Гидродинамическая технология в молочной промышленности: новое качество, новые продукты

Ниже речь пойдет о новой технологической платформе применения явлений гидромеханики сотрудниками украинского предприятия «Институт «ТЕКМАШ» для осуществления основных процессов молокоперерабатывающей промышленности: тепловой обработки (пастеризации), гомогенизации и перемешивания.

Гидромеханика - наука о движении жидкости с большими скоростями. Такому быстрому движению жидкость сопротивляется турбулентным трением, или попросту турбулентностью. Увеличим скорость еще, и жидкость начнет закипать при низких температурах в узких местах, в кранах и т.д. Возникнет так называемая кавитация - явление, хорошо известное пищевым инженерам по работе, например, плунжерных гомогенизаторов. И турбулентные, и кавитационные явления сопровождаются интенсивным нагревом жидкости, и если создать соответствующие условия, то можно достичь температур пастеризации или стерилизации различных пищевых жидкостей. Используя различные конструктивные решения одновременно с нагревом, можно эффективно смешивать разные типы пищевых жидкостей, диспергировать твердые частицы в потоке основной жидкости, эмульгировать животный или растительный жир, аэрировать или деаэрировать воздух или иные газы и еще многое другое.

Обычно для осуществления набора таких операций достаточно одного, редко двух аппаратов, экономящих деньги, энергию и человеческий труд. Аппараты, а называются они гидродинамическими, не имеют поверхностей нагрева, нагрев идет равномерно по всему объему обрабатываемой жидкости, что исключает ее термодеструкцию на конвективных поверхностях. Вот и получается, что, например, молочный камень при перегреве продукта не выпадает, не образуется накипь или какие-либо отложения. Такие аппараты легко моются, не создавая проблем обслуживающему персоналу. Существует режим самомойки без использования затрат на недешевую CIP-мойку, хотя он и не исключает ее в случае необходимости и желания заказчика.
За счет схлопывания кавитационных пузырьков рвутся оболочки бактерий, и температуры 78-80?С вполне достаточно для полного уничтожения опаснейшего возбудителя кишечных инфекций - палочки Коха, которая, как известно, гибнет при температуре 90-95⁰С. Специалистам понятно, что снижение температуры обработки на 2-3? приводит к улучшению органолептики и качества конечного продукта в 2 и более раз!

Гидротермодинамические аппараты оказались на редкость экономны: для тепловой обработки и гомогенизации 1000 л молока достаточно всего 10-12 киловатт-час электроэнергии. При этом аппарат параллельно еще и перемешивает нагреваемый продукт и осуществляет его гомогенизацию. Для примера укажем, что, согласно рекламным материалам (http://www.geagroup.com), один из мировых лидеров молочного машиностроения немецкая компания GEA затрачивает около 30 киловатт-час на процесс пастеризации. Добавьте к этому еще 15 кВт на гомогенизацию, и суммарные затраты составят около 40-45 киловатт-час на 1000 л обрабатываемой продукции, что в 2-3 раза больше!
Независимо от мощности и степени автоматизации выпускаемого оборудования, точность поддержания заданной температуры составляет не более 0,3?С, что позволяет получать гарантированно высокое качество конечного продукта.

Можно ли погасить котельную завода?

Отказ от пара и перегретой жидкости и перевод молокозавода только на электрическую энергию стал возможен благодаря комплексному использованию гидродинамических нагревателей ТЕК. Для малых и средних предприятий, перерабатывающих от 10 до 70-80 т молока в день, достаточно нескольких гидродинамических нагревателей типа ТЕК-4 мощностью 45 кВт для обеспечения завода горячей водой и 1-2 пастеризаторов - гомогенизаторов типа ТЕК-ПГ мощностью от 15 до 45 кВт. Отказ от пара и «обогрева улицы» из-за его нерационального использования позволяет упростить и удешевить производство молочной продукции.

Про отопительные нагреватели подробнее подробнее здесь...

Молоко и кисломолочные продукты

Пастеризаторы - гомогенизаторы позволяют производить от 500 до 6000 л/час молока, кефира, йогурта и других кисломолочных продуктов. Энергетические мощности меняются соответственно от 5,5 до 55 кВт. Коэффициент полезного действия таких аппаратов лежит в пределах 85-90%, увеличиваясь с ростом их производительности. Работа аппаратов возможна как в полуавтоматическом режиме (с обязательным контролем температуры пастеризации), так и в полностью автоматическом с использованием PLC, если, конечно, позволит «карман» заказчика.

Более детально про пастеризаторы подробнее здесь...

Сливки и мороженые смеси

Здесь вопросы гомогенизации совместно с тепловой обработкой приобретают особую остроту, так как обеспечить достаточную однородность высокожирных смесей непросто. Использование нескольких know-how позволило ТЕКМАШу осуществлять эффективную 98-100% гомогенизацию с одновременной пастеризацией (а если надо, то и стерилизацией) 20-30% сливок и высокожирных мороженых смесей с 20- и более процентным содержанием молочных и растительных жиров. При производстве мороженых смесей ТЕКи обеспечивают также эффективное измельчение сухих яичных и молочных порошков, способствуют их разбуханию и врабатыванию в пищевую жидкость.
Отказ от дорогих и капризных плунжерных гомогенизаторов упрощает и удешевляет производственный процесс на десятки и более процентов!

Сгущенное и восстановленное молоко. Мини-заводы

И в первом и во втором случаях для получения качественного продукта необходимо создать условия для разбухания его белковой составляющей в виде СОМа или сухой сыворотки. Необходимо также ввести и «вработать» животный или растительный жир, добавки.
Мини-завод по производству сгущенного молока производительностью от 100 до 1000 кг в час размещается на небольшой площади 30 - 50 м2 и обслуживается силами 2-3 человек.
Технологические операции нагрева и пастеризации высоковязких жирных смесей, введение сахара, белковых порошков, жира осуществляются проточными перемешивателями - гомогенизаторами типа ТЕК-ГП производительностью от 5 до 20 м3/час, работающих с емкостью как «на кольцо», так и в режиме «on-line». Для производства восстановленного молока используются также пастеризаторы прямого действия типа ТЕК-ПГ, устанавливаемые после участка восстановления молока. Использование эффектов гидромеханики позволяет интенсифицировать процессы набухания белков и получить качественный конечный продукт при минимальных затратах.

О линии по производству сгущенного молока детальнее подробнее здесь...

Растительное молоко (РМ)

Традиционным сырьем для такого молока являются зерна сои, но сою можно заменить и семечками подсолнуха. Технологии ТЕКМАШ позволяют использовать их полностью без отходов. Полученное молоко содержит мелко измельченную клетчатку и отличается повышенной натуральной сладостью из-за гидролиза клетчатки в сахара.
На первом этапе приготовления РМ в аппаратах периодического действия типа ТЕК-СМ осуществляют приготовление концентрата молока - соевой пасты, в которой снижены до безопасного уровня или уничтожены вообще антипитательные составляющие сои, включая ингибитор трипсина. Используя явления гидромеханики, ТЕКи нагревают соевую пасту до температуры 105-110⁰С. Смешивая пасту с холодной водой, получают соевое молоко, пригодное для кормления телят и поросят. При изготовлении оборудования из нержавеющей стали такое молоко можно успешно использовать как продукт питания для людей. Если молоко пропустить через пастеризатор ТЕК-ПГ и добавить ароматизаторы - рта не оторвешь! Дешево и вкусно!

О линии о производству соевого молока смотрите подробнее здесь...

Опыт внедрения. Перспективы

За 15 лет своего существования ТЕКМАШ внедрил более 2000 энергетических аппаратов ТЕК, нагревающих десятки тонн воды любого качества без водоподготовки. Особенно актуальными нагреватели ТЕК оказались для обеспечения бытовых потребностей заводов, а также в системах отопления отдельно стоящих зданий.
Более 100 пастеризаторов - гомогенизаторов работают на молочных предприятиях разных стран. Первым образцам уже более 7 лет! Поставлены установки в Россию, Сербию, Германию, Иран, Канаду...Десятки гомогенизаторов - перемешивателей работают много лет на молочно-консервных предприятиях Украины, экономя труд и деньги. Новая технологическая платформа оказалась по вкусу производителям. Опробовав ее, заводчане не хотят возвращаться к пару!