4.0 میکرون به 0.7-0.8 میکرون کاهش می یابد.

فشار تولید شده توسط پمپ پلانجر بسیار زیاد است. بنابراین، مسدود شدن کانال در صندلی می تواند منجر به تخریب قطعات شود. برای جلوگیری از آسیب، یک شیر اطمینان 9 نصب شده است.

دستگاه با پیچ 11 تنظیم می شود. یکی از ویژگی های اصلی همگن سازی فشار است. هنگامی که پیچ سفت می شود، فنر دریچه را با شدت بیشتری به نشیمنگاه فشار می دهد. به همین دلیل، با افزایش مقاومت هیدرولیکی، اندازه شکاف کاهش می یابد. دستگاه با توجه به قرائت گیج فشار 10 تنظیم می شود.

طبق دستورالعمل هموژنایزر دمای شیر باید در محدوده 50 تا 65 درجه سانتیگراد باشد که اگر کمتر از این محدوده باشد روند ته نشین شدن توده های چربی تسریع می شود. اگر بالاتر باشد، پروتئین های آب پنیر شروع به رسوب می کنند.

افزایش اسیدیته محصول بر کارایی فرآیند تأثیر منفی می گذارد، زیرا در این حالت پایداری پروتئین ها کاهش می یابد. آگلومره تشکیل می شود و خرد کردن توده های چربی دشوار می شود.

در لحظه عبور مایع از شکاف دریچه، به دلیل باریک شدن شدید سطح مقطع کانال، اثر دریچه گاز مشاهده می شود. سرعت جریان چندین برابر افزایش می یابد و به دلیل اینکه انرژی پتانسیل به انرژی جنبشی تبدیل می شود فشار کاهش می یابد.

پس از عبور شیر از سر، برخی از ذرات خرد شده دوباره به هم می چسبند و به صورت کنگلومراهای بزرگتر می شوند. بازده فرآیند کاهش می یابد. برای مبارزه با این پدیده از همگن سازی دو مرحله ای استفاده می شود. دستگاه در شکل نشان داده شده است. 3. تفاوت اساسی با تک مرحله ای وجود دو جفت بدنه کار است مرحله اول 4 و دوم - 12. هر کدام فنر فشار مخصوص به خود را با شیر کنترل 6 دارند.

مرحله دوم، کمکی، درجه تکه تکه شدن فاز را بیشتر افزایش می دهد. برای ایجاد فشار برگشتی کنترل شده و ثابت در سر مرحله اول که اصلی ترین است طراحی شده است. این شرایط فرآیند را بهینه می کند. و همچنین برای انهدام سازندهای نسبتاً ناپایدار. فشار در آن کمتر از فشار اول تنظیم شده است.

همگن سازی تک مرحله ای برای محصولاتی با محتوای چربی کم یا ویسکوزیته بالا در نظر گرفته شده است. دو مرحله ای - با محتوای بالای چربی یا مواد خشک و ویسکوزیته کم. و همچنین در مواردی که لازم است از حداکثر تکه تکه شدن فاز ممکن اطمینان حاصل شود.

تکنولوژی جداگانه

در صنایع لبنی همگن سازی می تواند کامل یا مجزا باشد. در حالت اول تمام مواد اولیه موجود از واحد عبور داده می شود. در دومی ابتدا جدا می شود. خامه حاصل با محتوای چربی 16-20 درصد همگن شده و سپس با شیر بدون چربی مخلوط می شود. و به مرحله بعدی پردازش فرستاده می شوند. این روش باعث صرفه جویی قابل توجهی در مصرف انرژی می شود.

مکانیسم فرآیند پراکندگی فاز در یک دستگاه از نوع شیر

به گفته N.V. Baranovsky، بر اساس مطالعه عوامل هیدرولیکی موثر بر خرد شدن توده های چربی در حین همگن سازی شیر با استفاده از دستگاهی از نوع شیر، نمودار فرآیند زیر پیشنهاد شد (شکل 4).

در نقطه انتقال جریان از کانال نشیمنگاه به شکاف، بین نشیمنگاه و شیر، سطح مقطع جریان به شدت کاهش می یابد. این بدان معناست که طبق یکی از قوانین اساسی هیدرولیک، سرعت حرکت U نیز به سرعت افزایش می یابد، به طور خاص، U0 در نزدیکی چندین متر در ثانیه است. و U1 در ورودی شکاف 2 مرتبه قدر بالاتر، چند صد متر بر ثانیه است.

یک قطره چربی از ناحیه کم به ناحیه سرعت بالا به طور همزمان "یکباره" حرکت نمی کند. قسمت جلویی توپ ابتدا وارد جریان می شود و با سرعت فوق العاده ای در شکاف حرکت می کند. تحت تأثیر سیال سریع، کشیده می شود (قسمت پشتی همچنان به آرامی حرکت می کند) و جدا می شود. توده باقی مانده به آرامی ادامه می دهد (البته، مفهوم "آرامش" در این مورد نسبی است، زیرا کل چرخه یک قطره که از شکاف عبور می کند 50 میکروثانیه طول می کشد) به سمت رابط سرعت حرکت می کند، و بخشی که اکنون در جلو به همان روش قبلی کشیده می شود و همچنین جدا می شود. بنابراین، کل قطره چربی به تدریج در حین عبور از بخش مرزی تکه تکه می شود. این زمانی اتفاق می افتد که تفاوت بین سرعت U0 و U1 به ​​اندازه کافی زیاد باشد.

اگر تفاوت مشخص شده کمتر از یک آستانه مشخص شود، قبل از جدا شدن ذرات، یک مرحله میانی انجام می شود - ابتدا قطره به طناب کشیده می شود. اگر تفاوت حتی کوچکتر باشد، توده چربی بدون تخریب از سطح مشترک سرعت عبور می کند. اما قرار گرفتن در معرض سرعت جریان بالا همچنان آن را به یک حالت ناپایدار به دلیل شکل گیری تغییر شکل های داخلی سوق می دهد. بنابراین، به دلیل نیروهای کشش سطحی و اثرات مکانیکی جت‌های جریان، توپ همچنان به بخش‌های کوچک‌تر متلاشی می‌شود.

هموژنایزر روغن

برای به دست آوردن قوام یکنواخت کره یا پنیر فرآوری شده، از هموژنایزر نرم کننده استفاده می شود. در طی فرآیند پردازش، فاز آبی پراکنده شده و به طور مساوی در کل حجم توزیع می شود. در نتیجه محصول مدت بیشتری نگهداری می شود و طعم آن بهتر می شود. علاوه بر این، زمان صرف شده برای یخ زدایی کاهش می یابد و از دست دادن آب در طول بسته بندی نیز کاهش می یابد.

طراحی دستگاه را می توان با استفاده از نمونه یکی از محبوب ترین مدل های M6-OGA در نظر گرفت (شکل 5). این شامل یک بدنه و یک قاب (شکل 6)، یک قیف گیرنده، که زیر آن پیچ های تغذیه قرار دارد، و یک روتور با 12، 16 یا 24 تیغه است. یک موتور الکتریکی به عنوان درایو استفاده می شود. سرعت چرخش مارپیچ ها توسط یک متغیر کنترل می شود. سرعت زاویه ای روتور ثابت است.

عملکرد هموژنایزر به شرح زیر است. کره را به قطعات بزرگ در قیف قرار می دهند. پیچ ها در جهات مختلف می چرخند، هنگامی که از بالا مشاهده می شوند - یکی به سمت دیگری. با کمک آنها، روغن از طریق روتور عبور می کند، پس از آن، از طریق یک نازل مستطیلی، به داخل قیف دریافت کننده (در شکل نشان داده نشده است) خارج می شود. برای جلوگیری از چسبیدن روغن به قطعات کار، آنها را با یک دستگاه ضربان دار داغ روغن کاری می کنند

اخیراً دستگاه ضربان چرخشی (RPA) به طور فزاینده ای برای فرآوری شیر مورد استفاده قرار گرفته است. چنین هموژنایزر از نظر طراحی و اصول عملکرد مشابه پمپ گریز از مرکز است. تفاوت اصلی در بدنه های کاری است.

RPA به شرح زیر است. یک موتور الکتریکی به عنوان محرک عمل می کند. یک روتور به شکل یک استوانه سوراخ شده به طور سفت و سخت به محور دراز آن ثابت می شود. در انتهای سیلندر، در کنار درب، ممکن است یک پروانه وجود داشته باشد. سوراخ کردن روی آن لازم نیست. داخل درب یک استوانه مشابه وجود دارد، بی حرکت، نقش استاتور را بازی می کند.

شیر از طریق لوله محوری روی درب و روی پروانه تغذیه می شود. این بخش باعث تکه تکه شدن فاز اولیه می شود و مخلوط کاری را تسریع می کند. سپس دومی از سوراخ استوانه متحرک عبور می کند، دوباره تحت تأثیر بارهای برشی و ساینده تا حدی پراکنده می شود و به حفره همگن بین روتور و استاتور ختم می شود. در اینجا علاوه بر شوک، نیروهای دیگری بر روی گلبول های چربی وارد می شوند.

در یک جریان متلاطم که با سرعت زیاد حرکت می کند (این دقیقاً همان چیزی است که در ناحیه کار RPA مشاهده می شود) جریان های میکرووورتکس ایجاد می شود. اگر یک گرداب کروی کوچک به قطره ای از چربی برخورد کند، آن را از بین می برد. تأثیر هیدروآکوستیک نیز وجود دارد. کاویتاسیون شدید که منجر به فروپاشی حباب های هوا می شود، امواج ضربه ای ایجاد می کند که توده های فاز نیز نمی توانند در برابر آن مقاومت کنند.

حداکثر تأثیر دستگاه بر ذرات در لحظه ای حاصل می شود که نوسانات تشدید بین روتور و استاتور رخ می دهد. برای اطمینان از این اثر، لازم است قطر سیلندر متحرک، سرعت چرخش آن و همچنین فاصله بین آن و استاتور محاسبه شود.

پس از منطقه کار، شیر از سوراخ های استاتور عبور می کند و، از قبل همگن شده، از طریق یک لوله خروجی مماس، که معمولاً به سمت بالا هدایت می شود، تخلیه می شود تا اتصال خطوط لوله برای بارگیری مجدد پناهگاه در سیستم گردش مجدد آسان تر شود.

برای افزایش درجه خرد شدن، دستگاه ممکن است چندین جفت "روتور-استاتور" داشته باشد. پس از نصب پوشش، آنها به طور متناوب قرار می گیرند. مدل هایی وجود دارد که در آنها به جای پروانه، یک دیسک سوراخ دار نصب شده است. هموژنایزرهای RPA می توانند زیر آب نیز باشند. به صورت اختیاری، دستگاه مجهز به لوازم جانبی زیر است:

• حفاظت از شروع خشک
• موتور ضد انفجار.
• مسکن با ژاکت گرمایش / سرمایش.
• تنظیم کننده برای تغییر آرام سرعت موتور.
• دستگاه بارگیری (فیدر پیچ)، برای امولسیون ها و سوسپانسیون ها یا اجزای حجیم چسبناک، کم محلول، ناهمگن.
• واحد تخلیه برای تخلیه در یک ظرف شخص ثالث هنگام کار بر اساس یک طرح گردش.
• مهر و موم محور دم مکانیکی ساخته شده از سرامیک کاربید سیلیکون، عمر مفید دستگاه را حتی در هنگام کار با مایعات تهاجمی یا حاوی مواد ساینده افزایش می دهد.

RPA ها می توانند تک فاز یا سه فاز باشند. تمام قطعاتی که با مواد غذایی در تماس هستند از فولاد ضد زنگ AISI 304، AISI 316 یا مشابه داخلی آنها ساخته شده اند. از آنجایی که مایع پراکنده از دستگاه تحت فشار خارج می شود، هموژنایزر RPA به طور همزمان به عنوان یک پمپ گریز از مرکز عمل می کند.

هموژنایزرهای اولتراسونیک

دستگاه (با استفاده از BANDELIN به عنوان مثال). هموژنایزر اولتراسونیک شامل (در شکل 15 - از بالا به پایین) یک ژنراتور RF، یک مبدل اولتراسونیک، "شاخ" و کاوشگر (موج موج) است. ژنراتور HF به یک شبکه خانگی با فرکانس جریان 50 یا 60 هرتز متصل است. این پارامتر را تا 20 کیلوهرتز تقویت می کند. یک مبدل اولتراسونیک، مجهز به یک مدار نوسانی با یک عنصر پیزوالکتریک اندازه گیری، انرژی جریان تولید شده توسط ژنراتور را به نوسانات امواج اولتراسونیک با همان فرکانس تبدیل می کند. دامنه تولید شده ثابت می ماند. اولتراسونیک - به دلیل استفاده از "شاخ" با شکل خاص افزایش می یابد. کاوشگرها در آنها قرار می گیرند و ارتعاشات را به یک ظرف مایع منتقل می کنند. بسته به حجم محیط کار، آنها می توانند مسطح، به شکل مخروط یا "میکرو" با قطر 2 تا 25 میلی متر باشند.

صنعت داخلی همگن کننده های اولتراسونیک را نیز تولید می کند. در میان جدیدترین مدل ها می توان به توسعه I100-6/840 2015 اشاره کرد (شکل 16). دستگاه دارای کنترل دیجیتال، حالت پالس، کنترل دامنه و مجموعه ای از پروب ها می باشد.

اصل عملیات هنگامی که امواج اولتراسونیک از یک مایع عبور می کنند، به طور متناوب، 20000 بار در ثانیه، فشار بالا و پایین در آن ایجاد می کنند. دومی تقریباً برابر با فشار بخار داخلی مایع است که در نتیجه حباب های پر از بخار در آن ظاهر می شود و مایع به جوش می آید. هنگامی که حفره ها فرو می ریزند، اختلاف فشار رخ می دهد و میکروجریان های متلاطم با جریان سریع تشکیل می شوند که قطرات چربی را از بین می برند.

برخی از کارشناسان بر این باورند که تحت تأثیر امواج مافوق صوت، توده ها نه به دلیل کاویتاسیون، بلکه به دلیل این واقعیت است که موج با عبور از قطره چربی در نقاط مختلف، باعث شتاب هایی در ابعاد و جهت های مختلف می شود. در نتیجه نیروهای چند جهتی به وجود می آیند که سعی می کنند توپ را از هم جدا کنند.

هموژنیزاسیون مرحله مهمی در فرآیند فرآوری شیر و سایر محصولات است. با کمک آن، ساختار بهبود می یابد و ماندگاری افزایش می یابد و طعم آن شدیدتر می شود.

فرآورده های شیر تخمیر شده نقش مهمی در تغذیه افراد به ویژه کودکان، سالمندان و بیماران دارد. خواص رژیمی محصولات شیر ​​تخمیر شده اول از همه این است که متابولیسم را بهبود می بخشد، ترشح شیره معده را تحریک می کند و اشتها را تحریک می کند. وجود میکروارگانیسم هایی در ترکیب آنها که می توانند در روده ها ریشه دوانند و میکرو فلور گندیده را سرکوب کنند، منجر به مهار فرآیندهای پوسیدگی و توقف تشکیل محصولات سمی تجزیه پروتئین وارد خون انسان می شود.

یک مرحله مهم در تولید محصولات شیر ​​تخمیر شده، اثر مکانیکی بر روی مواد اولیه است، یعنی. همگن سازی نه تنها از ته نشین شدن چربی جلوگیری می کند، بلکه به تولید فرآورده های شیر تخمیر شده با کیفیت بالا با قوام و طعم بهتر، افزایش قابلیت هضم آن توسط بدن و استفاده کامل تر از چربی و ویتامین های موجود در آن کمک می کند.

هموژنیزاسیون به یک فرآیند تولید استاندارد تبدیل شده است که به طور گسترده به عنوان وسیله ای برای جلوگیری از جدا شدن امولسیون های چربی تحت تأثیر گرانش استفاده می شود. Gaulin که این فرآیند را در سال 1899 توسعه داد، آن را به فرانسوی به عنوان "Fixer lacomposition des liquides" تعریف کرد.

اول، همگن شدن منجر به تجزیه گلبول های چربی به گلبول های بسیار کوچکتر می شود (شکل 1 را ببینید). در نتیجه، خامه شدن کاهش می یابد و تمایل دانه ها به چسبیدن به هم یا تشکیل آگلومراهای بزرگ نیز ممکن است کاهش یابد. شیر همگن عمدتاً به صورت مکانیکی تولید می شود. با سرعت بالا از طریق یک کانال باریک هدایت می شود.

تخریب گلبول های چربی با ترکیبی از عواملی مانند تلاطم و کاویتاسیون به دست می آید. در نتیجه قطر توپ ها به 1 میکرون کاهش می یابد و این با افزایش چهار تا شش برابری سطح میانی بین چربی و پلاسما همراه است. در نتیجه توزیع مجدد ماده غشایی که قبل از تخریب گلبول های چربی را به طور کامل می پوشاند، گلبول های تازه تشکیل شده دارای پوسته های ناکافی قوی و ضخیم هستند. این غشاها همچنین حاوی پروتئین های پلاسمای شیر جذب شده هستند.

فاکس و همکارانش مجتمع چربی-پروتئین بدست آمده از همگن کردن شیر را مورد مطالعه قرار دادند. او ثابت کرد که کازئین جزء پروتئینی مجموعه است و احتمالاً از طریق نیروهای جاذبه قطبی با بخش چربی مرتبط است. او همچنین دریافت که میسل‌های کازئین با عبور از دریچه هموژنایزر فعال می‌شوند و باعث ایجاد استعداد برای تعامل با فاز چربی می‌شوند.

الزامات فرآیند

وضعیت فیزیکی و غلظت بخش چربی در طول همگن سازی بر اندازه گلبول های چربی تأثیر می گذارد. همگن شدن شیر سرد که چربی آن عمدتاً در حالت جامد وجود دارد، عملاً غیرممکن است. فرآوری شیر در دمای 30 تا 35 درجه سانتی گراد منجر به پراکندگی ناقص بخش چربی می شود. زمانی که کل فاز چربی در حالت مایع و در غلظت های طبیعی برای شیر باشد، هموژنیزاسیون واقعاً مؤثر است. غذاهایی با کسر جرمی بالا تمایل به تشکیل انباشته‌های بزرگی از گلبول‌های چربی دارند، به‌ویژه زمانی که غلظت پروتئین‌های آب پنیر کم و محتوای چربی بالا باشد. خامه با محتوای چربی بیشتر از 12 درصد نمی تواند با موفقیت در فشار بالا استاندارد با موفقیت همگن شود زیرا کمبود مواد غشایی (کازئین) باعث می شود که گلبول های چربی به صورت خوشه در کنار هم جمع شوند. برای همگن سازی به اندازه کافی موثر، باید 0.2 گرم کازئین در هر گرم چربی وجود داشته باشد.

فرآیندهای همگن سازی که تحت فشار بالا انجام می شود منجر به تشکیل گلبول های کوچک چربی می شود. با افزایش دمای همگن سازی، پراکندگی فاز چربی به نسبت کاهش ویسکوزیته شیر در دماهای بالا افزایش می یابد.

به طور معمول، همگن سازی در دمای 55 تا 80 درجه سانتی گراد، تحت فشار 10 تا 25 مگاپاسکال (100-250 بار)، بسته به نوع محصول در حال پردازش انجام می شود.

ویژگی های جریان

هنگامی که یک جریان از یک کانال باریک عبور می کند، سرعت آن افزایش می یابد (شکل 2 را ببینید). سرعت افزایش می یابد تا زمانی که فشار استاتیک به سطحی برسد که مایع در آن بجوشد. حداکثر سرعت عمدتاً به فشار ورودی بستگی دارد. با خروج سیال از شکاف، سرعت کاهش می یابد و فشار شروع به افزایش می کند. مایع از جوشیدن متوقف می شود و حباب های بخار منفجر می شوند.

نظریه های همگن سازی

در طول سال‌ها استفاده از فرآیند همگن‌سازی، نظریه‌های زیادی برای توضیح مکانیسم همگن‌سازی در سطوح بالا مطرح شده‌اند.
فشار دو نظریه که سیستم پراکندگی آب- روغن را با قیاس با شیر توضیح می‌دهند، جایی که قطر بیشتر قطرات کمتر از 1 میکرون است، تا به امروز منسوخ نشده‌اند.
آنها توضیحی از تأثیر پارامترهای مختلف بر بازده همگن سازی ارائه می دهند.

تئوری تخریب توپ ها توسط گرداب های متلاطم ("Microvortices") بر این واقعیت استوار است که تعداد زیادی ریزگردهای آشفته در مایعی که با سرعت بالا حرکت می کند ایجاد می شود.

اگر یک ریز جریان متلاطم با قطره ای متناسب با آن برخورد کند، قطره دوم از بین می رود. این تئوری به ما اجازه می دهد تا تغییرات در نتایج همگن سازی را زمانی که فشار اعمال شده تغییر می کند، پیش بینی کنیم. این ارتباط در بسیاری از مطالعات یافت شده است.

از سوی دیگر، تئوری کاویتاسیون بیان می کند که قطرات چربی توسط امواج ضربه ای ایجاد شده در اثر انفجار حباب های بخار از بین می روند. بر اساس این نظریه، همگن شدن زمانی اتفاق می افتد که مایع از شکاف خارج شود. بنابراین فشار برگشتی مورد نیاز برای کاویتاسیون در این مورد از اهمیت بالایی برخوردار است. این در عمل تایید شده است. با این حال، همگن شدن بدون کاویتاسیون امکان پذیر است، اما در این مورد کمتر موثر است.

شکل 3 تخریب گلبول های چربی در مراحل اول و دوم همگن سازی.
1 بعد از مرحله اول
2 بعد از مرحله دوم

همگن سازی یک مرحله ای و دو مرحله ای

هموژنایزرها را می توان به یک سر همگن یا دو سر متصل به هم مجهز کرد. از این رو نام: همگن سازی تک مرحله ای و همگن سازی دو مرحله ای. هر دو سیستم در شکل های 5 و 6 نشان داده شده اند. با همگن سازی تک مرحله ای، کل افت فشار استفاده می شود.
در یک مرحله با همگن سازی دو مرحله ای، کل
فشار قبل از مرحله اول P 1 و قبل از مرحله دوم P 2 اندازه گیری می شود.

برای دستیابی به راندمان همگن سازی بهینه، معمولاً از گزینه دو مرحله ای استفاده می شود. اما اگر نسبت P 2: P 1 تقریباً 0.2 باشد، نتایج مورد نظر را می توان به دست آورد. برای همگن سازی از نسخه تک مرحله ای استفاده می شود

• محصولات با محتوای چربی کم،
• محصولاتی که نیاز به ویسکوزیته بالا دارند (تشکیل آگلومراهای خاص).
• در محصولاتی که به ویسکوزیته پایین نیاز دارند
• برای دستیابی به حداکثر راندمان همگن سازی (میکرونیزاسیون).

شکل 3 شکل گیری و تخریب خوشه های گلبول چربی را در مرحله دوم همگن سازی نشان می دهد.

تأثیر همگن سازی بر ساختار و خواص شیر

اثر همگن سازی بر ساختار فیزیکی اثر مثبت دارد
و خواص شیر و در موارد زیر نمایان می شود:

• کاهش اندازه گویچه های چربی که از ته نشین شدن کرم جلوگیری می کند
• رنگ سفیدتر و اشتها آورتر
• افزایش مقاومت در برابر اکسیداسیون چربی
• بهبود عطر و طعم
• افزایش ایمنی محصولات شیر ​​تخمیری ساخته شده از شیر هموژن.

با این حال، همگن سازی معایب خاصی نیز دارد. از جمله:

• عدم توانایی در جداسازی شیر همگن
• کمی افزایش حساسیت به نور - هم نور خورشید و هم لامپ های فلورسنت - می تواند منجر به به اصطلاح طعم خورشید شود.
• کاهش پایداری حرارتی - به ویژه هنگام آزمایش مرحله اول همگن سازی، همگن سازی شیر بدون چربی و در موارد دیگری که به تشکیل تجمع گلبول های چربی کمک می کند، مشخص می شود.
• شیر برای تولید پنیرهای نیمه سخت و سفت نامناسب است، زیرا کشک آب پنیر را ضعیف جدا می کند.

هموژنایزر

برای اطمینان از حداکثر راندمان همگن سازی معمولاً به هموژنایزرهای فشار بالا نیاز است.

محصول وارد واحد پمپ می شود، جایی که فشار آن توسط یک پمپ پیستونی افزایش می یابد. سطح فشار تولید شده به فشار برگشتی بستگی دارد که با فاصله بین پیستون و صندلی در سر همگن تعیین می شود. فشار P 1 همیشه به معنای فشار همگن سازی است. P 2 فشار معکوس اولین مرحله همگن یا فشار در ورودی به مرحله دوم است.

شکل 4 هموژنایزر یک پمپ فشار قوی بزرگ با یک دستگاه فشار برگشتی است.
1 موتور محرک اصلی
2 درایو تسمه V
3 نشانگر فشار
4 مکانیسم میل لنگ
5 پیستون
6 مهر و موم پیستون
7 بلوک پمپ فولادی ضد زنگ ریخته گری
8 سوپاپ
9 سر همگن
10 سیستم هیدرولیک

شکل 5 همگن سازی تک مرحله ای. نمودار سر همگن:
1 سوپاپ
2 حلقه ضربه
3 زین
4 درایو هیدرولیک

پمپ فشار قوی

پمپ پیستونی توسط یک موتور الکتریکی قدرتمند (مورد 1 در شکل 4) از طریق میل لنگ و میله های اتصال به حرکت در می آید - این انتقال چرخش موتور را به حرکت رفت و برگشتی پیستون های پمپ تبدیل می کند.

پیستون ها (مورد 5) در بلوک سیلندر فشار قوی حرکت می کنند.
آنها از مواد با مقاومت بالا ساخته شده اند. پیستون ها مجهز به آب بند دوبل هستند. آب برای خنک کردن پیستون ها به فضای بین مهر و موم ها وارد می شود. میعانات داغ نیز می تواند برای جلوگیری از آلودگی مجدد محصول به میکروارگانیسم ها در حین کار هموژنایزر در آنجا عرضه شود. همچنین می توان از میعانات داغ برای حفظ شرایط تولید آسپتیک محصول در حین کار هموژنایزر استفاده کرد.

سر همگن

شکل 5 و 6 سر همگن و سیستم هیدرولیک آن را نشان می دهد. پمپ پیستونی، بسته به نوع محصول، فشار شیر را از 300 کیلو پاسکال (3 بار) در ورودی به فشار همگن سازی 10-15 مگاپاسکال (100-240 بار) افزایش می دهد. فشار در ورودی به مرحله اول قبل از مکانیسم (فشار هموژنیزاسیون) به طور خودکار ثابت نگه داشته می شود. فشار روغن روی پیستون هیدرولیک و فشار هموژنیزاسیون روی سوپاپ یکدیگر را متعادل می کنند. هموژنایزر بدون در نظر گرفتن نسخه تک مرحله ای یا دو مرحله ای به یک مخزن روغن معمولی مجهز است. با این حال، در یک هموژنایزر دو مرحله ای دو سیستم هیدرولیک وجود دارد که هر کدام پمپ مخصوص به خود را دارند. فشار همگن جدید با تغییر فشار روغن تنظیم می شود. فشار همگن روی گیج فشار بالا نشان داده شده است.

فرآیند همگن سازی در مرحله اول اتفاق می افتد. دومی عمدتاً دو هدف را دنبال می کند:

ایجاد یک فشار برگشتی ثابت و کنترل شده در جهت مرحله اول و در نتیجه شرایط همگن سازی بهینه را تضمین می کند

تخریب خوشه های چسبنده از گلبول های چربی که بلافاصله پس از همگن سازی تشکیل شده اند (شکل 3 را ببینید).

توجه داشته باشید که فشار همگن شدن فشار بالادست مرحله اول است نه افت فشار.

قطعات سر همگن بر روی یک ماشین سنگ زنی دقیق پردازش می شود. حلقه ضربه به گونه ای در جای خود قرار می گیرد که سطح داخلی آن عمود بر خروجی از شکاف باشد. صندلی با زاویه 5 درجه اریب شده است تا شتاب کنترل شده ای را برای محصول فراهم کند، بنابراین از سایش شتابی که در غیر این صورت رخ می دهد جلوگیری می کند.

شیر تحت فشار بالا بین نشیمنگاه و شیر نفوذ می کند. عرض شکاف تقریباً 0.1 میلی متر است که 100 برابر قطر چربی است. فشار تولید شده توسط پمپ پیستونی به انرژی جنبشی تبدیل می شود. مقداری از این انرژی پس از عبور از مکانیسم، دوباره به فشار تبدیل می شود. قسمت دیگر به صورت گرما آزاد می شود. هر 40 بار افت فشار پس از عبور از مکانیزم، دما را 1 درجه سانتی گراد افزایش می دهد. همگن سازی به کمتر از 1 درصد از این انرژی نیاز دارد، با این حال همگن سازی با فشار بالا کارآمدترین روش موجود امروزی است.

شکل 6
همگن سازی دو مرحله ای
1 مرحله اول
2 مرحله دوم

کارایی همگن سازی

هدف همگن سازی به روش کاربرد آن بستگی دارد. روش‌های ارزیابی اثربخشی بر این اساس در حال تغییر هستند.

مطابق با قانون استوکس، سرعت رشد یک ذره با فرمول زیر تعیین می شود، که در آن: v - سرعت

q-شتاب گرانشی p-اندازه ذرات η hp- چگالی مایع η ip- چگالی ذرات t- ویسکوزیته

یا v = ثابت x p 2

از فرمول به دست می آید که کاهش اندازه ذرات یک راه موثر برای کاهش افزایش سرعت است. در نتیجه، کاهش اندازه ذرات در شیر منجر به کندتر ته نشین شدن خامه می شود.

روش های تحلیلی

روش های تحلیلی برای تعیین راندمان همگن سازی می تواند باشد
به دو گروه تقسیم می شوند:

I. تعیین میزان ته نشینی خامه

قدیمی ترین روش برای تعیین زمان ته نشین شدن خامه این است که یک نمونه بردارید، بگذارید برای مدت معینی بماند و سپس میزان چربی در لایه های مختلف آن را تجزیه و تحلیل کنید. روش USPH بر این اصل استوار است. به عنوان مثال، یک نمونه یک لیتری به مدت 48 ساعت نگهداری می شود و پس از آن میزان چربی در لایه بالایی (100 میلی لیتر) و همچنین در بقیه شیر مشخص می شود. اگر کسر جرمی چربی در لایه پایینی 0.9 برابر کمتر از لایه بالایی باشد، هموژنیزاسیون رضایت بخش در نظر گرفته می شود.

روش NIZO بر اساس همین اصل ساخته شده است. در این روش نمونه ای به حجم 25 میلی لیتر به مدت 30 دقیقه با سرعت 1000 دور در دقیقه در دمای 40 درجه سانتی گراد و شعاع 250 میلی متر سانتریفیوژ می شود. سپس محتوای چربی لایه زیرین 20 میلی لیتری بر میزان چربی کل نمونه تقسیم می شود و نتیجه در 100 ضرب می شود. این نسبت مقدار NIZO نامیده می شود. برای شیر پاستوریزه معمولاً 50-80٪ است.

II. تحلیل کسری

توزیع اندازه ذرات یا قطرات در یک نمونه را می توان با یک روش به خوبی توسعه یافته با استفاده از تنظیم پراش لیزری تعیین کرد (شکل 7 را ببینید)، که یک پرتو لیزر را به داخل نمونه واقع در یک کووت می فرستد. درجه پراکندگی نور به اندازه و تعداد ذرات موجود در شیر مورد آزمایش بستگی دارد.

نتیجه در قالب نمودارهای توزیع اندازه ذرات ارائه شده است. درصد کسر توده چربی به عنوان تابعی از اندازه ذرات (اندازه کروی چربی) ارائه می شود. شکل 8 سه نمودار معمولی از توزیع اندازه گلبول های چربی را نشان می دهد. توجه داشته باشید که با افزایش فشار همگن، نمودار به سمت چپ تغییر می کند.

مصرف انرژی و تاثیر آن بر دما

توان الکتریکی ورودی مورد نیاز برای همگن سازی با فرمول زیر بیان می شود:

هموژنایزر در خط تولید

به طور معمول هموژنایزر در ابتدای خط، یعنی قبل از بخش گرمایش نهایی مبدل حرارتی نصب می شود. در اکثر کارخانه های پاستوریزاسیون برای تولید شیر آشامیدنی برای بازار مصرف، هموژنایزر بعد از اولین بخش احیا کننده قرار دارد.

در تولید شیر استریل، هموژنایزر معمولاً در ابتدای فرآیند پردازش در دمای بالا که در یک سیستم گرمایش غیرمستقیم انجام می‌شود، و همیشه در انتهای فرآیند در یک سیستم گرمایش مستقیم قرار می‌گیرد، یعنی. در قسمت آسپتیک نصب پس از منطقه استریل کردن محصول. در این مورد، از یک نسخه آسپتیک هموژنایزر، مجهز به مهر و موم پیستون، واشر، کندانسور استریل و دمپرهای آسپتیک ویژه استفاده می شود.

در موارد تولید لبنیات با کسر توده چربی بیش از 6-10% و/یا با محتوای پروتئین بالا، پس از بخش استریلیزاسیون تاسیسات با حرارت مستقیم محصول، هموژنایزر آسپتیک نصب می شود. واقعیت این است که در دمای پردازش بسیار بالا، تجمع گلبول‌های چربی و میسل‌های کازئین در شیر با محتوای چربی و/یا پروتئین بالا تشکیل می‌شود. یک هموژنایزر آسپتیک که بعد از بخش استریلیزاسیون قرار دارد این ذرات آگلومره شده را از بین می برد.

همگن سازی کامل

همگن سازی کامل رایج ترین روش همگن کردن شیر آشامیدنی و شیری است که برای تولید فرآورده های شیری تخمیری در نظر گرفته شده است. مقدار چربی شیر و گاهی اوقات مقدار آن
باقیمانده های خشک بدون چربی (مثلاً در تولید ماست) قبل از همگن شدن نرمال می شوند.

همگن سازی را جدا کنید

همگن شدن جدا به این معنی است که قسمت عمده شیر بدون چربی همگن نیست. خامه و مقدار کمی شیر بدون چربی همگن می شوند. این روش همگن سازی معمولاً برای شیر آشامیدنی پاستوریزه استفاده می شود. مزیت اصلی همگن سازی جداگانه مقرون به صرفه بودن نسبی آن است. به دلیل عبور شیر کمتر از هموژنایزر، مصرف کلی انرژی تقریباً 65٪ کاهش می یابد.

از آنجایی که بیشترین کارایی همگن سازی را می توان به دست آورد اگر شیر حاوی حداقل 0.2 گرم کازئین در هر 1 گرم چربی باشد، حداکثر محتوای چربی توصیه شده 12٪ است. بهره وری ساعتی نصب که در آن همگن سازی جداگانه انجام می شود را می توان با استفاده از فرمول زیر تعیین کرد.

میزان تولید شیر نرمال پاستوریزه (Q sm) در ساعت تقریباً 9690 لیتر خواهد بود. اگر این رقم را با فرمول 2 جایگزین کنیم، به دست می آید:
که بهره وری ساعتی هموژنایزر تقریباً 2900 لیتر است.
یعنی حدود یک سوم کل ظرفیت آن.

نمودار جریان در نصب شیر نیمه هموژن شده در شکل 10 نشان داده شده است.

تاثیر لبنیات همگن بر بدن انسان

در اوایل دهه 1970، دانشمند آمریکایی K. Oster این فرضیه را مطرح کرد که همگن سازی شیر به آنزیم گزانتین اکسیداز اجازه می دهد تا از طریق روده ها به سیستم گردش خون نفوذ کند. (اکسیداز آنزیمی است که افزودن اکسیژن به یک ماده سوبسترا یا انتزاع هیدروژن از آن را کاتالیز می کند.) به گفته اوستر، گزانتین اکسیداز به روند آسیب به عروق خونی کمک می کند و منجر به تصلب شرایین می شود.

این فرضیه توسط دانشمندان رد شد به این دلیل که بدن انسان خود هزاران برابر بیشتر از مقداری از این آنزیم تولید می کند که شیر همگن می تواند به صورت تئوری وارد آن شود.

بنابراین، همگن شدن شیر ضرری ندارد. از نظر تغذیه ای، همگن شدن تغییر خاصی ایجاد نمی کند، به جز اینکه در محصولات همگن شده، چربی و پروتئین سریعتر و راحت تر تجزیه می شوند.

با این حال، اوستر درست می گوید که فرآیندهای اکسیداسیون می تواند برای بدن انسان مضر باشد و رژیم غذایی برای سلامتی مهم است.