Технология производства сухого молока

 

     За  мікробіологічними показниками  сухе знежирене молоко повинно відповідати  нормам, вказаним у таблиці 1.7. 

     Таблиця 1.7.

     Мікробіологічні показники якості молока сухого знежиреного.

 

      2 Експериментальні дослідження 

     2.1. Обєкт , предмет , схема дослідження 

     Мета та завдання: - Дослідити процес сушіння харчових продуктів у псевдозрідженому шарі, визначити переваги та недоліки цього методу.

     Постановка проблеми у загальному вигляді. Псевдозріджений шар має суттєві переваги перед нерухомим шаром. Вони полягають у наступному [1; 2]: вирівнювання температури частинок за об'ємом; інтенсивне перемішування частинок; невеликий гідравлічний опір; текучість шару дозволяє утворювати апарати непереривної дії, зростання поверхні тепло- і масовіддачі внаслідок використання частинок малого діаметра; простота улаштування апаратів і можливість їх Механізації й автоматизації; під час сушіння вологих матеріалів досягається значна питома продуктивність камери за упареною вологою, яка в десятки разів перевищує камерні та розпилювальні сушарки. 

     2.2 Методика досліджень 

     Для дослідження процесу сушіння харчових продуктів була розроблена і створена лабораторна модель сушарки з об'ємом камери 1,6 л, схема якої показана на рис 2.

     Залежно від виду висушуваного матеріалу в схему можуть вноситися зміни. Так під час сушіння рідких матеріалів, молока і молочних продуктів, псевдозріджений шар складається із частинок інертного носія у нашому випадку - фторопластової крихти. Під час сушіння сипких матеріалів використовується фторопластова крихта еквівалентним діаметром de =3,4 мм. Під час сушіння сипких матеріалів використовується шар із частинок висушеного матеріалу [4].

 

     

     Рис 2. Лабораторна сушарка з псевдозрідженим шаром

     1 - сушильна камера; 2 - інертний носій; 3 - відбійна сітка; 4 - дозатор; 5,7 -нагнітальний та всмоктуючий вентилятор; 6 - калорифер; 8 - циклон; 9 - затвор; 10 - шток; 11- збірник продукту 

     Сушарка із псевдозрідженим шаром складається із сушильної камери (1) об'ємом 1,6 л циліндрично-конічної форми. У нижній частині залягає інертний носій (2) у вигляді частинок фторопласту височиною З0...50 мм. Для попередження виносу частинок у верхній частині розташована відбійна сітка (3) розміром 1x1 мм. Матеріал дозується або крапельницею (4) для рідини, або дозатором для сипких матеріалів.

     У камеру (1) подається повітря за допомогою нагнітального та всмоктуючого (7) вентиляторів, яке підігрівається за допомогою калорифера (6). Частинки сухого молока із камери (1) потрапляють у пиловловлювач (8) циклонного типу, де відділяються від повітря і осипаються через клапан (9), який відкривається штоковим механізмом (10) із пружиною, у збірник продукту (11). Сушіння рідкого матеріалу здійснюється так: рідина у вигляді суспензії або емульсії подається у вигляді краплин із ємкості (4) у сушильну камеру (1), де вологий матеріал напилюється на поверхні інертного носія (2). Під дією повітря фторопластова крихта переходить у стан псевдозрідження. Для конічних апаратів такий стан має особливості в тому, що в приосьовій зоні піднімається повітря з частинками носія малої концентрації у пристінній зоні частинки спускаються вниз у концентрованому стані. Такий процес називається фонтануванням, а шар - фонтануючим. Під дією нагрітого повітря вологий матеріал на поверхні частинок носія швидко висихає, а потім стирається з їх поверхні через відносно інтенсивний рух частинок поміж собою. Сухий дрібнодисперсний матеріал ; підхвачується повітрям і виноситься в систем пиловловлення (8). Для того, щоб сухий продукт знаходився в охолодженому стані, воно відокремлюється від нагрітого повітря клапанним затвором (9), зсипаючись у збірник продукту (11), який має вигляд банки ємністю 0,5 л. Відпрацьоване повітря направляється в атмосферу вентилятором (7). Сухий продукт являє собою порошок із розміром частинок 10... 100 мкм, який не потребує подальшого розмолу.

     Під час сушіння пастоподібних матеріалів використовується сушильна камера, її конструкція показана на рис. 2.1. [5].

 

     

     Рис. 2.1. — Сушильна камера для сушіння сипких матеріалів:

     1 - корпус; 2 - інертний носій; З - сітка; 4 — воронка; 5 - пружина; 6 — стакан; 7 — вікна; 8 - клапан; 9 — гайка

     Камера має циліндро – конічний корпус (1). Інертний носій або шар вологого продукту розташовано внизу камери на решітці (3) Вологий матеріал подається у воронку (4), а потім під дією розрядження та пружинного дозатора (5) зсипається по трубі в фонтануючий шар (2). Висушений матеріал у вигляді пилу з повітрям виноситься у вікна з лопатками (7) і в стакані (6) набуває обертального руху. Під дією відцентрових сил найбільш великі частинки продукту і фторопластової крихти зсипаються на клапан (8). 

     Такі частинки періодично вивантажуються в камеру шляхом обертання воронки (4). Таким чином, у цій конструкції камери стакан (6) з корпусом (1) і вікнами (7) виконує призначення відбійної сітки , з меншим опором та більшим отвором і поверхнею для проходження повітря. Відпрацьоване повітря через патрубок потрапляє в циклон. У цій конструкції камери передбачається додаткова механічна дія пружини (5) на шар носія (2). Це дає можливість зменшити накопичення матеріалу на поверхні носія і в камері.  

     2.3 Результати досліджень 

     Показники процесу сушіння молока різного виду представлені в табл.2

     У сушарці висушували молоко різної жирності та модифікації за температури на вході в камеру 100... 110 °С. На виході, як результат випаровування вологи, температурна знижувалась до 50...70 ˚С. Вологість сухого молока складає 0,2...0,7%, що показує деяку можливість зменшення температури на виході із камери.

     Показники всіх зразків молока за розчинністю і вологою відповідають стандарту [6]. (до 3...4%). Енергетичні показники є найвищими під час сушіння знежиреного молока до 0,5%, яке перед сушінням випаровувалось приблизно наполовину. Показники питомої продуктивності за умов сушіння даним методом майже у 10 разів вище, ніж у розпилювальних камерах (табл. 2). 

     _{Табл. 2}

     _{Показники процесу сушіння рідкого молока}

 

     Експериментальні дослідження визначення швидкостей фонтанування проводились у камері, наведеній на рис. 15 Кут нахилу конічної стінки складав27,2˚ діаметри отвору входу d₀=50мм. Як інертний носій використовувалась крихта з еквівалентним діаметром d0= 3,4 мм. Висоту шару приймали Н₁=30 мм, Н₂=50 мм. Відповідно діаметри верхньої частини d_в1=65 мм, d_в2=65 мм. Результати співставлення екcпериментальних і теоретичних даних зі швидкості фонтанування наведено в табл.2,2. Із яких видно, що похибка розрахунку швидкості фонтанування складає в середньому 24%  

     Табл. 2.1.-

     Швидкості фонтанування фторопластової крихти

     d_e=3,4 мм, H₁=30 мм.

 

     2.4 Висновки 

     Проведені дослідження процесу сушіння молока в сушарках з псевдозрідженим шаром інертного носія. В якості інертного носія використовувались частинки фторопластової крихти. Найкращі показники якості та економічності енергетичних витрат досягнуті при сушінні молока жирністю 0,5% з упаренням частки вологи перед сушінням.

     Одержано рівняння розрахунку швидкостей стійкого фонтанування.

 

      3. Технологічні розрахунки процесу 

     3.1 Продуктові розрахунки 

     Продуктовий розрахунок молочних продуктів з  молока незбираного та молока знежиреного, нормалізація методом змішування. 

     Схема технологічного напрямку переробки сировини:

       

       
 

     

     

     

     

     

     

       
 

       

       
 
 

 

      За даним норм проектування режим  роботи цеху по виробництву сухого незбираного та сухого знежиреного молока слідуючий:

• кількість умовної доби максимального навантаження протягом року – 240 діб;
• розрахункова кількість змін роботи в добу максимального навантаження – 2,7 змін;
• кількість змін за рік – 2,7*240=648;
• кількість годин роботи на рік – 648*8=5184

     Розподіл  готового продукту за асортиментом поданий  в таблиці 3. 

     Таблиця 3.

     Розподіл  продуктів за асортиментом